6月9日,SpaceX即将上市前夕,马斯克在团队内部做了一次"技术谈话"。围绕外界最为关心的“太空算力中心”概念,从宏观理念,到核心技术,再到SpaceX初代AI-1卫星设计,以及轨道发射能力,芯片生产制造等等,进行了全方位阐述。

其中最核心的是,访谈中,马斯克和他的团队向世人首次详细展示了未来用于建设太空算力的第一代AI卫星技术参数和时间表。

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  • 名称:AI1 satellite(第一代 AI 卫星)
  • 翼展:70 米
  • 展开高度:20 米
  • 功率:150 kW 峰值 / 120 kW 平均计算负载
  • 太阳能阵列:150 kW(Bastro p 工厂制造的 Starlink V3 同款技术)
  • 散热系统:110 m² 可展开液冷散热器(双面辐射)
  • 核心特点:中央计算单元 + 大面积太阳能 + 大面积散热器,结构相对 Starlink 卫星更简单(不需要复杂相控阵天线)

更让人吃惊的是,马斯克给出了一个异常乐观的时间表:

  • 明年年底,实现约 1吉瓦/年 的太空AI算力部署能力;

  • 两年半内,将这一速率提升到约 10吉瓦/年

  • 三年半内,进一步提升至约 100吉瓦/年

  • 最终,如果芯片制造能力和TeraFab能够跟上,目标是把部署速率扩展到 1太瓦/年 (1000吉瓦)。

这里普及一下1吉瓦的概念,这相当于地球上一座大型核反应堆的发电功率,可以养活一个中等规模城市,或者100万户左右一年所有家庭用电。

如此激进的目标,马斯克真的能实现吗?他和他的团队又究竟打算如何实现呢?
以下为对话的完整视频和文字稿,时长30分钟左右,全文约5000字:

主持人 (Dan Huot SpaceX 传播经理)
大家好,欢迎各位。我请来了Elon和我们Starlink团队的Ian Dahl,我们想更新一下近况。

这又是SpaceX典型的一年:

我们发射了全新的星舰,收购了xAI,现在是SpaceX AI,宣布了一个万亿规模的芯片建造项目,所以……是的,从来没有无聊的时刻,典型的一年。所以我们想把这些事情联系起来,看看这一切如何助力实现生命多行星化,开始攀登卡尔达肖夫尺度,也许会展示一些酷炫的新AI数据。

让我们从银河系大小开始,用卡尔达肖夫尺度来引入大家。什么是卡尔达肖夫尺度?比如,你如何判断一个文明取得了多少进步?那是任何外星物种,如果访问我们时,会用来评价我们作为文明取得了多少进步的最客观指标。而最客观的方式之一,就是任何给定文明能够驾驭的能量总量。

马斯克:
实际上,有一位名叫卡尔达肖夫的俄罗斯物理学家思考过这个问题。我认为这是一个很好的表征方式,也就是你可以评估一个文明对地球可用能量的驾驭程度。比如I型能驾驭多少恒星的能量,然后II型是你能驾驭多少恒星的能量?然后III型是你能驾驭多少银河系的能量?这些是非常客观且可测量的数字。

所以现在,按照这个标准,我们尚处在卡尔达肖夫I型的非常低的水平。

基本上,我们几乎没有驾驭任何恒星的能量。所以太阳确实是一个巨大的星体。用语言很难描述太阳有多么巨大。

是的,从I级到II级是一个巨大的难度跃升。非常大的难度跃升,是的。

而III级,我们甚至不知道如何实现III级,真的。我们会到达那里的。是的,是的,正是如此。

理解太阳大小的一种方式是想想太阳的质量与太阳系其余所有质量相比。太阳大约占太阳系所有质量的99.86%。

然后在剩余的0.14%中,大部分是木星,然后才是其他行星。所以,整个地球都在微小的杂项类别中。

地球与太阳相比只是一个微小的尘埃。所以,地球横截面上接收到的太阳能量大约是太阳功率输出的五亿分之一。

而且其中绝大部分我们无法使用,因为,你知道,地球70%是水。从技术上讲,我们的行星应该叫“水星”,因为它70%是水。我认为访问我们的外星文明会说,为什么他们叫它地球而它大部分是水?

即使是30%的陆地。其中一大堆还是,比如南极洲或者西伯利亚那种地方……不是人们通常想生活的地方,而且你不会在极地获得很多太阳能。所以实际可用于太阳能的可用陆地面积相当小。

无论如何,为了攀登卡尔达肖夫尺度,为了提升驾驭太阳能量的任何有意义的百分比,你必须进入太空。如果达到,比如太阳功率输出的百万分之一,我们的文明驾驭的能量将增加远不止一百万倍。相比于我们目前使用的太阳功率输出的万亿分之一。

所以在卡尔达肖夫尺度上,我们仍然……渺小到几乎不存在。

是的,那是我们的目标。我认为,试图实现驾驭太阳输出功率的一百万分之一,并不是特别冒险。也许不仅是百万分之一。让我们把小数点往后移。如果达到太阳能量的百分之一,那将是一个极其牛逼的文明。

所以,为了开始在卡尔达肖夫尺度上取得一些进展,我们需要向地球轨道发射卫星并捕获太阳能。这避免了在地球上建造大型发电厂并处理冷却的需求,因为冷却在太空中实际上比在地球上容易得多。你只需向真空辐射热量。

所以我们在这里提出的,以及我们打算做的,是尝试攀登卡尔达肖夫尺度,成为一种像样的文明。

在我们开始向太空发送数据中心之前,我们必须克服一些限制因素,这些因素在过去传统上几乎被认为是几乎不可能逾越的。

主持人:这些不可逾越的因素是什么?

马斯克:你需要有将大型载荷送入轨道的能力,这就是Starship将给我们的。最终需要向轨道及更远的地方发送数百万吨载荷。

而且,如果你想从地球向太空投入一百吉瓦或最终一太瓦的算力,不仅是太阳能。还需要一太瓦的AI芯片。

所以你需要的三件事是:进入轨道的载荷、大量的太阳能和散热器,当然,还有大量的芯片

主持人:嗯,让我们开始逐一处理这个列表。

马斯克:首先是将大量载荷装备送入轨道,这是Starship发挥作用的地方。我们刚刚进行了V3的首次飞行。看到那枚火箭发射真是让人激动。Starship将真正彻底改变太空。它是第一个能够完全且快速可重复使用的火箭设计。

现在,可重复使用火箭是使生命多行星化以及攀登卡尔达肖夫尺度所必需的根本性突破。除非你有可重复使用的航天器,否则你根本无法攀登卡尔达肖夫尺度,如果没有可重复使用的火箭,光是运送大量载荷的成本简直令人望而却步。

除非你能重复飞行,否则你无法制造足够的火箭。就像任何其他运输方式一样,你可以想象,如果我们每次飞行都必须扔掉飞机,那飞行将过于昂贵,基本上没有人会乘坐飞机。

每种运输方式都是可重复使用的,否则作为运输系统根本不可行。所以汽车、飞机、船只、马匹、自行车显然都是可重复使用的。

对于火箭来说,使火箭可重复使用要困难得多,因为地球有很深的引力井和厚厚的大气层。这些使得用火箭实现可重复使用几乎成为不可能。曾经有过许多尝试创造完全可重复使用的火箭,而其中大多数尝试都在中途被放弃,因为他们认为自己无法成功。为了实现完全可重复使用,一切都必须完美。发动机、结构、航空电子设备、推进剂的选择。你必须采取极端措施进行质量优化,这就是为什么我们让塔架捕捉火箭而不是安装着陆腿,因为着陆腿很重。然后你必须更进一步,使它快速可重复使用,这样火箭着陆,被塔架捕捉,放回发射台上,并且可以像飞机一样无需任何翻新或费力的检查就再次飞行。

这非常困难。我们还没有实现完全可重复使用,但我们确实希望今年晚些时候实现它。我们希望Starship将来可以每小时飞行不止一次。

这是有史以来第一次有可能实现这种火箭。它恰好也是有史以来制造的最大的飞行物体,有史以来最重的飞行物体,任何种类中最强大的移动物体。

Starship V3的推力是土星V登月火箭的两倍多。到V4版本,我们将差不多是土星V登月火箭推力的三倍。

我们已经用Falcon运送了目前地球上大部分有效载荷到太空,几乎90%的载荷进入到地球轨道。但人们可能还没有真正理解一旦Starship开始飞行,进入轨道的质量会变成什么样子?它会比今天的情况大许多个数量级。有了Starship,我们的目标是将每年大约2500吨入轨质量,提升到每年数百万吨入轨质量。并且在相当短的时间内做到这一点。我认为大概三年左右,我们可以达到每年一百万吨进入轨道。Starship将解决进入轨道质量的限制因素。

然后是如何在太空中发电。Ian,这方面也许你可以帮忙回答。我认为这很有趣。

Ian Dahl(SpaceX资深工程师)
很多人都不知道数据中心的内部到底是什么样子的,对吧?是的。它就像某个神话般的地方,互联网在云里什么样的。有些人想象成电线。有些人想象成盒子。但实际上,它归结为一组数量的芯片。

而我们需要发射到太空的东西实际上相当小,当我们研究它的时候,更具挑战性的部分是弄清楚如何为它获取功率?而这就是我们为现有的,比如Starlink技术所做的大量工作,太阳能阵列,我们想利用那些专业知识来建造一颗实际上能将数据中心的关键组件发射到太空的卫星本身。

我们喜欢这样看待这个问题,比如,这里真正的工程问题是什么?它实际上是提供功率的组合,然后将废热和能量带走并发送到太空的真空中。

其实,AI卫星实际上比Starlink卫星简单得多。Starlink卫星有巨大的相控阵天线。它有抛物面天线。它有很多激光链路。它比AI卫星复杂得多。

AI卫星本质上就是大量的太阳能电池、一个散热器,而且你仍然需要一些激光链路,但你没有Starlink卫星上所有的超级复杂天线。所以,我的意思是,鉴于两者,更容易设计的 是AI卫星。它只是有点大。它更大。只是把东西做大。

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所以我们有了AI初代卫星,这是我们的AI-1。我们在这里展示的是SpaceX AI卫星V1版本的DEMO。

AI-1卫星大约有150千瓦峰值功率水平,120千瓦持续功率。 所以这些太阳能面板和双面散热器,它们刀刃朝向太阳定向。 在散热器、太阳能板的大小方面,这里的假设是太阳能阵列每平方米250瓦,散热器大约每平方米1400瓦。而每平方米1400瓦是一个非常可实现的目标。随着时间的推移,我们认为我们可能可以做到太阳能板和散热器分别高于每平方米250瓦和高于每平方米1400瓦。

这基本上就是卫星将要看起来的样子。大量的太阳能板、散热器,然后其他一切都相当小。而这些就像是我们实际上已经在Starlink星座中发射的东西的演变。

对我来说真正酷的部分是,我们正在借鉴我们已经在Starlink V3卫星上要使用的太阳能技术,然后只是把那些做大。

是的,我们在这里想传达的一部分是,对于AI卫星,不需要一些不存在的魔法。正如Ian所说,这里的很多东西是我们已经为Starlink V3卫星制造的技术。所以基本上,我们不认为这与我们已经做的事情相比是一个超级难的问题。

150千瓦峰值功率水平大致匹配,一台NVIDIA GB300机架所需功率。一个带72个GPU的GB300。它的峰值功率,大约是140千瓦。

但几乎不可能让它始终处于那个峰值功率。更合理的运行范围将是大约120千瓦平均功率。

所以基本上,想象它是太空中的一个计算机架。然后你可以将这些计算机架通过激光链路相互连接,或者直接连接到Starlink星座。然后Starlink可以使用卫星上现有的KA和KU天线将那些数据发送到地面。它也有到地面的激光链路。而且这不会有特别高的延迟。

这些卫星大概在地球上方600到800公里。而光每毫秒传播300公里。所以大约三毫秒远。不是很远。

我认为也很酷的是,散热器本身大约与V3飞行器的现有太阳能阵列大小相同。它们有大约70米的翼展。相当大。

马斯克:未来,太空中会有数千甚至多达一百万颗卫星。太空真的很大。所以不用担心太空会变得拥挤。太空是巨大的。比如如果你近距离放大,卫星看起来很大。但如果你实际上相对于地球看它,卫星小到你甚至看不到它们。所以它们与地球相比非常非常小。

我的意思是,我们现在轨道上有大约10,000颗Starlink卫星。我们现在对如何操作真正大型的星座并安全地做到这一点有相当好的经验了,对吧?我们是唯一有那种规模经验的运营商。我们有这个经验,所以我们知道可如何操作并安全地运行它们。

我们将建造大量的卫星,而且我们将在这里的Bastrop建造它们。是的,我们现在正坐在这个建筑里。

然后我们很快将建设出AI卫星生产需要的工厂。是的,所以我们预计到明年年底,AI卫星生产、太阳能板生产将规模化运行。所以如果有人想从事AI卫星工作,这里将成为未来的中心。

在我们身后,机器在嗡嗡作响。这里仍然在为Starlink制造所有的用户终端。最终,我们认为可能会有几亿个Starlink终端在那里。

Starlink将直连到人们的手机,并实现从你的手机到太空的高带宽通信。

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主持人:

好的。我们已经处理了两个限制因素。我们有了将大量载荷送入轨道的能力,我们有了太阳能卫星,现在还有第三个,芯片。

马斯克:

是的。所以至少在开始时,我们显然可以发射已经在制造的芯片。我们当前的参考设计是NVIDIA Rubin芯片,或者可以是GB300或Rubin芯片。我们也将有TPU的参考设计。并且本质上,你可以将任何现有芯片放入轨道。

但当前的行业似乎只能达到大约每年100吉瓦的AI计算能力的芯片供应。但如何达到一太瓦?这就是为什么我们需要建设TeraFab。是的。为了达到下一个数量级,我们需要一个巨大的芯片工厂。

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我们预计TeraFab将大约有一亿平方英尺,是Tesla Gigafactory Texas的10倍大小。不同于地球上任何其他芯片工厂,我认为随着时间的推移,TeraFab将有很多技术演进,但根本上,它是关于规模的。所以即使没有根本性的技术突破,你可以简单地用很大的规模扩展现有的芯片制造,以达到每年一太瓦的芯片输出。

很多人认为轨道数据中心至少也是十年后才能实现的事。是的,人们在某种程度上应该保持谨慎态度,但接下来这些是我们乐观的预测,不是承诺,但这是我们将尝试做并且认为我们可能能做到的:也就是到明年年底在太空AI计算方面达到大约每年一吉瓦的年化速率,然后雄心勃勃地每年按一个数量级扩展。所以在两年半内,达到每年10吉瓦到太空的年化速率,在三年半内,也许100吉瓦。然后取决于世界其他地方在芯片制造方面的进展以及TeraFab,超越那个扩展到每年一太瓦,也就是1000吉瓦。

那将是美国当前电力消耗的两倍,我认为会有那么大的需求。

是的,我们已经在做,也许有人认为我们已经达到了我们在地球上能做的顶峰,但下一步,我们还要尝试朝着成为卡尔达肖夫II级迈进。

为什么停在那里?为什么想得小?因为一太瓦实际上很小。

所以,为了从每年一太瓦再达到另外三个数量级到1000倍,我们能看到的实现的唯一方式是在月球上用质量驱动器,本质上是在月球上本地生产光伏和散热器。也许你从地球带来芯片,或者你可以想象在月球上制造芯片。但你需要大部分质量在月球上制造,这样你就不必从地球运输到月球。

然后因为月球没有大气层,只有地球六分之一的重力,你可以不用火箭将AI卫星送到深空。所以基本上可以用电磁枪,比如轨道炮那种,就可以将它们射入太空。

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难道那不会让你对未来感到兴奋吗?我真的不知道还有什么会比看到月球上的质量驱动器让我兴奋不已。那会很酷。是的,科幻未来。

那也意味着,如果我们能将那么大量的质量带到月球,也意味着任何想去月球的人都将能够去月球。我认为那会很酷。

Ian Dahl:是的,我将排在第一位跳上去。就一次。

马斯克:是的,我的意思是,每个人都应该至少去月球一次,如果你想,你可以搬到那里去。去住在月球上。我们会看到的。

主持人:
谢谢你们。我很兴奋看到一种全新的卫星,可重复使用的星舰,更多的芯片,更多的太阳能,更多的所有东西。这是一个大未来,但我很兴奋看到这家公司的每个人都在努力去实现。

马斯克:
好的,听起来不错。令人兴奋。谢谢你们。

——End——

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