Sam Altman pilkkasi Elon Muskin avaruusdatakeskuksia – asiantuntijat ymmärtävät epäilyn

Elon Musk lupaa aloittaa tekoälylaskentaan tarkoitettujen satelliittien lennättämisen jo ensi vuonna. Sam Altmanin mukaan SpaceX myy sijoittajille liian aikaista unelmaa ja TechCrunchin haastattelemien asiantuntijoiden arviot tukevat pitkälti hänen epäilyään.

OpenAIta johtavan Sam Altmanin ja SpaceX:n perustajan Elon Muskin pitkäaikainen sanasota sai viikonloppuna uuden aiheen: avaruuteen rakennettavat tekoälydatakeskukset.

TechCrunchin mukaan Musk syytti Altmania huijariksi, mihin tämä vastasi ivallisella huomautuksella SpaceX:n tulevaisuudensuunnitelmista.

"Kamu, sinähän tässä myyt pörssisijoittajille lyhyen aikavälin avaruusdatakeskuksia", Altman kirjoitti vapaasti suomennettuna.

Kommentissa oli kilpailijoiden väliselle riidalle tyypillistä henkilökohtaista piikittelyä. Sen varsinainen sisältö ei kuitenkaan ollut erityisen poikkeuksellinen. TechCrunchin avaruusalan toimittaja Tim Fernholz huomauttaa, että monet alan yrittäjät, tutkijat ja insinöörit päätyvät suunnilleen samaan arvioon: suuren mittakaavan avaruusdatakeskuksista ei synny merkittävää liiketoimintaa lähivuosina.

Ajatus ei silti ole pelkkää tieteiskuvitelmaa. Google, SpaceX ja useat pienemmät yritykset tutkivat jo laskennan viemistä kiertoradalle. Ero syntyy ennen kaikkea aikataulusta ja mittakaavasta.

Musk lupaa aloittaa lennot jo ensi vuonna

SpaceX suunnittelee satelliittiverkostoa, jonka laitteet voisivat suorittaa tekoälyn päättelyä eli käyttää valmiiksi koulutettuja malleja uusien vastausten ja tulosten tuottamiseen.

Musk vastasi Altmanin kritiikkiin ilmoittamalla, että yhtiö alkaa lennättää tällaisia laitteita jo ensi vuonna.

Väite voi pitää paikkansa hyvin rajatussa merkityksessä. Yksittäiseen satelliittiin voidaan sijoittaa tehokasta laskentaa, ja tietoa on käsitelty avaruudessa jo pitkään. Satelliitti, joka suorittaa tekoälytehtäviä, ei kuitenkaan vielä vastaa maanpäällistä datakeskusta tai kaupallisesti merkittävää satelliittiverkostoa.

TechCrunchin mukaan todellinen kysymys ei ole se, pystyykö SpaceX laukaisemaan yhden laskentaa suorittavan laitteen. Ratkaisevaa on, pystyykö yhtiö valmistamaan ja laukaisemaan valtavia määriä tehokkaita satelliitteja niin edullisesti, että ne voivat kilpailla maanpäällisten datakeskusten kanssa.

Asiantuntija-arvioiden perusteella tämä vaihe kuuluu todennäköisemmin 2030-luvulle kuin lähivuosiin.

Avaruus kiinnostaa tekoäly-yhtiöitä lähes jatkuvan aurinkoenergian vuoksi

Tekoälyn kehittäminen ja käyttäminen vaativat nopeasti kasvavan määrän laskentatehoa. Maanpäälliset datakeskukset kuluttavat runsaasti sähköä, tarvitsevat jäähdytystä ja kilpailevat sähköverkon kapasiteetista muun yhteiskunnan kanssa.

Uusien keskusten rakentaminen voi kohdata myös paikallista vastustusta vedenkulutuksen, sähkön hinnan, melun ja maa-alueiden käytön vuoksi.

Kiertoradalla suuri osa näistä rajoitteista näyttäisi ensi silmäyksellä katoavan. Oikein valitulla radalla aurinkopaneelit voisivat saada valoa lähes keskeytyksettä, eikä energiantuotantoa tarvitsisi sovittaa paikalliseen sähköverkkoon.

Google arvioi Project Suncatcher -hankkeessaan, että avaruudessa toimiva aurinkopaneeli voisi sopivissa olosuhteissa tuottaa jopa moninkertaisesti enemmän energiaa kuin vastaava paneeli maan pinnalla. Yhtiön suunnitelmassa tekoälypiirejä kuljettavat satelliitit lentäisivät tiiviinä ryhmänä ja siirtäisivät tietoa toisilleen optisilla yhteyksillä.

Teoriassa järjestelmää voisi kasvattaa lisäämällä uusia laskentasatelliitteja ilman, että Maasta täytyisi löytää uusia datakeskustontteja tai voimalinjoja.

Avaruuden kylmyys ei tarkoita helppoa jäähdytystä

Avaruuden datakeskuksia puolustetaan toisinaan ajatuksella, että avaruus on hyvin kylmä ja tarjoaisi siksi ilmaisen jäähdytyksen. Todellisuudessa tyhjiö tekee lämmön poistamisesta vaikeaa.

Maanpäällisessä datakeskuksessa lämpö voidaan siirtää palvelimista nesteeseen ja edelleen ympäröivään ilmaan tai veteen. Avaruudessa ei ole ilmakehää, johon lämpöä voitaisiin luovuttaa johtumalla tai kulkeutumalla.

Satelliitin on säteiltävä ylimääräinen lämpö avaruuteen suurten jäähdytyspintojen avulla. Mitä enemmän sähköä tekoälypiirit käyttävät, sitä suuremmat lämpösäteilijät järjestelmä tarvitsee.

Tämä kasvattaa satelliitin pinta-alaa, massaa ja laukaisukustannuksia. Suuret rakenteet täytyy myös saada avautumaan avaruudessa luotettavasti ja kestämään säteilyä, lämpötilan vaihtelua sekä mahdollisia pieniä törmäyksiä.

Brookings Institutionin Lauren Tokos nostaa lämmönhallinnan yhdeksi suurten avaruusdatakeskusten keskeisimmistä fysiikan ongelmista. Kyse ei ole siitä, etteikö lämpöä voitaisi poistaa lainkaan, vaan siitä, kuinka massiivinen ja kallis jäähdytysjärjestelmä tarvittaisiin datakeskuksen mittakaavassa.

Laukaisuhinnan täytyy laskea rajusti

Kaikki avaruuteen vietävä laitteisto maksaa jo ennen toimintansa aloittamista. Tekoälypiirien lisäksi kiertoradalle täytyy nostaa aurinkopaneelit, jäähdyttimet, tietoliikennelaitteet, rakenteet, säteilysuojaus ja mahdolliset akut.

Google arvioi omassa laskelmassaan, että laukaisuhinnan pitäisi pudota alle 200 dollariin kilogrammalta 2030-luvun puoliväliin mennessä, jotta avaruusdatakeskuksen laukaisu- ja käyttökulut voisivat lähestyä vastaavan maanpäällisen järjestelmän energiakustannuksia.

Arvio ei tarkoita, että avaruusdatakeskus olisi tuolloin automaattisesti halvempi. Siinä verrataan vasta tiettyä osaa kokonaiskustannuksista. Satelliittien valmistus, vakuuttaminen, operointi, tietoliikenne ja ennenaikaiset viat voivat edelleen muuttaa laskelmaa huomattavasti.

Tuoreessa avaruusdatakeskusten taloudellisia ehtoja tarkastelevassa tutkimuksessa päädyttiin samansuuntaiseen tulokseen. Yleiskäyttöinen, maanpäällisiä asiakkaita palveleva laskenta vaatisi erittäin alhaiset laukaisu- ja valmistuskulut, korkean käyttöasteen sekä pitkän toimintaiän.

Toisin sanoen avaruusdatakeskuksen ongelma ei ole vain raketin hinta. Myös jokaisen kiertoradalle lähetettävän laskentakilowatin vaatiman laitteiston on kevennyttävä ja halvennuttava huomattavasti.

Starship on Muskin suunnitelman tärkein edellytys

SpaceX:n vastaus korkeisiin laukaisukuluihin on Starship. Valtava rakettijärjestelmä on suunniteltu käytettäväksi toistuvasti sekä kuljettamaan kiertoradalle nykyisiä raketteja suurempia kuormia.

Jos Starship pystyy lentämään tiheästi, palaamaan kokonaisuudessaan käyttöön ja kuljettamaan suuria massoja edullisesti, avaruusdatakeskusten taloudellinen laskelma voi muuttua nopeasti.

TechCrunch kuitenkin muistuttaa, että koekäytössä olevan raketin ja säännöllisesti liikennöivän kuljetusjärjestelmän välillä on suuri ero. Toistuva, täysin uudelleenkäytettävä toiminta voi olla vielä vuosien päässä.

SpaceX:n on lisäksi käytettävä Starship-kapasiteettia muihin hankkeisiin. Yhtiöllä on velvoitteita Nasan kuulentohankkeessa, ja se jatkaa Starlink-satelliittiverkkonsa laajentamista.

Vaikka raketti saavuttaisi tekniset tavoitteensa, ensimmäiset edulliset lennot eivät siis välttämättä ole vapaasti käytettävissä tuhansien laskentasatelliittien laukaisemiseen.

Laitteiden korjaaminen olisi vaikeaa tai mahdotonta

Maanpäällisessä datakeskuksessa viallinen palvelin voidaan irrottaa, komponentti vaihtaa ja järjestelmä palauttaa käyttöön. Avaruudessa tavallinen huoltokäynti ei ole taloudellisesti realistinen.

Satelliitin on joko kestettävä koko suunniteltu käyttöikänsä, korjattava ongelmia ohjelmistolla tai annettava vioittuneen yksikön poistua käytöstä.

Tekoälylaitteiston nopea kehitys tekee ongelmasta tavallista vaikeamman. Uusia kiihdytinpiirejä julkaistaan usein, ja maanpäälliset datakeskukset voivat päivittää koneitaan asteittain. Kiertoradalle juuri laukaistu kallis satelliitti voi jäädä suorituskyvyltään jälkeen jo paljon ennen teknisen käyttöikänsä päättymistä.

Avaruus altistaa elektroniikan myös ionisoivalle säteilylle ja yksittäisten hiukkasten aiheuttamille virheille. Google sai omissa testeissään lupaavia tuloksia Trillium-tekoälypiiriensä säteilynkestävyydestä, mutta yhtiö pitää toimintavarmuutta edelleen yhtenä ratkaistavista haasteista.

Ongelma ei siis näytä mahdottomalta, mutta tavallisten datakeskuspiirien lähettäminen avaruuteen sellaisenaan ei riitä.

Satelliittien on keskusteltava valtavalla nopeudella

Nykyaikainen tekoälylaskenta ei tapahdu vain yhdellä tehokkaalla piirillä. Suuria tehtäviä jaetaan tuhansille kiihdyttimille, joiden täytyy siirtää tietoa toisilleen erittäin nopeasti.

Maanpäällisissä keskuksissa laitteet voidaan yhdistää lyhyillä ja erittäin nopeilla yhteyksillä. Kiertoradalla laskentapiirit olisivat eri satelliiteissa, jotka liikkuvat avaruudessa.

Google arvioi datakeskustasoisen järjestelmän tarvitsevan satelliittien välille kymmenien terabittien sekuntinopeuksia. Tämän vuoksi Project Suncatcherin satelliitit olisi sijoitettava vain satojen metrien tai muutaman kilometrin päähän toisistaan.

Tiivis muodostelma tekee viestinnästä tehokkaampaa, mutta lisää samalla vaatimuksia ratojen hallinnalle. Satelliittien täytyy säilyttää oikeat etäisyydet ja suunnat ilman, että polttoainetta kuluu jatkuvaan korjaamiseen.

Google on saavuttanut laboratoriokokeessa lupaavan optisen tiedonsiirtonopeuden, mutta kokonaisen satelliittiryhmän toiminta voidaan todentaa vasta avaruudessa.

Google aikoo lähettää kaksi koelaitetta vuonna 2027

Google on hyvä esimerkki siitä, kuinka avaruusdatakeskuksia vakavasti tutkiva toimija erottaa kokeen ja kaupallisen mittakaavan toisistaan.

Yhtiö suunnittelee lähettävänsä yhteistyössä Planet-yhtiön kanssa kaksi prototyyppisatelliittia avaruuteen vuoden 2027 alkupuolella. Kokeessa tutkitaan tekoälypiirien käyttäytymistä, säteilyn vaikutuksia ja optisia satelliittiyhteyksiä.

Kaksi prototyyppiä eivät muodosta avaruusdatakeskusta. Niiden tarkoituksena on selvittää, toimivatko järjestelmän tärkeimmät osat todellisessa ympäristössä.

Samalla Googlen oma kustannusarvio sijoittaa taloudellisesti kiinnostavan laukaisuhinnan mahdollisesti vasta 2030-luvun puoliväliin. Tämä tukee TechCrunchin johtopäätöstä siitä, että avaruuslaskenta etenee, mutta suurten kaupallisten lupausten aikataulu on huomattavasti demonstraatioita pidempi.

Ensimmäinen järkevä käyttökohde voi löytyä jo avaruudesta

Avaruusdatakeskusten ei tarvitse aluksi korvata maanpäällisiä tekoälykeskuksia ollakseen hyödyllisiä.

Satelliitit tuottavat jo nyt suuria määriä kuvia, säädataa ja muuta mittaustietoa. Kaiken aineiston lähettäminen Maahan vie aikaa ja tietoliikennekapasiteettia.

Jos tietoa käsitellään suoraan kiertoradalla, satelliitti voi poimia kuvista olennaiset havainnot ja lähettää Maahan vain tarvittavat tulokset. Tällainen laskenta vähentää siirrettävän tiedon määrää ja voi nopeuttaa esimerkiksi metsäpalojen, tulvien tai laivojen havaitsemista.

Myös satelliittien törmäysriskien arviointi ja avaruusverkkojen hallinta hyötyvät paikallisesta laskennasta, jossa päätöksiä ei tarvitse kierrättää maanpäällisen keskuksen kautta.

Nämä avaruudessa syntyvää tietoa käsittelevät tehtävät voivat olla taloudellisesti perusteltuja paljon aikaisemmin kuin yleiskäyttöinen pilvipalvelu, joka yrittäisi kilpailla maanpäällisten datakeskusten kanssa tavallisten käyttäjien tekoälykyselyistä.

Miljoonat satelliitit toisivat uusia ympäristöongelmia

Avaruusdatakeskuksia perustellaan osittain sillä, että ne vähentäisivät maanpäällisten keskusten veden- ja sähkönkulutusta. Ympäristökuormitus ei kuitenkaan katoaisi, vaan osa siitä siirtyisi toiseen paikkaan ja toiseen muotoon.

Laajamittainen järjestelmä vaatisi suuren määrän rakettilaukaisuja sekä jatkuvasti korvaavia satelliitteja vanhojen poistuessa käytöstä.

Lisääntyvä satelliittimäärä kasvattaisi törmäysten ja avaruusromun riskiä. Satelliitit voivat lisäksi häiritä tähtitieteellisiä havaintoja, ja niiden palaminen ilmakehässä tuottaa aineita, joiden pitkäaikaisia vaikutuksia tutkitaan edelleen.

Brookings Institution korostaa myös sääntelyn hajanaisuutta. Laukaisuja, radiotaajuuksia, avaruusliikennettä ja ympäristövaikutuksia käsittelevät eri viranomaiset, eikä valtavia laskentasatelliittiverkostoja varten ole vielä yhtenäistä sääntelymallia.

Euroopan parlamentin tutkimuspalvelu on päätynyt samankaltaiseen arvioon. Sen mukaan avaruusdatakeskukset nostavat kysymyksiä tietosuojasta, avaruuden kestävästä käytöstä ja siitä, miten nykyisiä digitaalisia sekä avaruustoimintaa koskevia sääntöjä pitäisi soveltaa.

Altman ei väitä tekniikan olevan mahdotonta

Altmanin kommenttia on helppo tulkita niin, että hän vastustaisi koko avaruuslaskennan ajatusta. Hänen kritiikkinsä kohdistuu kuitenkin ennen kaikkea lyhyen aikavälin lupauksiin.

Altman totesi jo helmikuussa, että kiertoradan datakeskukset voivat jonakin päivänä olla järkeviä. Hän piti nykyiseen teknologiaan ja kustannuksiin perustuvaa lähivuosien liiketoimintamallia epäuskottavana.

Arvio on yhteensopiva Googlen omien suunnitelmien ja useiden taloudellisten selvitysten kanssa. Fysiikka ei estä tekoälylaskentaa avaruudessa, mutta kustannukset, massatuotanto ja toimintavarmuus rajoittavat mittakaavaa.

Samalla Altmanilla on oma kaupallinen intressinsä. OpenAI tarvitsee valtavasti maanpäällistä laskentakapasiteettia, ja Musk on hänen näkyvimpiä kilpailijoitaan. Kommentti ei siksi ole puolueeton tekninen arvio, vaikka sen sisältö vastaisikin monien asiantuntijoiden näkemyksiä.

Kokeellinen satelliitti ei vielä todista sijoittajalupausta

TechCrunchin uutisen keskeinen havainto liittyy siihen, kuinka teknologiahankkeista puhutaan sijoittajille.

SpaceX pystyy hyvin todennäköisesti esittelemään lähivuosina satelliitin, joka käyttää aurinkoenergiaa ja suorittaa tekoälylaskentaa avaruudessa. Tällainen demonstraatio olisi teknisesti kiinnostava saavutus.

Se ei silti osoittaisi, että yhtiö voi rakentaa edullisesti tuhansien tai miljoonien laitteiden verkoston, ylläpitää sitä vuosien ajan ja myydä laskentatehoa kilpailukykyiseen hintaan.

Sama ero koskee monia uusia teknologioita. Ensimmäinen toimiva laite osoittaa, että idea on mahdollinen. Vasta massatuotanto, luotettava käyttö ja kannattava hinta tekevät siitä merkittävän liiketoiminnan.

Avaruusdatakeskukset voivat vielä osoittautua tärkeäksi osaksi tekoälyn infrastruktuuria. Nykyisten arvioiden perusteella niiden ensimmäiset järkevät tehtävät löytyvät todennäköisesti avaruudessa syntyvän tiedon käsittelystä, eivät maanpäällisten datakeskusten nopeasta korvaamisesta.

Altmanin piikittely oli henkilökohtaista, mutta sen taustalla oleva varoitus on perusteltu: avaruuteen voidaan lähettää tekoälypiiri jo pian, mutta kokonaisen datakeskusteollisuuden rakentaminen kiertoradalle on aivan eri mittaluokan tehtävä.