Googles orbitaler KI-Test: 15 Minuten Kühlung, 1 kW Solarstrom

Der Satellit heißt MVP. Er ist ungefähr so groß wie ein Kühlschrank. Darin stecken vier von Googles eigenen Tensor Processing Units, dieselben Beschleuniger-Chips, die das Unternehmen in irdischen Servern zum Trainieren von Modellen und für Inferenz nutzt. Ars Technica meldete am 24. September, der Start sei für den 1. Oktober im Rahmen des Rideshare-Fluges Transporter-18 an Bord einer SpaceX Falcon 9 gebucht. Tom's Hardware nennt als Startplatz die Vandenberg Space Force Base in Kalifornien.

Gebaut hat Google das Raumfahrzeug nicht selbst. Laut Ars Technica stammt der Satellit von Planet Labs, einem Unternehmen für Erdbeobachtung. Ursprünglich wollte Google 2027 zwei eigene Satelliten fliegen lassen, entschied sich dann aber für ein schnelleres Vorgehen und schraubte seine KI-Hardware in einen Satelliten, den Planet Labs bereits für einen früheren Test zusammengebaut hatte. Tom's Hardware ordnet das Ganze dem Projekt Suncatcher zu.

Strom kommt aus einer Mikrowelle, Kühlung aus einem Radiator

Das Energiebudget zeigt am deutlichsten, wie klein dieser Test ist. Ars Technica berichtet, die Solarpaneele lieferten rund ein Kilowatt, genug für eine Mikrowelle oder einen Haartrockner. Tom's Hardware nennt dieselbe Zahl und merkt an, die Fähigkeiten des Satelliten ähnelten denen eines einzelnen Servers auf der Erde. Ein irdisches Rechenzentrum betreibt Tausende solcher Chips und zieht Megawatt. Genau deshalb taucht orbitales Rechnen in KI-Kreisen immer wieder auf.

Die Kühlung ist das schwierigere Problem, und beide Portale nennen sie die größte offene Frage. Im Weltraum gibt es Radiatoren, doch die sind darauf ausgelegt, verhältnismäßig kleine Wärmemengen abzugeben, während KI-Beschleuniger weit mehr erzeugen. Googles Antwort ist laut Ars Technica eine Schicht aus formbarem Wärmeleitmaterial, das jeden Chip mit Wärmerohren aus Aluminium und Kupfer verbindet. Diese leiten die Wärme in einen Radiator, der sie in den Weltraum abstrahlt. Tom's Hardware weist auf die offensichtliche Lücke dieses Entwurfs hin: Im Orbit gibt es keine Luft, also funktioniert der übliche Ansatz mit Lüftern schlicht nicht.

Das Ergebnis ist ein Tastverhältnis, kein Server. Die Chips laufen laut Ars Technica in Schüben von etwa 15 Minuten, danach müssen sie abschalten und den Radiatoren Zeit zum Nachkommen lassen. Tom's Hardware beschreibt dieselbe Grenze als Überhitzung, die Abschaltungen erzwingt. Während des Tests will Google Gemini-Modelle auf den TPUs laufen lassen.

„Um ganz offen zu sein: Wir erwarten nicht, dass wir in den nächsten Jahren etwas haben werden, das sich sinnvoll betreiben lässt“, sagte James Manyika, Senior Vice President of Research bei Google, der New York Times, so Tom's Hardware.

Manyika verglich das Vorhaben mit Googles Programm für fahrerlose Autos, das das Unternehmen laut Tom's Hardware rund 15 Jahre vor dem ersten Auslieferungsprodukt testete. Nach dieser Schätzung liegen zwischen einem Satelliten mit vier Chips und einem funktionierenden orbitalen Rechenzentrum etwa 15 Jahre. Google hat angekündigt, als Nächstes ein Paar Satelliten zu starten. Tom's Hardware berichtet, langfristige Pläne sähen vernetzte Flotten von mehr als 80 Satelliten vor, verbunden über schnelle Laserlinks, die wohl eigene Starts statt Rideshares erfordern würden.

Strahlung, Bitfehler und ein Orbit von sechs Jahren

Die Strahlung ist das andere physikalische Problem. Tom's Hardware merkt an, Strahlung im Weltraum könne Bitfehler verursachen, die die Datenverarbeitung der Chips verändern. Googles derzeitige Antwort sei, die Chips regelmäßig neu zu starten und so zurückzusetzen. Ars Technica ergänzt, auch Vibrationen und hohe g-Kräfte beim Start seien ein Risiko, und es handele sich um dieselben TPUs, die Google in irdische Server einbaut, nicht um strahlungsgehärtete Bauteile.

Der Satellit soll laut Tom's Hardware bis zu ein Jahr lang KI-Anfragen bearbeiten, bleibt aber bis zu sechs Jahre im Orbit, bevor die Schwerkraft ihn zum Verglühen beim Wiedereintritt herunterzieht. Ars Technica berichtet, er werde nur wenige Monate in Betrieb sein. Die beiden Portale widersprechen sich an diesem Punkt, und Google hat keine Zahl veröffentlicht, die den Widerspruch auflöst.

Google ist mit dem Blick nach oben nicht allein. Tom's Hardware merkt an, Elon Musk, Jeff Bezos und Sam Altman hätten alle orbitale Rechenzentren ins Gespräch gebracht, China habe bereits KI-Rechenleistung in den Orbit gebracht, und Intel halte ein Patent in diesem Bereich. Die Anziehungskraft ist einfach: Solarstrom ist im Weltraum unterbrechungsfrei, und die Flächen, das Wasser und die Netzanschlüsse, um die irdische KI-Rechenzentren kämpfen, gibt es dort oben nicht.

Das Gegenargument sind die Kosten. Ein von Tom's Hardware zitierter Kommentator rechnete vor, einen einzelnen Server ins All zu schicken, um Kühlkosten zu sparen, ergebe wenig Sinn, wenn ein Kilowatt nicht einmal ein Netzteil in einem normalen Server versorge. Ein anderer Kommentator argumentierte, der Sinn des Experiments sei zu lernen, wie Rechnen im Weltraum funktionieren könne, und nicht, beim ersten Flug kosteneffizient zu sein. Beide Reaktionen stehen unter demselben Artikel, und keine ist eine Position von Google.

Unterdessen: das Netz und die Aufsichtsbehörden

Der orbitale Test fällt in eine Woche, in der die Energieversorgung irdischer Rechenzentren ohnehin in den Nachrichten war. The Register meldete am 25. September, das US-Energieministerium habe 5.250.000.000 Dollar für Verbesserungen am Stromnetz angekündigt, davon 1.900.000.000 Dollar aus Bundesmitteln und 3.350.000.000 Dollar aus Kofinanzierung. Das Programm umfasst laut Energieministerium 31 Projekte in 26 Bundesstaaten und soll mindestens 23 Gigawatt zusätzliche Kapazität freisetzen.

Das Geld ist nicht für neue Erzeugung gedacht. Die Projekte sollen mehr als 1.500 Meilen Übertragungsleitungen neu bespannen oder wieder aufbauen und netzverbessernde Technik wie Sensoren und Leistungsflussregler auf 21.000 Meilen Infrastruktur einsetzen. US-Energieminister Chris Wright erklärte, die Investitionen würden „mehr aus der Infrastruktur herausholen, die wir bereits haben, mehr Strom durch das Netz bewegen und dazu beitragen, bezahlbaren, zuverlässigen und sicheren Strom zu liefern, der den amerikanischen Wohlstand für die kommenden Jahrzehnte befeuert.“

The Register zitiert außerdem eine Warnung von Moody's von Anfang September, das Tempo beim Bau von Rechenzentren übersteige die Geschwindigkeit, mit der das US-Netz die nötige Kapazität zubauen könne. Moody's schätzt laut The Register, der Stromverbrauch US-amerikanischer Rechenzentren werde bis 2030 auf 426 TWh steigen, fast das Doppelte des Werts von 2025.

Auch die Aufsichtsbehörden werden aktiv, und nicht immer in die Richtung, die Betreiber mögen. Ars Technica meldete am 24. September, New Jersey habe DataOne mit 1.100.000 Dollar belegt, weil das Unternehmen heimlich Gasgeneratoren installiert und betrieben habe, entgegen dem Air Pollution Control Act des Bundesstaates. Der Fall begann mit Wärmebild-Drohnenaufnahmen, die The Guardian und Floodlight News im August gesammelt hatten und die 45 von 62 Gasgeneratoren in Betrieb zeigten.

Keiner der Generatoren hatte laut Ars Technica die für Anlagen ab 37 Kilowatt nötigen Genehmigungen, obwohl sie mit 1.982 Kilowatt liefen, mehr als das 50-Fache der Schwelle des Bundesstaates. Das Umweltministerium von New Jersey erklärte, solche Generatoren stießen Kohlendioxid, Stickoxide, Kohlenmonoxid und andere Verbrennungsstoffe aus, die Asthma verschlimmern, Herzinfarkte auslösen und frühe Todesfälle verursachen könnten. DEP-Kommissar Ed Potosnak nannte die Maßnahme die größte, die je gegen ein Rechenzentrum in New Jersey ergriffen worden sei, und sagte, Rechenzentren würden in diesem Bundesstaat nicht „straffrei gebaut oder betrieben“.

DataOne hat 45 Tage Zeit, Genehmigungen zu beantragen oder den Betrieb einzustellen, darf die Motoren aber weiterlaufen lassen, während sie diese beantragt. Ein Sprecher des Unternehmens sagte der New York Times, DataOne werde Luftgenehmigungen für die temporären Generatoren beantragen, sei mit dem Bußgeld „nicht einverstanden“, und der Standort stelle auf emissionsarme Brennstoffzellen um. Anwohner, die die Times zitierte, ließen sich davon nicht überzeugen. Tiffany Leone-Vespa fragte, was die Nachbarschaft eingeatmet habe, seit die Generatoren ohne Genehmigungen liefen. Steve Brown nannte es eine Regelung nach dem Motto „nicht um Erlaubnis bitten, später um Verzeihung“.

Beide Geschichten verbindet, dass Strom und Wärme die begrenzenden Faktoren sind, ob das Rack nun in Vineland, New Jersey steht oder im niedrigen Erdorbit. Auf der Erde lauten die Antworten bislang Netzausbau, Neubesaitung, Brennstoffzellen und im Fall von New Jersey ein Bußgeld in siebenstelliger Höhe. Im Orbit lauten sie Radiator, 15-Minuten-Tastverhältnis und eine Menge Fragen, deren Beantwortung ein kühlschrankgroßer Satellit nach dem 1. Oktober beginnen soll.