Google a franchi une étape décisive en envoyant aujourd’hui, à bord d’une fusée SpaceX depuis la Californie, son premier prototype de satellite de calcul orbital. Conçu par Planet Labs, ce petit engin embarque un Tensor Processing Unit (TPU) – le concurrent de Google aux GPU de Nvidia – afin de vérifier la viabilité du calcul intensif dans l’environnement spatial.
Le prototype orbital de Google
Le satellite, baptisé projet Suncatcher, a pour mission de faire fonctionner son TPU pendant de courtes périodes de 15 minutes. Cette cadence vise à limiter la consommation d’énergie et à maîtriser la dissipation thermique, deux contraintes majeures en orbite. Le test consistera à lancer une série de modèles d’intelligence artificielle afin d’observer d’éventuels dysfonctionnements.
Ce premier vol repose sur une plateforme standard de Planet Labs, mais les deux entreprises prévoient déjà un second démonstrateur, prévu pour l’an prochain, qui comportera deux satellites spécialement conçus pour le calcul avancé. Ces futurs engins devront être capables de gérer des charges de travail plus lourdes et d’échanger des données via un lien de communication laser.
Les ambitions à long terme : un réseau de data centers en orbite
Google ne se limite pas à un simple test. Le projet Suncatcher s’inscrit dans une vision à long terme : créer un « data center orbital » constitué d’un réseau de 81 satellites évoluant en formation rapprochée. L’objectif est de permettre un traitement parallèle à grande échelle, où la bande passante et la latence entre les TPUs seront cruciales pour exécuter des charges de travail multi‑rack.
« Nous regardons non seulement les charges de travail existantes, mais aussi celles qui existeront dans cinq ans, » explique Travis Beals, responsable du projet chez Google. Cette anticipation implique de préparer l’infrastructure spatiale pour des applications d’IA qui nécessiteront des capacités de calcul et de stockage bien supérieures à ce qui est disponible aujourd’hui.
Collaboration entre satellites
- Utilisation de liens laser pour échanger des données à haut débit.
- Synchronisation des TPUs afin de réduire la latence entre les nœuds de calcul.
- Gestion collective de l’énergie et du refroidissement grâce à des algorithmes de contrôle distribués.
Le défi économique et le rôle de Starship
Le principal obstacle reste le coût des lancements. Google a publié une étude détaillée dans la revue Joule, où il estime que les prix des lancements devront chuter à environ 200 $ par kilogramme d’ici 2035 pour rendre le projet viable. Cette réduction de prix serait rendue possible grâce à la courbe d’apprentissage de SpaceX, qui aurait permis une baisse d’environ 20 % chaque année depuis le lancement du Falcon 1.
Pour atteindre le tarif cible, les auteurs de l’étude calculent qu’il faudrait que le vaisseau Starship transporte 370 000 tonnes de charge utile au cours des dix prochaines années. En supposant une capacité de 200 tonnes par vol, cela représente environ 1 800 lancements, soit 180 décollages par an.
À ce jour, Starship n’a jamais dépassé cinq lancements annuels. Elon Musk a toutefois évoqué la possibilité d’un taux de lancement horaire dès 2029, mais ces prévisions restent spéculatives. Néanmoins, Google compte sur la capacité de SpaceX à réduire les coûts grâce à la production en série et à l’optimisation des processus de lancement.
Coûts et économies d’échelle
- Réduction annuelle de 20 % du prix au kilogramme grâce à la courbe d’apprentissage.
- Objectif de 200 $ / kg d’ici 2035, comparable aux coûts actuels des lancements de satellites de petite taille.
- Besoin de 1 800 lancements de Starship pour atteindre la masse totale requise.
Perspectives technologiques et défis restants
Les premiers tests en laboratoire ont montré que les TPUs de Google résistent aux radiations spatiales, à condition d’ajuster le blindage. Après un test dans un accélérateur de particules, les ingénieurs ont constaté une légère hausse du taux d’erreurs, mais le niveau reste très bas – environ une erreur sur un million d’opérations d’inférence.
Cette robustesse est jugée suffisante pour les charges de travail d’inférence prévues pendant la durée de vie de cinq ans d’un satellite. En revanche, les entraînements massifs, qui mobilisent des milliers de puces sur plusieurs mois, restent problématiques en raison du taux d’erreur accru.
Google reste confiant quant à la capacité de ses puces à supporter les charges de travail prévues, tout en continuant à affiner les tests de radiation et à optimiser la gestion thermique. Le succès du prototype ouvrira la voie à des missions plus ambitieuses, notamment le déploiement de la constellation de 81 satellites prévue dans la prochaine décennie.
En résumé, le lancement du premier satellite de calcul de Google marque le début d’une aventure qui combine avancées technologiques, défis économiques et dépendance à l’évolution des capacités de lancement de SpaceX. Si les prévisions de réduction de coûts se confirment et que les performances des TPUs en orbite restent stables, le concept de data centers orbitaux pourrait bien passer du stade de concept à celui de réalité opérationnelle d’ici le milieu des années 2030.