▶ 数据中心之所以要送往太空，是因为在地面上受到诸多限制。一座 AI 数据中心的耗电量相当于半座核电站，而建设输电线路需要 10 年。
▶ 如果进入不会日落的轨道，就能 24 小时接受阳光照射，太阳能利用效率最高可达地面的 8 倍，而且不需要支付土地成本。
▶ 但太空也有太空的难题。真空中没有空气传递热量，因此需要巨型散热板；辐射会导致内存出错，设备一旦故障也无法维修。
▶ 目前发射成本约为每公斤 1000 美元。谷歌认为，只有降至 200 美元以下才有经济可行性。埃隆·马斯克称两三年内太空数据中心就会更便宜，但专家认为这需要 10 年以上。
上月30日，在距地面数百公里的高空，一台计算机写了一首诗。它是谷歌10月1日搭乘SpaceX猎鹰9号火箭发射的试验卫星。地面研究人员向卫星内搭载的AI芯片中预先部署的模型提问：“请用俳句写写身处太空的感受。”随后，卫星传回了一首三行诗，开头是“蓝色弹珠在下方（Blue marble below）”。谷歌表示，卫星运行正常。
一颗卫星写出一首诗之所以成为新闻，是因为它关系到“数据中心”。一年前，谷歌发布“捕日计划”（Project Suncatcher），要在地球之外进行AI运算；如今，这项计划的第一个组成部分已开始在轨道上运行。
同月，埃隆·马斯克正推动用100万颗卫星建设太空数据中心；杰夫·贝索斯则表示，未来20年内，太空中将建成吉瓦级数据中心。世界上最富有的人为何想把服务器送上天空？首先要看看地面究竟受到哪些限制。
◆ 地面上的电力首先告急
数据中心是耗电的大型建筑，AI数据中心更是如此。英伟达最新服务器机架的功耗为120至140千瓦，相当于100户家庭同时用电的总量。
如果把韩国政府计划引进的26万块英伟达GPU换算成机架，数量将超过3600个；加上冷却需求，总功率需要500至600兆瓦，相当于一座1吉瓦核电站的一半。国际能源署（IEA）预计，全球数据中心的耗电量将从2024年的415太瓦时增至2030年的945太瓦时，翻一番，约占全球用电量的3%。
问题不只是电力总量，而是电力如何输送。以2022年底的数据来看，韩国70%的数据中心用电需求集中在首都圈；若把已提交的申请也计算在内，到2029年这一比例将超过80%。首都圈输电网已经满负荷运行，新建一条输电线路需要10年以上。
仅龙仁半导体产业园区就需要5至8吉瓦电力。2024年6月施行的《分布式能源法》规定，在首都圈建设大型用电设施须接受电力系统影响评估。电力虽在，却没有线路输送过来；而要铺设线路，也找不到合适的土地。
土地和水资源同样是问题。数据中心需要数十万坪的土地，还要引入冷却水。在美国，因居民反对而导致建设受阻的情况日益增多；在韩国，首都圈周边地方政府也纷纷挂起反对建设数据中心的横幅。服务器运转会产生热量，而冷却这些热量又需要电力和水。地面数据中心面临的四道壁垒，就是电力、土地、水和冷却。
◆ 到了太空，哪些问题能够解决？
太空没有上述四道壁垒。首先是电力。在地球低轨道上，有一种称为“晨昏轨道”的轨道。卫星沿着地球昼夜交界线运行，始终处于阳光照射之下。那里没有黑夜、云层和雨水。按照谷歌的计算，同样的太阳能电池板在太空中产生的电力最高可达地面的8倍。这正是贝索斯所说“巨型AI训练设备最好建在太空，因为那里有24小时不间断的太阳能”的依据。
土地问题也不存在。轨道上没有地价，不会遭遇居民反对，也不需要办理许可。水也是如此。太空中无法引入冷却水，但也没有引入的必要：热量可以通过散热板辐射到太空中。那里也不需要输电线路，因为发电和用电发生在同一地点。数据则通过激光在卫星之间传输，再发送到地面。
马斯克的说法更为直接。他在今年6月发布于X平台的一段30分钟访谈中表示：“我们几乎没有利用太阳这颗恒星的能量。”他还说，建设太空数据中心“不需要什么不存在的魔法”，“与我们已经做过的事情相比，我不认为这是特别困难的问题，归根结底只是规模问题”。
SpaceX已向美国联邦通信委员会（FCC）申请，计划用最多100万颗卫星建设“轨道数据中心”。目前在地球轨道运行的卫星总数约为1.4万颗。按照其设想，卫星群将在500至2000公里高度、以50公里间隔部署；每吨卫星搭载100千瓦算力，再利用可重复使用的星舰火箭，每年向太空运送100万吨设备。按此计算，太空每年可新增100吉瓦算力。
该计划设想以太阳能满足99%以上的电力需求，卫星寿命为5年。SpaceX公布的首个型号“AI1”高20米、翼展70米，最大输出功率为150千瓦。马斯克称，太空AI将在两三年内比地面更便宜。
◆ 谷歌小步推进，马斯克大举扩张
两家公司怀抱相同愿景，推进路径却截然不同。谷歌的“捕日计划”始于2025年11月4日发布的一篇论文。当时，Alphabet首席执行官桑达尔·皮查伊宣布，公司当年将投入750亿美元建设AI基础设施。
这笔资金较几年前的200亿美元增长近四倍，正投向地面数据中心。与此同时，研究人员也提出了一个方案，以应对地面设施再也无法消化这些投入的未来：将81颗卫星聚集在半径1公里的范围内，并通过卫星间光通信将它们连接起来，让它们像一座数据中心一样运行。卫星之间的距离约为100至200米。
谷歌表示，地面测试中，一组光通信设备实现了每秒1.6太比特的传输速度；要达到数据中心级别，则需要数十太比特。研究人员还用质子束照射谷歌自研AI芯片“Trillium”进行辐射测试。内存开始出现异常时的辐射剂量，约为预计5年任务期间所受剂量的3倍；没有芯片彻底损坏。
10月1日发射的卫星是这一设计的首个试验机，由卫星制造商Planet Labs制造，搭载了4个TPU。但受电力限制，每次只能运行一个TPU，每次运行20分钟，最大功率为1千瓦。经过3周的部件检查后，它写下了那首俳句。
目前重点观察的是热变形和辐射。辐射会翻转内存中的0和1，悄无声息地破坏数据。地面测试显示，辐射对推理，也就是生成答案，影响较小；但对训练的风险较大。
谷歌计划在2027年再发射两颗卫星，以提高供电能力并测试卫星间光通信。谷歌称，这是面向2030年代的长期“登月计划”。Alphabet持有SpaceX股份，因此两家公司都将希望寄托在星舰能否实现完全可重复使用上。
马斯克则选择大规模推进：100万颗卫星，每年新增100吉瓦算力。FCC通常要求获批的卫星网络在6年内发射一半卫星、9年内完成全部部署，但SpaceX请求豁免这些期限。申请文件中几乎没有列出卫星重量和设备等具体细节。
SpaceX今年吸收了xAI，并于6月上市。马斯克表示，上市筹集的资金将用于建设轨道数据中心。贝索斯旗下蓝色起源也推出了“Terawave”卫星间激光通信技术，速度可达每秒6太比特；马斯克则回应称，星链的激光通信速度会更快。
创业公司也在加入这场竞赛。获得英伟达投资的Starcloud去年11月发射了一颗搭载英伟达H100 GPU的卫星，并在轨道上运行了谷歌公开模型Gemma。这是高性能GPU首次在轨道上运行大型语言模型。该公司第二颗卫星的功率约为8千瓦。Starcloud首席执行官菲利普·约翰斯顿称，这证明了太空数据中心“能够成为现实”。
◆ 也曾尝试把数据中心放进海里
把服务器送到无人之处，并非首次尝试。2018年，微软曾在苏格兰海岸外、海面下36米处，沉放一个装有864台服务器的圆筒形数据中心，这就是“纳提克计划”（Project Natick）。
海水可用于冷却，设备无需人员进入，因此内部没有氧气和湿气。两年后打捞上来时，故障服务器数量仅为地面数据中心的八分之一。这项实验验证了无人进出、温度稳定的环境有助于延长服务器寿命。
微软没有将其商业化，但通过环境本身消除冷却和人员维护两项成本的思路，与太空数据中心相似。不同之处在于，海洋有水可以吸收热量，而太空没有水。
◆ 太空数据中心，前路仍然漫长
如果太空是万能的，人类早就把数据中心送上去了。阻碍也显而易见。
第一道难关是热量。地面数据中心会用风扇排出热空气，或用水冷却。太空中没有空气，也就没有介质带走热量，只能通过散热板以红外辐射的方式将热量散发出去。
哈佛大学研究员、前NASA工作人员丽贝卡·里德对美国国家公共广播电台（NPR）表示，必须排出计算机产生的全部热量；散热板与太阳能电池板合在一起，会让卫星变得非常庞大。这也是SpaceX AI1翼展达70米的原因。麻省理工学院教授奥利维耶·德贝克指出，100兆瓦的太空数据中心所需电力将达到国际空间站的500至1000倍。他表示：“这并非不可能，但不是明年，也不是三年之内就能实现的事。”
接下来是辐射。地球磁场和大气层原本会阻挡宇宙辐射；一旦辐射击中半导体，内存中的数值就可能翻转。谷歌的测试也显示，内存最先受到影响。在地面上，可以拔掉出错的服务器并换上新设备；但在轨道上无法维修。
数据银行（Databank）首席执行官劳尔·马蒂内克表示，数据中心需要持续维护和升级，因此很难相信两三年内就能实现太空数据中心。卫星寿命只有5年，也就意味着每隔5年就要把整座数据中心重新发射上去。
成本同样是问题。目前发射费用约为每公斤1000美元。谷歌估算，到了2030年代中期，发射成本必须降至每公斤200美元以下，太空数据中心的成本才能接近地面电费，也就是要降低至目前的五分之一。要做到这一点，星舰必须像飞机一样反复飞行。一篇论文估计，要达到此前火箭所实现的成本降幅，星舰需要飞行1800次。星舰去年进行了5次试飞，其中3次爆炸、2次进入轨道，但尚未测试重复使用能力。
最后是延迟问题。单颗卫星无法运行大型AI，因此必须将多颗卫星连接起来；但卫星间的激光通信速度比服务器之间的线缆连接慢。对于需要数千块芯片不停交换数据的训练任务来说，这会造成致命影响。这也是谷歌计划让卫星以100至200米的间距紧密编队、并优先将推理而非训练任务送入轨道的原因。轨道拥挤、太空垃圾，以及与地面通信时使用的频率，也都是尚待解决的问题。
亚马逊公开质疑SpaceX的计划，卡内基梅隆大学教授布兰登·卢西亚则称马斯克的时间表“过于乐观”。Planet首席执行官威尔·马歇尔认为，轨道数据中心是“时机已到的想法”，但何时能比地面数据中心更便宜，“仍有争议”。
◆ 我们应该关注什么？
对韩国来说，卫星数据中心眼下还是别国的事。但推动数据中心走向太空的原因，与韩国息息相关。韩国80%的电力需求集中在首都圈，建设输电线路需要10年，地方政府也在阻止数据中心建设。谷歌和马斯克试图在轨道上解决的，正是这些问题。
韩国目前还没有条件立即加入太空数据中心竞赛。自主研发的“努里号”运载火箭仍处于将小型卫星送入低轨道的阶段，也没有能把发射成本降至每公斤200美元的可重复使用火箭。不过，韩国拥有可用于卫星的AI半导体和内存这一优势。能够抵御辐射的内存、功耗更低的计算芯片，同样适用于地面数据中心。
无论太空数据中心最终成功与否，发展过程中的技术都可能回到地面应用。例如，在没有空气的环境中排出热量的散热技术、抗辐射内存设计、卫星间太比特级激光通信，以及将发电与计算整合在同一地点的设计。
在有电的地方建设数据中心、将计算与发电结合以减少输电需求、根据电力状况区分训练和推理任务并灵活运行，这些并非只有太空才能做到，韩国现在也可以着手实施。谷歌卫星写下俳句的那一天，韩国的数据中心仍在首都圈变电站前排队等候。