Trung Quốc phóng vệ tinh, bắt đầu xây dựng siêu máy tính đầu tiên trên không gian

Trung Quốc đã đạt được một cột mốc quan trọng trong lĩnh vực công nghệ không gian khi phóng lô 12 vệ tinh đầu tiên thuộc Chòm sao Tính toán Tam Thể (Three-Body Computing Constellation) vào hôm 14/5 vừa qua, từ Trung tâm Phóng Vệ tinh Tửu Tuyền (Jiuquan Satellite Launch Centre).

Các vệ tinh này, được phóng bằng tên lửa Trường Chinh 2D (Long March 2D), là một phần của hạ tầng tính toán không gian do Viện nghiên cứu Zhejiang Lab phát triển. Theo tờ Guangming Daily, khi hoàn thiện, chòm sao này sẽ có khả năng xử lý dữ liệu theo thời gian thực ngay trên quỹ đạo với tổng công suất tính toán lên đến 1.000 peta phép tính mỗi giây (POPS) – tương đương một triệu tỷ phép tính mỗi giây, đủ sức cạnh tranh với các siêu máy tính mạnh nhất trên mặt đất.

SỨC MẠNH TÍNH TOÁN GẤP NHIỀU LẦN SIÊU MÁY TÍNH MẠNH NHẤT THẾ GIỚI HIỆN NAY

Mỗi vệ tinh trong lô 12 vệ tinh vừa phóng được trang bị hệ thống tính toán thông minh và liên kết truyền thông liên vệ tinh tốc độ cao. Theo Guangming Daily, mỗi vệ tinh có khả năng xử lý 744 nghìn tỷ phép tính mỗi giây. Chúng được kết nối bởi các liên kết laser tốc độ cao với tốc độ truyền dữ liệu lên đến 100 gigabit mỗi giây, tạo ra một mạng lưới ban đầu với tổng công suất tính toán 5 POPS và dung lượng lưu trữ trên quỹ đạo đạt 30 terabyte.

Điểm nổi bật của các vệ tinh này là tích hợp một mô hình trí tuệ nhân tạo (AI) trên không gian với 8 tỷ tham số, cho phép xử lý trực tiếp dữ liệu thô thu thập từ vệ tinh ngay trên quỹ đạo. Các vệ tinh sẽ được sử dụng để thử nghiệm các khả năng như giao tiếp laser liên quỹ đạo, quan sát thiên văn, và xử lý dữ liệu thời gian thực.

Để dễ hình dung về sức mạnh của công trình mới, có thể so sánh nó với siêu máy tính mặt đất. Theo đó, công suất tính toán dự kiến của Chòm sao Tính toán Tam Thể (1.000 POPS) vượt xa El Capitan, siêu máy tính mạnh nhất thế giới vào năm ngoái tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore, California, với công suất 1,72 POPS. Điều này cho thấy tham vọng của Trung Quốc trong việc xây dựng một hạ tầng tính toán không gian có thể định hình lại cách dữ liệu được xử lý và sử dụng trong tương lai.

TẠI SAO TÍNH TOÁN TRONG KHÔNG GIAN LẠI QUAN TRỌNG?

Theo ông Jonathan McDowell, nhà sử học không gian và thiên văn học tại Đại học Harvard, ý tưởng về đám mây tính toán trong không gian đang trở nên “rất thời thượng”. Ông giải thích: “Các trung tâm dữ liệu trên quỹ đạo có thể sử dụng năng lượng mặt trời và tản nhiệt vào không gian, từ đó giảm nhu cầu năng lượng và lượng khí thải carbon”.

Ông dự đoán rằng Trung Quốc, Mỹ và châu Âu sẽ triển khai các trung tâm dữ liệu trên quỹ đạo trong tương lai, và lần phóng này của Trung Quốc là bước thử nghiệm thực chất đầu tiên về khía cạnh kết nối mạng của khái niệm này.

Sự cần thiết của tính toán không gian xuất phát từ những hạn chế của các trung tâm dữ liệu trên mặt đất. Theo dự báo của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), các trung tâm dữ liệu trên toàn cầu có thể tiêu thụ hơn 1.000 terawatt giờ điện mỗi năm vào năm 2026 – tương đương với tổng lượng điện tiêu thụ của Nhật Bản. Việc làm mát các cơ sở này cũng đòi hỏi lượng nước khổng lồ; ví dụ, năm 2022, Google đã sử dụng 19,7 tỷ lít nước (tương đương 5,2 tỷ gallon) để làm mát các trung tâm dữ liệu của mình.

Trong khi đó, các vệ tinh truyền thống thu thập dữ liệu trong không gian nhưng phải gửi về Trái Đất để xử lý, dẫn đến những hạn chế về băng thông và sự sẵn có của các trạm mặt đất. Kết quả là, chỉ dưới 10% dữ liệu thu thập được thực sự được truyền về Trái Đất, thường kèm theo độ trễ đáng kể. Chòm sao Tính toán Tam Thể được thiết kế để khắc phục vấn đề này bằng cách xử lý dữ liệu ngay trên quỹ đạo, giảm phụ thuộc vào hạ tầng mặt đất và tăng hiệu quả sử dụng dữ liệu.

Dự án Chòm sao Tính toán Tam Thể là sự hợp tác giữa nhiều tổ chức hàng đầu tại Trung Quốc. Đầu tiên là Zhejiang Lab, một viện nghiên cứu được chính quyền tỉnh Chiết Giang hỗ trợ, chịu trách nhiệm phát triển các máy tính AI trên quỹ đạo và các mô hình AI không gian. Thứ hai là Guoxing Aerospace, một công ty phát triển vệ tinh AI có trụ sở tại Thành Đô, đảm nhiệm việc xây dựng các nền tảng vệ tinh thông minh và giám sát quá trình lắp ráp vệ tinh. Và còn có cả HiStarlink, một công ty khởi nghiệp chuyên về truyền thông laser, phát triển các thiết bị đầu cuối quang tốc độ cao cho phép truyền dữ liệu giữa các vệ tinh trong mạng.

Theo báo South China Morning Post, lần phóng lô vệ tinh đầu tiên này đánh dấu bước khởi đầu cho tham vọng của Trung Quốc trong việc xây dựng một hạ tầng tính toán không gian tiên tiến, không chỉ phục vụ các nhu cầu trong nước mà còn có tiềm năng kết nối và cạnh tranh trên quy mô toàn cầu. Khi hoàn thiện, Chòm sao Tính toán Tam Thể sẽ cung cấp khả năng xử lý dữ liệu vượt trội, hỗ trợ các ứng dụng từ quan sát thiên văn, quản lý tài nguyên, đến phát triển các dịch vụ AI tiên tiến.