Hier e is de emissiviteit van het object – hoe effectief het is als radiator (0 ε σ is de constante van Stefan-Boltzmann, A is de oppervlakte, en T is de temperatuur (in Kelvin). Omdat we een temperatuur tot de vierde macht hebben, kun je zien dat er hetere dingen uitstralen veel meer kracht dan coolere dingen.
Oké, zeg dat je wilt spelen Red Dead-verlossing in de ruimte. Je computer wordt heet, misschien wel 200 F (366 Kelvin). Laten we, om het simpel te houden, zeggen dat dit een kubusvormige pc is met een totale oppervlakte van 1 vierkante meter, en dat het een perfecte radiator is (ε = 1). Het warmtestralingsvermogen zou dan ongeveer 1.000 watt bedragen. Natuurlijk is uw computer dat niet Een perfecte radiator, maar het lijkt erop dat alles goed met je gaat. Zolang de output groter is dan de input (300 watt), koelt hij af.
Stel nu dat je wat bescheiden AI-dingen wilt uitvoeren. Dat is een grotere klus, dus laten we onze kubusvormige computer met randen twee keer zo lang opschalen als voorheen. Dat zou het volume acht keer groter maken (23), dus we zouden acht keer zoveel processors kunnen hebben, wat betekent dat we acht keer zoveel stroominvoer nodig hebben: 2.400 watt. De oppervlakte bedraagt echter slechts vier keer (22) groter, dus het stralingsvermogen zou ongeveer 4.000 watt zijn. Je hebt nog steeds meer output dan input, maar de kloof wordt kleiner.
Grootte is belangrijk
Je kunt zien waar dit naartoe gaat. Als je het blijft opschalen, groeit het volume sneller dan de oppervlakte. Dus hoe groter uw ruimtecomputer, hoe moeilijker het is om te koelen. Als je je een structuur ter grootte van een Walmart in een baan zou voorstellen, zoals de datacenters op aarde, dan gaat dat gewoon niet gebeuren. Het zou smelten.
Natuurlijk kunt u externe stralingspanelen toevoegen. Het Internationale Ruimtestation heeft deze. Hoe groot zouden ze moeten zijn? Stel dat uw datacenter op 1 megawatt draait. (Bestaande AI-datacentra op aarde gebruiken 100 tot 1.000 megawatt.) Dan heb je een stralingsoppervlak nodig van minimaal 980 vierkante meter. Dit loopt uit de hand.
Oh, en deze radiatoren zijn niet zoals zonnepanelen, verbonden door draden. Ze hebben systemen nodig die de warmte van de processors naar de panelen geleiden. Hiervoor pompt het ISS ammoniak door een netwerk van leidingen. Dat betekent nog meer materiaal, waardoor het veel duurder wordt om het in een baan om de aarde te hijsen.
Dus laten we de balans opmaken. Hoewel we dit met gunstige aannames hebben opgezet, ziet het er niet erg goed uit. We houden er niet eens rekening mee dat zonnestraling de computer ook zal opwarmen, waardoor nog meer koeling nodig is. Of dat intense zonnestraling na verloop van tijd waarschijnlijk de elektronica zal beschadigen. En hoe voer je reparaties uit?
Eén ding is echter duidelijk: omdat koeling in de ruimte inefficiënt is, zou uw ‘datacenter’ een zwerm kleine satellieten moeten zijn met betere verhoudingen tussen oppervlakte en volume, en niet een paar grote. Dat is wat de meeste voorstanders, zoals Google’s Project Suncatcher, nu suggereren. SpaceX van Elon Musk heeft de FCC al toestemming gevraagd om een miljoen kleine AI-satellieten in een baan om de aarde te brengen.
Hm. De lage baan om de aarde is al overbelast door 10.000 actieve satellieten en zo’n 10.000 ton ruimteafval. Het risico op botsingen, misschien zelfs catastrofale Kessler-cascades, is dat wel al echt. En we gaan honderd keer zoveel satellieten toevoegen? Het enige wat ik kan zeggen is: Kijk hieronder!
Dus wat is het antwoord op onze vraag? Theoretisch zou je waarschijnlijk buiten de planeet een computersysteem kunnen creëren met veel kleine satellieten, hoewel de lancerings- en bouwkosten astronomisch zouden zijn. Of het een goed idee is, is een heel andere vraag.
