經濟學人：馬斯克的軌道數據中心真的會比地球上更便宜嗎

馬斯克提出在軌道上建設數據中心的構想，最早源自于去年10月，他在X上回應一篇關于“在太空中自主組裝大型數據中心”的討論時說，只要把 Starlink V3 衛星規模化放大就可以，SpaceX 會做這件事。這條回應當時并未引起太多關注，馬斯克每天平均發布回應數十條帖子，爆論比比皆是。

但很快，人們發現馬斯克可能是認真的。從11月的特斯拉投資者年會上開始，馬斯克多次公開講述其建設軌道數據中心的構想，直至上個周末宣布投資200億美金建設芯片工廠，其中80%產能便是為了滿足未來軌道數據中心的需求。

馬斯克的核心觀點是，未來算力基礎設施不必完全依賴地面：借助更大規模的衛星平臺、持續的太陽能供給和可重復使用火箭的運輸能力，高密度計算節點可以被部署到軌道上，形成服務人工智能的新一代基礎設施。

在芯片工廠TeraFab的發布會上，馬斯克認為，“太空太陽能效率為地面5倍以上，AI部署成本有望在2-3年內低于地面”。OpenAI的山姆·奧特曼表示這“很荒謬……我們還沒到那一步”。谷歌則計劃測試這一概念。其前掌門人埃里克·施密特甚至收購了一家火箭發射公司來推進這一想法。

爭論的核心在于：為人工智能建設數據中心的最佳地點，是否不在地球上，而是在太空。在太空建設數據中心真的比在地球上更便宜嗎？

以下是《經濟學人》關于這個話題的報道，文章透過第三方視角對馬斯克這個看似瘋狂的計劃進行了分析。

以下，enjoy：

為什么要把數據中心搬到太空

建設地面數據中心正變得越來越困難。研究機構Sightline Climate稱，今年計劃投產的全球數據中心產能中，有30%-50%可能被推遲，高于2025年的26%。原因很多：

• 獲得建設許可和接入電網需要時間

• 公眾反對聲浪高漲，美國的一些州甚至提議暫停新項目審批

• 電力需求也在飆升

因此，將一組用于計算的衛星送入軌道、利用充足的太陽能，開始被一些人視為一個好主意。馬斯克剛剛將其火箭公司SpaceX與AI初創公司xAI合并，并為此申請許可，計劃建設一個由多達100萬顆衛星組成的軌道數據中心。但這是否合理？

三大關鍵障礙：發射、比功率、衛星成本

最顯而易見的障礙是發射成本。SpaceX用重型獵鷹火箭將載荷送入軌道的價格約為每公斤1500美元，用獵鷹9約為3400美元（其實際成本約為報價的25%）。但還有兩個同樣關鍵的指標：

1. 比功率（每公斤衛星能提供多少瓦計算能力）
2. 衛星成本（每瓦計算能力的成本）

這些指標在很大程度上取決于太陽能電池板和散熱輻射器的重量與性能。另一個未知數是空間輻射對AI芯片可靠性的影響。評估這些參數，才能判斷軌道數據中心是否可行。

在航天初創公司Varda工作的工程師安德魯·麥卡利普開發了一個在線計算器（andrewmccalip*com），可以比較一定規模的軌道數據中心與地面數據中心的成本。結果顯示：在地球上建造一個容量高達1吉瓦的數據中心并運行五年，成本約為159億美元。而一個軌道等效方案，在假設發射成本500美元/公斤、比功率37瓦/公斤、衛星成本22美元/瓦、以及選擇使衛星98%時間處于日照下的特殊軌道條件下，總成本高達511億美元（不包括AI芯片即GPU成本，這部分無論在哪都需要，約150億至300億美元）。

看起來地面方案完勝？也未必。

成立于2024年的公司Starcloud，正專注于軌道數據中心的構想，并“實實在在地”嘗試在軌道上跑了數據。去年11月，該公司發射了Starcloud-1，這是一顆冰箱大小的衛星，搭載了一塊用于AI數據中心的標準版英偉達H100 GPU。它在軌訓練了一個小型語言模型NanoGPT（基于莎士比亞作品），并運行了谷歌開源大模型Gemma進行問答。這為評估AI芯片在軌運行的可靠性提供了寶貴數據。公司對其他關鍵參數也有較清晰的認知。

先看比功率。麥卡利普采用的37瓦/公斤數據，來自SpaceX的Starlink衛星，這些衛星被認為是最先進的，負責為全球提供高速互聯網。但Starlink衛星需要做一些AI衛星不需要的事情，例如配備昂貴的相控陣天線與地面通信，并始終保持穩定姿態。相比之下，AI衛星只需通過激光鏈路與鄰近衛星通信，無需與地面直接通信，因此可以將更多質量用于計算能力。

同時，由于不需要如此精確的指向控制，它們可以使用略微柔性的太陽能電池板，從而減輕重量并提高比功率。馬斯克表示，他認為AI衛星實現100瓦/公斤是可行的，一些人甚至認為未來可達到150瓦/公斤。Starcloud首席執行官菲利普·約翰斯頓稱，公司目標是70瓦/公斤，這是基于較為保守的假設。

再看衛星成本。約翰斯頓表示，在不計GPU成本的情況下，Starcloud的設計預計“低于每瓦5美元”。相比之下，麥卡利普估計Starlink衛星目前約為22美元/瓦（最初為32美元/瓦）。同樣，由于不需要昂貴的通信組件，AI衛星理論上更便宜。將計算器中的參數調整為70瓦/公斤和5美元/瓦后，結果大不相同，結論就是：經過調整后的關鍵指標，1吉瓦軌道數據中心成本為167億美元，僅比地面方案高5%。

星艦：決定性因素

不過，這需要一系列樂觀假設。首先，發射成本需降至500美元/公斤，大約是當前價格的三分之一。但如果SpaceX的新一代星艦成功投入運營，發射成本可能迅速下降。由于星艦設計為完全可重復使用，將1公斤送入軌道的價格可能降至100至200美元（約翰斯頓稱，SpaceX的內部成本甚至可能低至20美元/公斤）。如果將發射成本設為200美元/公斤，計算器顯示1吉瓦軌道數據中心成本將降至121億美元——低于地面方案。簡而言之，這一想法或許并不像看起來那樣瘋狂。

另一個未知因素是散熱。Starcloud的首顆衛星無法全天候運行搭載的GPU，因為（不出所料）溫度過高。該公司計劃今年發射Starcloud-2，用于測試其可展開式散熱器設計。約翰斯頓稱，這將是“太空中最大的商業可展開散熱器”，規模僅次于國際空間站的散熱器，但單位質量散熱能力高出十倍。其成本模型假設該散熱器能夠按預期工作。

一些假設也可能過于保守。例如，麥卡利普的計算器假設每年有高達9%的GPU在軌失效。但Starcloud-1的經驗表明，“GPU在太空中的表現比我們預期更好”，約翰斯頓表示(雖然他未透露具體數據)。如果每年失效率僅為5%，所需衛星數量將減少，軌道數據中心成本將降至111億美元。

當然，地面數據中心成本也可能下降，而且實現難度可能更低。麥卡利普的模型假設地面數據中心使用天然氣發電，但若改用太陽能，成本可能減少10億至20億美元。此外，在美國以外地區建設成本可能更低，尤其是在陽光充足、勞動力成本較低的國家（如印度）。

目前最值得關注的是：星艦是否能夠實現可靠的復用。如果星艦可靠復用、發射成本降至200美元/公斤以下、比功率達到70-100瓦/公斤、散熱問題解決——那么，軌道數據中心完全可能比地面方案更便宜。

星艦第12次試飛預計將在4月進行，現在，不僅僅是航天，AI行業也在密切關注。

原文刊載于《經濟學人》，3月2日