В начале февраля 2024 года ракета поразила судно Rubymar в Красном море. Повреждённое судно тонуло неделями, на 70 км протащив за собой якорь, разорвавший три интернет-кабеля, на которые приходилось четверть интернет-трафика между Европой и Азией. На ремонт кабелей ушли месяцы. Теперь в рамках проекта HEIST в НАТО начали тестировать систему перенаправления трафика через околоземное пространство, сообщает IEEE Spectrum.

На подводные волоконно-оптические линии связи приходится более 95 % межконтинентального интернет-трафика. Общая протяжённость 500-500 кабелей, проложенных по дну, составляет 1,2 млн км. По некоторым оценкам, ВОЛС обеспечивают финансовые транзакции более чем на $10 трлн ежедневно. Сами кабели находятся глубоко, они довольно тонкие и, по сути, не имеют никакой защиты на глубине. Если значительный ущерб может нанести повреждение одного или нескольких кабелей, то настоящая катастрофа для владельцев и пользователей может произойти, если атака произойдёт на государственном уровне.

Источник изображения: HEIST

Поэтому НАТО запустила пилотный проект HEIST (hybrid space-submarine architecture ensuring infosec of telecommunications). HEIST должен помочь в быстром определении точного местоположения повреждённого участка кабеля. Кроме того, проект направлен на создание «обходных путей» передачи данных в случае обрыва. В числе прочего предусматривается и передача информации через спутники на орбите.

В 2025 году планируется начать испытания на южном побережье Швеции — интеллектуальные системы, возможно, позволят определять места разрывов с точностью до метра. Кроме того, будут вестись работы над протоколами быстрого перенаправления данных на доступные спутники. Также эксперты будут разбираться в правилах использования подводных кабелей — пока нет единого органа, контролирующего их работу. В проекте приняли участие исследователи из Исландии, Швеции, Швейцарии, США и других стран.

Источник изображения: Submarine Cable Map

В TeleGeography напоминают, что безо всяких диверсий ежегодно происходит около 100 обрывов кабелей. Большинство из них устраняются специально оборудованными судами. На весьма дорогой ремонт может уйти от нескольких дней, недель или месяцев. В некоторых случаях речь может идти даже о годах. До сих пор у операторов связи и даже некоторых стран не было альтернатив на случай обрыва. Например, Исландию, на базе ЦОД которой работают многие финсервисы и выполняется много облачных вычислений, связывают с Европой и Северной Америкой всего четыре кабеля.

Спутники способны помочь в передаче данных, но главным ограничением является их малая пропускная способность, которая на порядки меньше, чем у оптоволокна — единицы Гбит/с против десятков или сотен Тбит/с. HEIST предполагает развитие спутниковой связи, в том числе с использованием лазеров для коммуникаций. Над похожими проектами работают NASA, Starlink и Amazon. В NASA уверены, что лазеры смогут ускорить передачу минимум в 40 раз.

Впрочем, это всё ещё далеко до пропускной способности кабелей, да и лазеры имеют ряд технических ограничений, мешающих повсеместному применению. Над повышением пропускной способности и сокращением времени задержки и будут работать в HEIST, хотя пока ни один из способов не является панацеей. Заявляется, что вся работа HEIST будет максимально публичной — люди смогут активно обсуждать и критиковать идеи, и способствовать его быстрому развитию.

Пока многие операторы ЦОД бьются за место и ресурсы для своих дата-центров на Земле, стартап Lumen Orbit трудится над созданием гигантских гигаваттных дата-центров на земной орбите. По словам компании, работа уже началась — первый спутник компании отправится в космос в 2025 году. Он, как ожидается, получит на два порядка более мощные ускорители, чем те, что когда-либо отправлялись в космос. Информация о проекте Lumen Orbit появилась ещё весной, но теперь обнародованы новые подробности.

Как сообщается в материалах компании, будущие ЦОД гиперскейл-класса будут серьёзно нагружать энергосети (и уже делают это сегодня), станут потреблять немало питьевой воды, а их работа будет всё хуже сочетаться с законами и правилами регуляторов «западного» мира. Другими словами, многогигаваттные ЦОД будет чрезвычайно трудно строить. Поэтому Lumen Orbit предлагает размещать дата-центры на околоземной орбите, лежащей в плоскости терминатора. Таким образом, солнечные элементы питания будут всегда освещены, а радиаторы пассивного охлаждения всегда в тени. А космическое излучение здесь не так сильно, чтобы быстро выводить из строя электронику.

Источник изображений: Lumen Orbit

Одно из важнейших свойств решения Lumen Orbit — возможность почти бесконечного масштабирования из-за минимума регуляторных запретов и ограничений на потребляемые ресурсы, говорит компания. Согласно расчётам, солнечная энергия в космосе будет обходиться в $0,002/кВт∙ч, тогда как электричество в США, Великобритании и Японии сегодня в среднем стоит $0,045, $0,06 и $0,17 за кВт∙ч соответственно. Кроме того, вода в космосе совершенно не понадобится, а системы пассивного охлаждения (путём излучения) будут многократно эффективнее и стабильнее земных аналогов. Не понадобятся и резервные источники питания.

Компания уже разработала и начала строительство первого космического аппарата. Разработан концептуальный дизайн микро-ЦОД, развёртывание которых запланировано на 2026 год,. Также планируется запуск крупного дата-центра Hypercluster — это будет возможно, когда начнётся коммерческая эксплуатация кораблей уровня SpaceX Starship. Сообщается, что уже заключены меморандумы о взаимопонимании, предполагающие использование ускорителей NVIDIA H100 в космосе.

В компании утверждают, что для обучения больших языковых моделей вроде Llama 5 или GPT-6 в 2027 году потребуются 5-ГВт кластеры, которые создадут огромную нагрузку на электростанции и энергосети. Но в космосе можно будет создавать компактные модульные 3D-структуры. Передача данных может осуществляться с помощью лазеров. Более того, возможна совместимость с системами вроде Starlink, а когда необходимо — даже переброс данных специальными шаттлами. Об астрономах тоже не забыли — космические ЦОД будут заметны в основном на рассветах и закатах.

Lumen Orbit предлагает отправлять укомплектованные контейнеры с серверами и всем необходимым оборудованием, который имеют универсальный порт для питания, сети, охлаждения и т.д. Через этот порт они подключаются к единой «шине». ЦОД мощностью 5 ГВт потребует развёртывание солнечных элементов размером приблизительно 4 × 4 км. Подходящие панели уже выпускаются и стоят порядка $0,03/Ватт. Тяжёлые ракеты будущего смогут поднимать на орбиту около 100 т. Этого достаточно для доставки модуля с 300 наполовину заполненными стойками (остальное пойдёт на вспомогательные системы).

На 5-Гвт ЦОД ориентировочно потребуется менее 100 запусков при цене до $10/кг, а одной многоразовой ракеты будет достаточно для вывода на орбиту большого ЦОД за два-три месяца. Размещение на оптимальных орбитах и отсутствие некоторых агрессивных факторов влияния от нестабильных температур до окисления воздухом позволят эксплуатировать ЦОД в течение 15 лет, а многие компоненты можно будет использовать и после этого срока, говорит компания.

Впрочем, в намерении Lumen Orbit нет ничего уникального. Ещё в конце 2023 года появлялась информация о том, что Axiom Space намерена построить космический дата-центр. Космический буксир Blue Ring Джеффа Безоса (Jeff Bezos) должен выполнять функции ЦОД, группировку спутников-суперкомпьютеров намерены создать даже итальянские военные, аналогичные проекты вынашивают и другие компании. Lumen Orbit тем временем получила финансовую поддержку от Y Combinator и NVIDIA.

Военно-морские силы США успешно реализовали пилотный проект, предусматривающий подключение военных кораблей к облачным сервисам. По данным Datacenter Dynamics, работоспособность концепции, предусматривающей передачу в облако терабайт данных ежедневно, изучили на примере авианосца «Авраам Линкольн».

Облачный проект Flank Speed Edge с тысячами пользователей — это одно из расширений проекта Flank Speed, предусматривающего совместную работу в облаке многих представителей военного и государственного аппарата. Возможность масштабной передачи данных обеспечена спутниковыми сервисами Proliferated Low Earth Orbit (P-LEO). Находящиеся на низкой околоземной орбите спутники могут общаться в том числе и друг с другом.

Источник изображения: Clint Davis/Public Domain

В ходе пилотного проекта ВМС организовали спутниковое соединение гигабитного класса — возможна передача 3–5 Тбайт данных ежедневно. Например, можно использовать IP-телефонию, передавать данные в целях обучения, для медицинских сервисов, снабжения. При этом отмечается, что в случае необходимости все эти сервисы могут быть отключены без потери функциональности корабля. Вся спутниковая инфраструктура вместе с набортной сетью Wi-Fi может управляться всего тремя моряками. Проект также позволяет обновлять бортовое ПО без необходимости захода в порт.

Отмечается, что иногда высокоскоростные соединения необходимо отключать, поскольку P-LEO обеспечивает безопасную передачу только не особенно секретных данных. При этом инфраструктура разработана таким образом, что способна использовать многочисленные механизмы подключения, включая военную группировку SATCOM и Starlink. Дополнительно ВМС внедряют систему Flank Speed Edge на береговых объектах, испытывающих трудности с традиционными вариантами подключения, включая, например, штаб-квартиру Пятого флота США в Бахрейне.

В ходе недавнего отчёта о доходах председатель Oracle Ларри Эллисон (Larry Ellison) поднял вопрос о возможности использования микро-ЦОД на кораблях и даже подводных лодках. По его словам, скоро компания сможет обеспечить работу полноценного облака Oracle Cloud всего на шести стойках половинной высоты, которые можно разместить где угодно — в том числе на подводных и надводных кораблях. По мнению Эллисона, такое не может предложить никакая другая компания. При этом все облака Oracle идентичны и поддерживают все сервисы Oracle, отличаясь только масштабом.

Компании Phantom Space и Assured Space Access договорились о сотрудничестве для создания облачного сервиса в космосе. По данным Datacenter Dynamics, облако Phantom Cloud будет служить резервным хранилищем данных для сторонних космических аппаратов и упростит передачу информации на Землю.

В рамках соглашения Assured Space разработает и построит телекоммуникационное оборудование для 66 спутников группировки Phantom Cloud. Партнёры будут совместно работать над созданием, запуском и эксплуатацией новой группировки. В результате предполагается сформировать сеть, к которой смогут получать доступ другие спутники для трансляции данных на Землю в режиме реального времени. В соцсети X сообщалось, что облако Phantom Cloud должно стать «AWS для космоса», обеспечивая M2M-коммуникации и комбинируя соответствующие услуги с вычислениями и облачным хранилищем на орбите.

Источник изображения: Phantom Space

Более того, по словам одного из основателей и главы Phantom Space Джима Кантрелла (Jim Cantrell), который участвовал в создании SpaceX, компании хотят обеспечить базовую функциональность наземных телекоммуникационных станций непосредственно в космосе. Предполагается, что проект станет дополнением группировки Starlink, но его участники будут уделять приоритетное внимание межмашинным коммуникациям, а не людей.

По некоторым данным, Phantom Space на сегодня привлекла $27,7 млн инвестиций. Помимо разработки спутников она создаёт и космические аппараты, способные нести грузы различных типов.

Идея не вполне уникальна. Космос привлекает всё большее внимание операторов ЦОД и облачных компаний. Например, в марте сообщалось, что Lumen Orbit намерена развернуть над Землёй сеть собственных ЦОД, а стартап Aethero намерен стать «Intel или NVIDIA в космической индустрии», создавая защищённые от экстремальных условий компьютеры.

Хотя сенсоры многочисленных орбитальных спутников собирают немало информации, у космических аппаратов не хватает вычислительных способностей, чтобы обрабатывать данные на месте. TechCrunch сообщает, что стартап Aethero намерен стать «Intel или NVIDIA в космической индустрии» — компания разрабатывает защищённые от радиации компьютеры для периферийных вычислений на спутниках.

Несколько лет назад основатели Aethero создали стартап Stratodyne, занимавшийся строительством стратостатов для дистанционного зондирования (ДЗЗ). Позже компания закрылась, а создатели вернулись к изучению встраиваемых систем для агрессивных сред.

Как заявляет Aethero, современные компьютеры для космоса используют устаревшие FPGA и не способны выполнять сложные вычисления вроде тренировки на орбите ИИ-моделей или обслуживания систем компьютерного зрения. Aethero, привлёкшая $1,7 млн, намерена только в этому году трижды отправить свои разработки в космос. Одна из миссий будет выполнена SpaceX уже в июне. Целью является демонстрация работоспособности прототипов вроде возможности обновления набортных моделей компьютерного зрения или тренировки таких моделей непосредственно в космосе на собранных здесь же данных.

Источник изображений: Aethero

Космический компьютер первого поколения ECM-NxN использует чип NVIDIA Jetson Orin Nano. В компании утверждают, что сегодня это лучший периферийный ИИ-ускоритель на рынке, а надёжное оборудование собственной разработки позволит сохранить его работоспособность на низкой околоземной орбите в течение 7–10 лет. При этом платформа уместится даже в небольшом аппарате вроде кубсата и обеспечивает производительность в 20 раз выше в сравнении с уже существующими решениями.

Впоследствии Aethero намерена выпустить более крупный модуль ECM-NxA на базе NVIDIA AGX, а потом перейти к разработке собственного RISC-V чипа для модуля ECM-0x1. Утверждается, что тот будет потреблять меньше энергии и будет производительнее, чем продукты техногигантов. Выпуск планируется совместно с Intel приблизительно в 2026 году, хотя обстоятельства могут измениться.

В Aethero отмечает, что подобные решения могут быть интересны операторам ДЗЗ, орбитальным сервисам и будущим частным космическим станциям. Например, только МКС генерирует терабайты данных ежедневно, напоминает компания. Правда, на МКС работает уже второе поколение космического суперкомпьютера HPE Spaceborne-2, разработчики которого отмечали проблемы с SSD и кешами процессоров из-за радиации. На МКС была протестирована и edge-платформа AWS Snowcone. Более того, ИИ-софт AWS для анализа снимков уже успел поработать на низкоорбитальном спутнике.

Стартап Lumen Orbit анонсировал раунд инвестиций, в ходе которого планируется привлечь $2,4 млн на строительство космических дата-центров. По данным Datacenter Dynamics, компания надеется развернуть сотни низкоорбитальных спутников с ускорителями на базе GPU, способных выполнять роль распределённого ЦОД для других космических аппаратов — во многих случаях отпадёт необходимость отправки данных на Землю.

По словам главы компании Филипа Джонстона (Philip Johnston), миссия Lumen заключается в запуске группировки орбитальных дата-центров для периферийных вычислений в космосе. Прочие спутники будут отправлять такому космическому ЦОД «сырые» данные на ИИ-обработку, после которой уже готовые результаты будут переправляться на Землю. Это позволит сэкономить пропускную способность космических каналов связи и избежать дорогостоящей переправки массивов данных туда-обратно, да ещё и с высокой задержкой.

Компания рассчитывает разместить 300 спутников на высоте около 315 км. Тестовый 60-кг экземпляр намерены отправить уже в мае 2025 года с помощью ракеты SpaceX Falcon 9. Стартап сотрудничает с Ansys и Solidworks, уже подписано несколько меморандумов о взаимопонимании на сумму более $30 млн и даже есть первый потенциальный клиент, который готов опробовать систему в тестовом режиме. Через полгода после теста планируется запустить восемь спутников, а ещё через полгода должны появиться пять орбитальных «колец».

Источник изображения: NASA

Lumen стала последней в ряду компаний, желающих разместить вычислительные мощности на орбите. Axiom Space планирует запустить ЦОД на своей космической станции в 2026 году, а NTT и SKY Perfect JSAT уже в 2025 году надеются развернуть спутники для хранения и обработки данных. Крупную вычислительную систему-буксир Blue Ring намерена запустить Blue Origin, но в этом случае речь идёт уже о геосинхронном, а не низкоорбитальном проекте. Концепцию внеземных ЦОД изучают и в Евросоюзе, а ESA сотрудничает с Intel и Ubotica в работе над ИИ-кубсатом PhiSat-1.

Американская Lonestar Data Holdings провела финальную фазу тестов ЦОД-технологий будущего с помощью лунного посадочного модуля Odysseus («Одиссей»), относительно успешно добравшегося до Луны. Datacenter Dynamics напоминает, что эксперимент провели в рамках миссии IM-1 компании Intuitive Machines.

Lonestar передала тексты Декларации независимости и Конституции США с Земли на Луну, а также текст Билля о правах и некоторые данные для штата Флорида. Декларацию отправляли на Odysseus неоднократно — сначала во время полёта к Луне, потом при выходе на окололунную орбиту. Эти тесты были ориентированы на проверку надёжности передачи и хранения данных.

Следующая миссия, тоже при участии Intuitive Machines, предусматривает размещение на Луне небольшого ЦОД. Речь идёт о проекте IM-2, который получит специальный SSD-модуль ёмкостью 8 Тбайт и единственную ПЛИС Microchip PolaFire SoC. Этот комплекс станет первым лунным дата-центром Lonestar, хотя и очень простым. Компания намерена проверить, как подобная СХД поведёт себя в экстремальных условиях на поверхности спутника Земли.

Изображение: Intuitive Machines

Впрочем, до реализации IM-2 ещё далеко, особенно с учётом технических проблем, которые привели к не вполне удачному выполнению миссии IM-1, на участие в которой Lonestar привлекла немалые средства. Хотя на первом этапе при посадке проблемы удалось частично решить, позже выяснилось, что посадочный модуль опрокинулся, но смог передать некоторые данные, в том числе связанные с миссией Lonestar. В компании сообщили о «непревзойдённом коммерческом успехе» и даже открытии новой эпохи лунных проектов.

Министерство обороны Италии изучает возможность формирования «военно-космического облака» и поручила поддерживаемому государством подрядчику Leonardo проверить концепцию. По данным The Register, проект Military Space Cloud Architecture (MILSCA) предполагает формирование архитектуры, обеспечивающей правительство и вооружённые силы высокопроизводительными вычислениями и хранилищами данных в космосе.

План предусматривает создание группировки спутников, каждый с FP32-производительностью 250 Тфлопс и хранилищем ёмкостью не менее 100 Тбайт данных. Ещё 100 Тбайт будет зарезервировано на Земле. Все ресурсы будут связаны друг с другом для поддержки выполнения задач, касающихся ИИ и анализа данных. Фактически речь идёт о гигантском, разнесённом в пространстве суперкомпьютерном кластере. Для сравнения — в состав кластера HPE Spaceborne-2 на МКС входит ускоритель NVIDIA T4 с FP32-производительностью 8 Тфлопс.

Источник изображения: Leonardo

В Leonardo обещают быструю обработку данных на орбите и утверждают, что коммуникации будут менее уязвимы, чем наземные. Пользователи получат гарантированный доступ к телеком-услугам, данным наблюдения за Землёй, а также навигационным сведениям в любое время в любой части планеты. Кроме того, группировка послужит важным «бэкапом» для наземных центров, если с теми что-то случится.

Leonardo и её совместные предприятия Telespazio и Thales Alenia Space изучат в ближайшие пару лет целесообразность создания такой группировки. В ходе первой фазы исследований участники проекта определятся с архитектурой всей системы, а в ходе второй попытаются провести симуляцию группировки с помощью «цифрового двойника» на суперкомпьютере Davinci-1. Она поможет заранее выявить потенциальные проблемы и оценить зоны покрытия.

Источник изображения: Leonardo

Оборудование потребует специальной защиты от космической радиации. Также предстоит решить вопросы энергоснабжения и терморегулирования. Кроме того, придётся по возможности минимизировать массу оборудования, доставляемого в космос. Дело осложняется тем, что для получения заданных характеристик придётся использовать достаточно горячие чипы, выполненные по тонким техпроцессам.

Leonardo не впервые просят оценить перспективы космических вычислений. В 2022 году совместное предприятие Thales Alenia Space, созданное Leonardo и французской Thales, наняли для оценки перспектив космических ЦОД в рамках исследовательской программы Horizon Europe. Правда, на тот момент речь шла об экопроекте, а не группировке военного назначения.

Недавно компания Axiom Space также заявила, что построит и выведет на орбиту ЦОД для поддержки миссий своей коммерческой космической станции. Компания намеревалась снизить зависимость от наземных сервисов. Blue Ring тоже планирует предоставлять вычисления в космосе. Наконец, Lonestar Data Holdings привлекает средства для постройки ЦОД на Луне.

На следующей неделе планируется запуск на Международную космическую станцию (МКС) обновлённого варианта специального вычислительного модуля HPE Spaceborne Computer-2. Как сообщает Национальная лаборатория МКС, это коммерческая версия суперкомпьютера из серийных компонентов, созданная на основе серверов семейств HPE EdgeLine и ProLiant.

Организаторами запуска выступают NASA, Northrop Grumman и SpaceX. Старт должен состояться 29 января 2024 года в рамках миссии NG-20 — борту корабля Northrop Grumman Cygnus планируется доставить на станцию различные научные материалы, оборудование и компоненты. Одним из грузов будет и обновлённая версия Spaceborne-2, ранее отправленного на МКС в феврале 2021 года и вернувшегося на Землю 11 января 2023. Первый компьютер серии Spaceborne отправили на МКС 14 августа 2017 года, возвращение состоялось 4 июня 2019.

Источник изображения: NASA

По данным Datacenter Dynamics, в состав системы всё ещё входят x86-серверы HPE Edgeline EL4000 с одним GPU и HPE DL360 Gen10. Обновлённая система протестирована HPE и передана NASA. Всего по требованию NASA пришлось внести 516 корректировок. Например, HPE в сотрудничестве с KIOXIA оснастила систему дополнительным хранилищем. Суперкомпьютер поможет продолжающимся на МКС исследованиям, обеспечив более быструю обработку наблюдений со станции за Землёй и более эффективный мониторинг здоровья астронавтов.

Основатель Amazon Джефф Безос (Jeff Bezos) поделился информацией о планах курируемой им аэрокосмической группы Blue Origin, сообщает Datacenter Dynamics. Он обнародовал новые данные о проекте Blue Ring, впервые анонсированном в октябре 2023 года.

По словам Безоса, Blue Ring будет очень интересным космическим аппаратом, предназначенным для вывода на геосинхронную орбиту или в окрестности Луны до 3 т полезной нагрузки. Буксир обеспечит как «химическую», так и «электрическую» тягу. При этом клиентам предлагаются особые услуги. В частности, аппарат будет контролировать температурные режимы, обеспечивать электропитание для выводимых в космос объектов, связь и вычисления. Другими словами, при разработке нагрузки потенциальные клиенты могут рассчитывать на определённые возможности Blue Ring.

Особенный интерес представляют вычислительные мощности. По словам Безоса, речь идёт об устойчивом к воздействию космической радиации оборудовании — на борту Blue Ring его необычайно много. Отправляемые клиентами в космос объекты смогут пользоваться вычислительными мощностями перевозчика. Речь идёт об урезанном варианте Amazon Web Services (AWS), но в окрестностях Земли и Луны.

Источник изображения: Blue Ring

Blue Origin — далеко не единственная компания, намеренная предлагать собственные космические буксиры. В число конкурентов входят Northrup Grumman, Rocket Lab, Momentus, Firefly Space и Astroscale. Но грузоподъёмность Blue Ring, как ожидается, будет самой высокой. Что касается вычислений на орбите, конкуренты имеются и здесь — буквально недавно Axiom Space, которая уже сотрудничает с AWS, подробно рассказала о планах строительства космического ЦОД. Соответствующие проекты изучают и в Евросоюзе, а Lonestar Data Holdings намерена развернуть хранилище на Луне.

Blue Origin планирует как можно скорее представить космический буксир с ЦОД, поскольку, по словам самого Безоса, компания должна быстрее развиваться. Более того, миллиардер заявил, что желание уделять больше внимание новой компании стало одной из причин, по которой он покинул пост главы Amazon. В последние месяцы Blue Origin покинули несколько топ-менеджеров, включая её главу Боба Смита (Bob Smith), на место которого пришёл один из функционеров Amazon Дэйв Лимп (Dave Limp). Есть и позитивные новости — после нескольких отсрочек Blue Origin успешно завершила полёт ракеты New Shepard.