专家：“太空AI”，中国多个团队取得关键突破

来源：环球时报

近期，美国一颗搭载有英伟达旗舰芯片H100的卫星通过美国太空探索技术公司（SpaceX）的“猎鹰9号”火箭成功进入太空，这颗拥有80GB显存、性能远超以往任何星载计算机的芯片，将在轨承担地球观测图像分析与大语言模型Gemini的推理任务。外媒报道称，这也实现了首次数据中心级GPU在轨运算实验，拉开太空高算力人工智能（AI）时代的序幕。然而在此之前，已有多颗部署有AI大模型的中国卫星被送入太空。近日，参与相关项目的中国科学院计算技术研究所研究员韩银和在接受《环球时报》记者专访时表示，中国在太空AI领域正处于体系化快速推进阶段，并有多个团队已取得关键突破。

为何要打造“太空AI”

“具有大算力和人工智能能力的算力卫星能够消除星地数据传输瓶颈，实现信息的‘天基快速理解与决策’，可应用于灾害监测预警等需要极低延迟响应的场景。”韩银和在接受《环球时报》记者采访时介绍称，结合卫星宽带网络，建设太空数据中心和超算中心，优势主要体现在五个方面。一是超低时延，数据可以就地处理，实现即时决策；二是可实现超高带宽效率，通过AI处理后，卫星仅下传关键结果信息，而非TB/PB级的原始数据，极大节省珍贵的星地链路资源；三是具有无界覆盖与机动性的优势，天基超算中心可部署在轨道各处，不受地域限制；四是天基超算中心还具有天然的高安全性，可实现物理隔离，提供了独特的网络安全环境；五是天基超算中心还能补强地面盲区，弥补地面数据中心覆盖不足和服务延迟的短板，真正实现全球快速响应。

然而让“大算力”真正进入太空，并不只是把一颗芯片送上太空那么简单。太空高辐射、极端温差的环境，以及卫星平台能耗有限与散热困难等“硬伤”，都对算力芯片的稳定运行提出了挑战。从地面数据中心到星际计算节点，这不仅是硬件的飞跃，更是工程、算法与能源管理的系统性突破。

中国处于体系化快速推进阶段

中国多个科研机构早早布局相关试验，并进行了大模型在轨部署。据此前公开报道，中国自主建设的智能遥感卫星星座“东方慧眼”首颗实验星“珞珈三号01星”于2023年1月发射，首次实现8分钟星地互联的B2C应用服务。2024年底实现了大模型上注，首次使得卫星具备了大模型能力。而在今年5月，我国首个整轨互联太空计算卫星星座“三体计算星座”首次发射，正式进入组网阶段。北京市科委、中关村管委会等单位近日宣布，北京拟在700-800公里晨昏轨道建设运营超过千兆瓦（GW）功率的集中式大型数据中心系统，以实现将大规模AI算力搬上太空。

“可以说中国在太空AI领域目前正处于体系化快速推进阶段，多个顶尖团队已取得关键突破。”韩银和介绍称，例如中国科学院计算技术研究所，采用全体系国产化核心元器件和高可靠容错计算架构，在2023年就率先实现了100TOPS级星载算力，为天基大模型运行奠定了自主可控的硬件基础。武汉大学的“东方慧眼”星座通过通导遥一体化与AI融合，集成北斗短报文与星间实时传输，将数据响应时间压缩至分钟级，实现了“快、清、准、全、懂”的遥感服务目标。其技术架构不仅服务于国土监测、应急管理等国家需求，更开创了大众调用卫星的商业新模式。而浙江之江实验室与国星宇航的“三体计算星座”则采用了氦星光联研制的激光终端以保障星座级高效协同，支持星间100Gbps高速通信，算力达到744TOPS。

“一星多卡”计划明年在轨验证

韩银和进一步介绍称，当前我国在轨部署的大模型均采用轻量化技术路线，针对太空环境的算力约束进行了深度轻量化。值得关注的是，即便是类似于 英伟达H100这样的太空计算单元，实际运行的也是Gemini轻量版模型。这充分表明，全球范围内太空AI部署仍以轻量化模型为主要技术路径。目前我国已全面掌握轻量级大模型在轨部署能力，正稳步迈向全参数大模型在轨运行的研制阶段。中国科学院计算技术研究所团队是算力技术研究的国家队，已提出了“一星多卡”的天基超算架构，计划在明年发射卫星进行在轨验证，为全参数大模型的在轨应用提供算力基础设施。这是关键一步，全参数大模型将赋予太空和地面一样的智能处理能力。

“与美国Starcloud卫星依托英伟达H100芯片生态不同的是，我们的路径主要核心是攻克‘一星多卡’的自主天基超算和数据中心架构。”韩银和认为，这是一个体系性的创新，并非简单堆叠，而是致力于采用国产高能效GPU组成阵列，实现单星算力的跨越式提升，“这是我们自主创新的突破”。

“这一方案更强调模块化设计、系统性集成和对散热、功耗等极限挑战的克服，目标是为构建未来的太空超级计算中心提供基础。这种架构带来的挑战更大，但长期看具有实现更高算力密度和任务灵活性的潜力，代表着更面向未来的探索方向，是中国从技术追随者转向引领者的关键一步。”韩银和表示。

在韩银和看来，世界主要航天大国开展的这场“太空AI”建设不只是简单的技术角逐，还事关下一代空间信息基础设施的标准制定权。谁率先掌握了成熟的星上实时感知、认知、决策核心能力，谁就能够在太空时代占据主动权。“中国正通过系统性创新‘弯道超车’，因此各方都在加大投入。”韩银和称。