Googles erster Rechenzentrum-Test im All lässt Gemini nur 15 Minuten am Stück laufen

Google will seine KI-Chips ins All bringen – und als Erstes müssen sie lernen, Pausen einzulegen. Ein kühlschrankgroßer Satellit namens MVP, den Google gemeinsam mit dem Satellitenunternehmen Planet gebaut hat, trägt vier Tensor Processing Units (TPUs) von Google. Es ist dieselbe Chipfamilie, die in den Rechenzentren am Boden Gemini-Anfragen beantwortet. Im Orbit soll der Satellit Gemini-Modelle jeweils etwa eine Viertelstunde lang ausführen und dann pausieren, damit seine Radiatoren die Wärme ins All abstrahlen können.

Diese Pause bringt das ganze Experiment im Kleinen auf den Punkt. Project Suncatcher, das Forschungsprojekt von Google mit ambitionierten Zielen, geht der Frage nach, ob der enorme Strombedarf von KI direkt aus der Sonne gedeckt werden könnte – statt aus den Stromnetzen, auf die auch Haushalte, Krankenhäuser und Fabriken angewiesen sind. In der richtigen Umlaufbahn liefert ein Solarpanel bis zu achtmal mehr Energie als dasselbe Panel am Boden: ohne Wolken und mit kaum einer Nacht. Wenn KI-Chips im All überleben und arbeiten können, könnte der energiehungrigste Teil des Internets eines Tages die Erde verlassen.

Vorerst sind die Ambitionen bescheiden. Die Solarpanels von MVP liefern etwa ein Kilowatt – ungefähr so viel, wie ein Mikrowellenherd aufnimmt. Zusammen bringen es die vier Chips auf etwa so viel Rechenleistung wie ein einzelner Server in einem Rechenzentrum am Boden. Google formuliert die Mission als einfache Frage: Kann seine KI-Hardware überhaupt im Weltraum betrieben werden? „Manche Dinge lassen sich nur im All testen“, erklärte das Unternehmen. „Wenn wir nächste Woche unsere ersten TPUs in den Orbit bringen, können wir Daten sammeln und Erkenntnisse gewinnen, die künftige Starts unterstützen.“

Die Tests am Boden geben Anlass zu vorsichtigem Optimismus. Google rüttelte die Hardware in allen drei Achsen, um die Belastungen eines Raketenflugs nachzubilden, bei dem einzelne Komponenten Kräften von 50 bis 100 g ausgesetzt sein können. Am Crocker Nuclear Laboratory der UC Davis beschoss das Unternehmen seine Trillium-TPUs mit einem Protonenstrahl, während sie KI-Aufgaben ausführten, und prüfte, ob sich Bits umkehrten. Laut Travis Beals, Senior Director von Googles Team Paradigms of Intelligence, hielten die Chips insgesamt eine Strahlendosis aus, die höher war als die, der sie während einer fünfjährigen Mission ausgesetzt wären. In einer früheren Forschungsarbeit berichtete Google, dass der High-Bandwidth-Speicher der Chips erst bei einer Dosis von fast dem Dreifachen des erwarteten Werts erste Unregelmäßigkeiten zeigte. Selbst beim 20-Fachen dieser Dosis fiel kein Chip vollständig aus.

Die größere Herausforderung ist die Wärme – und die Begrenzung auf 15 Minuten macht das deutlich. Auf der Erde leiten Rechenzentren die Wärme ab, indem sie Luft über die Chips blasen oder Wasser hindurchpumpen. Im Vakuum gibt es nichts, was sie abtransportiert. Deshalb leitet MVP die Wärme über Wärmeleitrohre aus Aluminium und Kupfer zu einem Radiator, der sie nur als Infrarotlicht abgeben kann – ein deutlich langsamerer Prozess. Ein echtes Rechenzentrum im Orbit müsste außerdem mit Schäden zurechtkommen, die kein Techniker reparieren könnte, mit der Verzögerung bei der Übermittlung von Antworten zur Erde und mit Startkosten, die weit über dem wirtschaftlich Tragbaren liegen. Google hat nicht bekannt gegeben, wie viel das Projekt kostet. Die eigenen Untersuchungen des Unternehmens kamen zu dem Schluss, dass Rechnen im Orbit bei den Energiekosten erst dann mit einem Rechenzentrum am Boden konkurrieren könnte, wenn die Startkosten unter 200 Dollar pro Kilogramm sinken. Google geht davon aus, dass das etwa Mitte der 2030er-Jahre der Fall sein könnte.

Für Gemini-Nutzerinnen und -Nutzer ändert sich vorerst in keinem Markt etwas. Jede Antwort kommt weiterhin aus einem Rechenzentrum auf der Erde, und MVP liefert Messdaten statt eines neuen Dienstes. Auch Google ist in diesem Wettlauf nicht allein. SpaceX hat laut Yahoo Finance Pläne für Rechenzentren mit KI im Orbit vorgestellt, die mit Nvidia-Technologie gebaut werden und bis Ende 2027 starten könnten. Das Satellitendesign AI1 zielt auf eine dauerhafte Rechenleistung von etwa 120 Kilowatt – mehr als das Hundertfache der Leistung, für die MVP ausgelegt ist. Auch Jeff Bezos und Sam Altman von OpenAI unterstützen die Idee, im Orbit zu rechnen.

MVP soll am 1. Oktober an Bord einer SpaceX Falcon 9 von der Vandenberg Space Force Base in Kalifornien starten – als Teil der Mitflugmission Transporter-18. Der Satellit wird eine sonnensynchrone Umlaufbahn entlang der Grenze zwischen Tag und Nacht einnehmen, damit seine Panels nahezu ständig im Sonnenlicht bleiben. Voraussichtlich wird er etwa ein Jahr lang Aufgaben ausführen; die Hardware könnte jedoch bis zu sechs Jahre im Orbit bleiben, bevor sie wieder in die Atmosphäre eintritt. Für 2027 plant Google den Start von zwei Satelliten, um die Laserlinks zwischen ihnen zu testen, die eine echte Konstellation benötigen würde. Das veröffentlichte Design sieht Gruppen aus jeweils 81 Satelliten vor, die innerhalb eines Kilometers voneinander fliegen.

Nach dem Start wird nicht entscheidend sein, wie schnell MVP rechnet, sondern wie lange es das durchhält. Wenn aus 15 Minuten beinahe eine Stunde wird, wirkt ein Rechenzentrum im Orbit eher wie eine technische Herausforderung als wie Science-Fiction. Falls nicht, bleibt die Stromrechnung der KI fest auf der Erde.

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