太空数据中心无冷却难题？SpaceX 与 AI 结合的新奇构想AI datacenters in space do not have a cooling problem

今年，埃隆·马斯克开始大力鼓吹在太空中建造人工智能数据中心。作为唯一同时拥有成功航天公司和（相对）成功人工智能公司的人，这显然是个提升他个人形象和财富水平的明智之举。但这是否也是建造数据中心的明智方式呢？

散热难题

大多数关于此类讨论的首条评论几乎都会这样写道：“你显然不可能在太空中建造人工智能数据中心，因为在太空中散热非常困难，而人工智能数据中心会产生大量热量。”

通常来说，我对这类轻率的回答持怀疑态度。这让我想起“人工智能数据中心显然不会消耗大量水资源，因为冷却液是在封闭循环系统中循环的”这一论点：如果这个说法成立，就不会有任何争议，只会有一方理解这个显而易见的道理，而另一方则显得愚蠢。

有些论点确实如此！然而，更多情况下，会有一些复杂因素使得轻率的答案并不正确。在水资源使用案例中，问题在于封闭循环系统本身需要通过开放循环蒸发式冷水机组进行冷却。那么太空数据中心的情况又如何呢？

为什么在太空中可以实现冷却

首先，让我们公平地看待这个论点。尽管太空本身非常寒冷，但由于你想要冷却的所有物体都处于真空环境中，因此散热变得棘手。热传递有三种方式：

真空是优良的绝缘体，因为它阻断了前两种传热方式。如果没有（或只有极少数）原子围绕物体，这些原子就无法移动或发生碰撞。这就是为什么真空被用作保温瓶、随行杯等产品的隔热材料。

那么太空数据中心如何排出热量呢？答案是强化第三种传热方式。虽然在太空中通过移动原子进行热传导更加困难，但实际上通过辐射传热反而更容易实现。良好的辐射体同时也是良好的吸收体。完全黑色的物体是最有效的辐射体，但它也是最有效地吸收来自外部光源光子的方式，这也是为什么黑色物体在阳光下会变得更热的原因¹。在太空中，太阳光更容易避开，因为没有那么多物体可以反射光线。一个被遮蔽的散热器可以释放相当多的热量。

为什么散热仍然会很困难

即便如此，仍需要比人类历史上任何一次都更多的散热器部署在太空中。如果你想知道具体数字，网上有很多相关资料可供查阅。这里有一篇最近的文章估算，要支持1兆瓦的数据中心能耗，大约需要2500平方米的有效辐射面积（远少于所需的太阳能板面积）²。一个大型的人工智能数据中心功率约为100兆瓦³，这意味着我们需要25万平方米的辐射面积。目前最大的太空散热器可能是国际空间站，面积约为1000平方米。

将规模扩大250倍是否算多？是的，但未必荒谬。目前太空中尚无工业级运营活动，因此尚未有必要在此领域突破极限。从宏观角度看，25万平方米并不算大。据我粗略估算，这相当于100至500次星舰发射：按SpaceX当前的发射频率，大约需要一两年；若按他们（非常乐观的）未来发射频率预估，则仅需数月。

结论

当然，在太空建造数据中心并非只需散热片。你还需要同等规模的太阳能板、GPU本身以及各类配套设备。若在地球数据中心中某个GPU损坏，可以派人更换；但在太空中，一旦失效就只能弃置，只能依靠剩余容量继续运行。

尽管在太空建设AI数据中心仍极不现实，但并非不可能——尤其不是因为冷却问题，因为冷却在整个发射质量中所占比例相对较小。

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