太空計算中心：“天算不如人間算”，這事情馬斯克也干不成

太空計算中心：“天算不如人間算”，這事情馬斯克也干不成

軍武數據庫

有些事情，我們大多數人都經歷過，但是并沒有從中吸取任何經驗教訓。比如我們可以看這些：

這些都是20年前的手機。

三星、諾基亞也都是當年的領頭羊，但依舊會搞出很多奇葩的設計。現在看20年的手機行業如果高情商的來講就是充滿了無限創新的可能性，如果低情商一點就是群魔亂舞了。

直到18年前——

手機就基本上安分了一代人的時間。

類似于這種改變世界或者重新定義世界的故事，一個世紀也沒幾次。W君是如何看到這樣的脈絡的呢？很久很久之前玩攝影，當年的美能達發出過這樣一個系列的廣告：

大致的意思是，未來的相機都是這樣的，但現在只有美能達是這樣的。當年給W君的認知就是“未來的標準，并非來自集體共識，而是由某個孤獨的先行者先一步實現”，這是1980年代中期，大家如果回看那段時間的相機歷史和各種林林總總的相機設計，會和看18年前的手機有同感。其實到現在，W君也一直在用美能達膠片機，而諷刺的是，那臺“定義了未來”的機器，最終卻沒有擁有自己的未來——后浪推前浪最終美能達死在了沙灘上，品牌輾轉變成了今天的索尼相機部門。

為什么今天聊起這個了呢？一個搞航天的大哥盛贊了馬斯克把自己旗下搞航天的space X公司里面的20億美元資金投入到馬斯克自己aiX了，其實就是自己兩家公司左手倒右手的事情。個人認為沒什么需要過度解讀的。

并不是什么“大棋局”、“天算時代”、“算力星鏈一體化”、“AI飛太空”這樣的自媒體熱點敘事。

但這件事，說明了一個新的變革點到了——我們的IT基礎設施也漸漸的進入了一個群魔亂舞的時間點。只不過，把算力發往太空這事情無論誰來搞都不靠譜，即便是馬斯克也干不成。

前兩天在說核聚變目前還搞不成，就導致了很多炒核聚變概念股的來噴，今天還會有炒“太空計算衛星概念股”的人跳腳的。這事情和核聚變一樣，很玄幻，但干不成，這也是由基本規律造成的。如果非得像前兩天一樣說概念股的事情，那么W君就只能告訴大家兩件事，第一，W君這邊用AI管理評論會自動刪除不良言論；第二、股市只坑沒腦子的人。

現在，說下為什么：

首先，最基本的道理是我們的世界是依賴于空氣運行的，雖然空氣看不見摸不到但會深刻的影響我們每一個人和每一件事。太空中取之不盡的太陽能反而在其次。

在太空中運行的電腦散熱才是關鍵問題。

我們看到了一個空間站的照片，你會在上面發現兩種板子，第一種是黑色的太陽能帆板，這種板子主要是為空間站提供電能的，第二種是白色的板子，這是散熱板，近一些看：

這些白色的板子并不是用來發電的，它們沒有太陽能電池，而是一塊塊金屬腔體，連著復雜的管道和流體系統。它們的名字叫做“外部主動熱控制系統（External Active Thermal Control System）”，這是一個空間站中每一臺電腦、每一個實驗設備、每一個通訊模塊乃至廁所中宇航員撇出的大條的熱量最后的歸宿。

為什么說這是“熱量的最后的歸宿”？因為在太空中，沒有空氣的對流，沒有水流的帶走，任何空間站內所發出的每一瓦熱量都得靠紅外線慢吞吞地輻射出去。而紅外輻射的效率之低，低到讓人發指。

以國際空間站為例：

一個小系統要三條8片板子，每個 Radiator ORU長 23.3 米 × 寬 3.4 米，有效表面積為79.22平方米

每套散熱器含 3 個 ORU，兩組總計 6 個 ORU，總計散熱面積為475.32平方米，大約相當于咱們普通人家三個大平層的面積了。

但能散掉的熱量，按照NASA的規范來說是140千瓦，后期國際空間站改進了散熱裝置，散熱量達到了168千瓦。按照太陽帆板90千瓦的發電量來說，國際空間站的散熱基本上達到了均衡。

講到這里，就要有人吹天宮空間站的熱管理系統了，用斯特林發動機吸熱量發電……

這個東西咱們有，但是用途是更高效的獲取電能，和散熱一點關系都沒有，空間站作為一個封閉系統，不斷的從外界吸收熱量，如果這玩意可以通過發電消耗掉本應該散熱的熱量，那么這件事就違背了熱力學定律，咱們也就不用搞空間站了，永動機就通過這件事發明出來了。

那么我們回頭看空間站中的計算機，一兆瓦的電量如果帶至強核心的服務器（包含CPU、內存、主板、存儲器、網絡設備）可以帶大約1466臺。咱們以這件事作為一個計算基準。

光聽這數字似乎很美好，仿佛“天上裝幾千個AI服務器”就能構建個星際版計算中心似的。但問題來了：這些服務器的電功率幾乎全數會轉化為熱功率。也就是說，如果你在軌部署了這樣一批機器，接下來的問題不是“能不能跑計算”，而是“這些熱怎么排掉？”

按照前面的方式來計算，按照國際空間站的散熱標準，168千瓦的散熱量大約只能支持245臺這樣的服務器運行。如果是1466臺的話，基本上的散熱需求就是1兆瓦。有公式來計算輻射散熱的：

P：單位時間內散發的熱功率（瓦）

σ：斯特藩–玻爾茲曼常數 =

ε：材料的發射率，理想黑體為1，真實材料通常在0.8–0.95之間

A：散熱面積（平方米）

T：散熱器工作溫度（開爾文）

：宇宙背景溫度，約為 3 K，可忽略不計

到公式中我們就可以計算了：

大約需要76335平方米的散熱面積，400K的熱量換算成我們熟悉的攝氏度時127?C，這個溫度下大部分電子元件已經很難正常工作了，如果要確保正常工作，應該不能超過85?C，也就是358K。我們回去看這個公式，你會發現這是一個罕見的用到了四次方的公式，微小的差異就會導致結果巨大的變化，從400K到358K雖然僅僅降低了42K，但面積就要來到了119333平方米，也就是12萬平米。

北京陶然亭公園東門正對著的朱雀亭小區，占地面積恰好是12萬平米，作為參照小區東邊還有一個標準足球場。這個面積差不多將近17個足球場的大小。

長400米寬300米的散熱板……大概就是這么大的面積吧。

所以為了讓 1 兆瓦的太空 服務器集群獲得足夠的散熱能力需要在太空中鋪出一個和朱雀亭小區一樣大的金屬板，還得附帶上數百公里長的冷卻液熱循環系統、輻射控制機構和展開/對準結構。而且這玩意還得不能撞、不漏、不壞。

聽起來很“壯觀”吧？不過，這僅僅是1兆瓦散熱的用量，你還得有至少6000平米的太陽能電池板來維持電力供應。

總體弄完了之后，你就可以按照1466臺服務器用這一兆瓦的電量了。但問題是，如果在地球上弄這么一個機房會怎樣？

2007年騰訊在天津濱海新區拿到了280畝地，大約折合18萬平方米。在上面修了三個樓房，其中包括一個弧形的辦公樓和兩個長方形的數據中心機房。項目總投資100億元人民幣，這個地面上的數據中心可容納30萬臺服務器。

現在的數據中心機房也是大房套小房

一個大型機房中會有很多微模，其實1兆瓦，僅僅是一個高密度機房中兩個微模塊的供電量而已。

當然了，在地面上用有電費對吧，而且一個數據機房里的電源母線就有一個成年人的胳膊粗

機房的耗電量驚人！而在太空中如果把太空數據中心放在晨昏線同步軌道就可以獲得不間斷的太陽能。

這個高度一般是705公里，幾乎垂直于地球自轉方向。按照目前最便宜的Space X 猛禽9火箭的報價來說，發射一公斤載荷到這個軌道上的價格差不多是6000美元。

目前一臺DELL R760服務器的滿配重量為28.5公斤，咱們假設太空使用完全去掉10公斤的機箱重量，還會剩下18.5公斤，1466臺這樣的服務器會有27121公斤，單單把這些服務器發射上去就會需要大約1.6億美元。一臺18.5公斤的服務器，需要用111600美元才可以有資格用“免費”電。

我們來看美國電費，居民用電價格在每千瓦時11到41美分之間，工業用電則更便宜，通常在每千瓦時6到10美分之間。?

咱們中國的居民用電價格一般在每度電0.56元到0.62元之間，而工業用電價格會略高一些，一般在0.86元到1.80元之間。

一臺典型功率680瓦的服務器，一年在國內的數據中心消耗的電費為10722人民幣（0.68*365*24=5956.8，電費安裝1.8元/千瓦時計算）

按照這樣計算的話，111600美元的服務器發射費用換成地面上的電費在中國夠用74年，在美國也可以用187年！

我們要知道的是……一臺服務器的生命周期也就只有3-5年。IT計算設備的更新迭代很快，我們很難用5年前的設備來支持現在的業務，這件事無論是地球上還是太空中都是一樣的，發射到太空中的計算機要想跟得上IT需求的發展也需要至少5年換一次，再換再加上111600的發射費用？

這事情，并不劃算！而且，我們在計算的還只是服務器的發射成本，并沒有計算構建這個太空數據中心的成本。至于在軌道上如何部署支架、熱控系統、電源接駁、通信鏈路、姿態控制系統、冗余設計，這些一項也不能少——而這些，才是真正“太空數據中心”的成本核心。

要知道1466服務器只有27121公斤就需要花費1.6億美元的發射費用，剛剛咱們看的國際空間站上的散熱組件，每套重量也有1噸多。

所以折算下來還需要為這件事發射1690多噸重（12萬平米）的散熱片上天。發射1466臺服務器的費用和散熱片來比就是九牛一毛了。

而且——我們千萬別被“1466臺服務器”這個數字嚇到。

普通人聽到一千多臺服務器，可能覺得這是個龐然大物，一輩子也接觸不到這么多機器。但在現代 IT 企業眼里，這數字不過是九頭牛的一根毛上的一根絨毛。

你看，2024年一年里，字節跳動（今日頭條的母公司）就采購了23萬張用于 AI 訓練的高性能顯卡，微軟更夸張，全年采購了44.8萬張顯卡。每張顯卡背后對應的計算單元、配套服務器，數量可能是幾萬甚至幾十萬臺級別的。

相比之下，一千多臺服務器、還在為它設計太空供電系統和十二萬平米的輻射散熱片……說句難聽的，連一個中型AI模型的預熱階段都不夠用。規模就不對等了。而且截止到目前為止，太空發射的價格還是降不了，針對于在太空部署服務器這件事來說還是發射的越多虧得越多。

一些公司發射幾個計算平臺到太空軌道上玩玩，驗證一下可行性，還是沒有什么問題的。但真的大規模應用，例如在太空中部署一個數據中心。這種事情在現在真甭想了。

想想開始說的，地球上的IT設施是遇到了發展瓶頸，也正因為這個發展瓶頸造就了一個新的群魔亂舞時代。現在看起來覺得很有意義的事情，或者很有賣點的主意，在人類真正跨過這個瓶頸再回頭看不過都是一些很蠢的笑話。

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