Orbital met tout en œuvre pour envoyer son premier satellite GPU dans l’espace à l’aide d’une fusée SpaceX. L’entreprise souhaite étudier si le matériel pour les centres de données IA fonctionne correctement dans l’espace. Outre les défis techniques, il existe également des enjeux économiques.
Orbital prévoit sa première mission d’essai en avril 2027 afin de placer des centres de données IA en orbite terrestre basse. L’entreprise américaine lancera un satellite contenant un serveur GPU à bord d’une fusée Falcon 9 de SpaceX.
La première mission d’essai, Orbital-1, doit démontrer que les GPU peuvent fonctionner de manière fiable en orbite autour de la Terre. De plus, l’entreprise testera la résistance aux radiations et la capacité à exécuter des charges de travail d’inférence IA commerciales.
De l’électricité en abondance
Orbital affirme vouloir apporter une réponse aux besoins énergétiques croissants des centres de données. Alors que la demande de puissance de calcul pour les modèles d’IA continue de grimper, les entreprises se heurtent aux limites du réseau électrique. Selon Orbital, l’électricité et le refroidissement sont les principaux postes de dépenses des centres de données, et ces défis ne font que s’accentuer.
Orbital prévoit une constellation de satellites, chacun équipé de serveurs Nvidia, capables de traiter des charges de travail en parallèle. Les satellites fonctionnent à l’énergie solaire, qui devrait être disponible en permanence grâce à l’orbite géosynchrone visée par Orbital.
Refroidissement par radiation
Le refroidissement constitue un autre défi. Dans l’espace, le rayonnement est le seul moyen de dissiper la chaleur. Orbital s’attend à ce que des radiateurs suffisent à refroidir les serveurs à bord du satellite. Ce n’est pas nouveau : l’ISS parvient également à rester fraîche grâce à de grands radiateurs, et la station spatiale a déjà hébergé plusieurs serveurs.
Dans l’espace, le rayonnement est le seul moyen de dissiper la chaleur.
Le calendrier du projet est frappant. Jensen Huang, PDG de Nvidia, a déjà indiqué lors de sa conférence GTC en mars qu’il entrevoyait lui-même un avenir pour les serveurs basés sur Vera Rubin dans l’espace. L’entreprise travaille spécifiquement sur le module Nvidia Space-1 Vera Rubin pour soutenir ce projet.
Huang a toutefois précisé que Nvidia n’avait pas encore résolu le problème du refroidissement. L’entreprise travaillerait activement sur un système de refroidissement efficace et y a affecté ses meilleurs ingénieurs.
Tests en vue de l’inférence
Orbital espère néanmoins pouvoir maintenir le matériel Nvidia au frais dans l’espace dès l’année prochaine. Cela est probablement possible car le premier satellite de test n’embarquera pas encore un cluster trop important. Orbital souhaite avant tout tester le bon fonctionnement du GPU dans l’espace. En effet, outre le refroidissement, l’espace présente d’autres défis. Par exemple, le rayonnement cosmique peut provoquer des inversions de bits (bitflips) et des erreurs.
Orbital se concentre spécifiquement sur les charges de travail d’inférence, car celles-ci se prêtent mieux au traitement distribué qu’à l’entraînement. L’entraînement nécessite des milliers de GPU devant communiquer avec une latence minimale. Des interconnexions courtes et rapides sont essentielles pour les clusters d’entraînement, ce qui est difficile à réaliser dans un réseau de satellites. L’inférence, en revanche, traite chaque requête de manière indépendante, ce qui permet d’augmenter plus facilement la capacité via une constellation de satellites.
Les yeux tournés vers l’espace
Outre Orbital, plusieurs autres acteurs s’intéressent aux étoiles comme emplacement de choix pour implanter de nouveaux centres de données. Elon Musk, PDG de SpaceX, souhaite également construire un réseau de centres de données dans l’espace. Avec Starlink, SpaceX a déjà démontré que la connectivité entre l’orbite terrestre basse et le sol peut fonctionner efficacement.
Google souhaite également lancer des centres de données IA dans l’espace. Le géant de la recherche étudie la faisabilité technique et économique de ce projet avec Project Suncatcher. À la fin de l’année dernière, les chercheurs de Google ont également désigné 2027 comme l’année des tests pratiques.
Malgré tous ces objectifs ambitieux, il existe de nombreuses raisons évidentes de rester prudent. Si l’espace est infini, l’espace autour de la Terre ne l’est pas. Les orbites terrestres s’encombrent et les satellites, notamment ceux de Starlink, compliquent déjà l’observation spatiale depuis notre planète.
Un montage économique complexe
Sur le plan économique, certains points restent à éclaircir. Un seul lancement de Falcon 9 coûte environ 74 millions de dollars. La fusée peut placer environ 22,8 tonnes en orbite terrestre basse. Cela porte le coût de lancement d’un seul kilogramme pour une mission standard à environ 3 250 $.
Le nouveau système Vera Rubin NVL72 est une toute nouvelle baie (rack) de Nvidia, contenant les puces les plus récentes du fabricant. La baie embarque 72 GPU Nvidia Rubin, ainsi que 36 CPU Nvidia Vera. Avec les périphériques, l’ensemble pèse 1 814 kg. Bien entendu, on ne peut pas transposer tel quel un système de baie terrestre dans un satellite, mais envoyer un Vera Rubin NVL72 de ce poids dans les airs coûterait, sur la seule base du poids, environ 5,9 millions de dollars.
En supposant avec optimisme que le satellite, les panneaux solaires et les radiateurs n’ajoutent pas trop de poids à un système NVL72, il serait peut-être possible d’en envoyer douze exemplaires dans l’espace avec un seul lancement. La question est alors de savoir si, avec un budget de 74 millions de dollars, il n’existe pas un moyen plus évident de fournir du refroidissement, de la connectivité et de l’énergie à douze systèmes Vera Rubin NVL72.
Les prix réels différeront de ce calcul simple basé sur des paramètres connus. Orbital, mais aussi SpaceX et Google, pensent qu’un modèle économique est viable. Des recherches plus approfondies pourraient permettre de réduire le poids des satellites GPU, et une cadence de lancement élevée pourrait également y faire baisser les prix.
Des centres de données partout
De son côté, Orbital ouvre déjà Factor-1 à Los Angeles, aux États-Unis, un centre de recherche pour poursuivre le développement du projet. Il semble en tout cas que les entreprises du monde entier cherchent de nouveaux horizons pour leurs centres de données. Ainsi, les Chinois étudient des centres de données au fond de la mer (après que Microsoft a déjà expérimenté cette solution auparavant) et les Japonais souhaitent placer leurs centres de données sur un bateau.
Pour l’instant, les sites de construction terrestres bénéficiant d’un bon accès à la fibre optique et au réseau électrique semblent rester les plus prisés.