经济学人：马斯克的轨道数据中心真的会比地球上更便宜吗

马斯克提出在轨道上建设数据中心的构想，最早源自于去年10月，他在X上回应一篇关于“在太空中自主组装大型数据中心”的讨论时说，只要把 Starlink V3 卫星规模化放大就可以，SpaceX 会做这件事。这条回应当时并未引起太多关注，马斯克每天平均发布回应数十条帖子，爆论比比皆是。

但很快，人们发现马斯克可能是认真的。从11月的特斯拉投资者年会上开始，马斯克多次公开讲述其建设轨道数据中心的构想，直至上个周末宣布投资200亿美金建设芯片工厂，其中80%产能便是为了满足未来轨道数据中心的需求。

马斯克的核心观点是，未来算力基础设施不必完全依赖地面：借助更大规模的卫星平台、持续的太阳能供给和可重复使用火箭的运输能力，高密度计算节点可以被部署到轨道上，形成服务人工智能的新一代基础设施。

在芯片工厂TeraFab的发布会上，马斯克认为，“太空太阳能效率为地面5倍以上，AI部署成本有望在2-3年内低于地面”。OpenAI的山姆·奥特曼表示这“很荒谬……我们还没到那一步”。谷歌则计划测试这一概念。其前掌门人埃里克·施密特甚至收购了一家火箭发射公司来推进这一想法。

争论的核心在于：为人工智能建设数据中心的最佳地点，是否不在地球上，而是在太空。在太空建设数据中心真的比在地球上更便宜吗？

以下是《经济学人》关于这个话题的报道，文章透过第三方视角对马斯克这个看似疯狂的计划进行了分析。

以下，enjoy：

为什么要把数据中心搬到太空

建设地面数据中心正变得越来越困难。研究机构Sightline Climate称，今年计划投产的全球数据中心产能中，有30%-50%可能被推迟，高于2025年的26%。原因很多：

• 获得建设许可和接入电网需要时间

• 公众反对声浪高涨，美国的一些州甚至提议暂停新项目审批

• 电力需求也在飙升

因此，将一组用于计算的卫星送入轨道、利用充足的太阳能，开始被一些人视为一个好主意。马斯克刚刚将其火箭公司SpaceX与AI初创公司xAI合并，并为此申请许可，计划建设一个由多达100万颗卫星组成的轨道数据中心。但这是否合理？

三大关键障碍：发射、比功率、卫星成本

最显而易见的障碍是发射成本。SpaceX用重型猎鹰火箭将载荷送入轨道的价格约为每公斤1500美元，用猎鹰9约为3400美元（其实际成本约为报价的25%）。但还有两个同样关键的指标：

1. 比功率（每公斤卫星能提供多少瓦计算能力）
2. 卫星成本（每瓦计算能力的成本）

这些指标在很大程度上取决于太阳能电池板和散热辐射器的重量与性能。另一个未知数是空间辐射对AI芯片可靠性的影响。评估这些参数，才能判断轨道数据中心是否可行。

在航天初创公司Varda工作的工程师安德鲁·麦卡利普开发了一个在线计算器（andrewmccalip*com），可以比较一定规模的轨道数据中心与地面数据中心的成本。结果显示：在地球上建造一个容量高达1吉瓦的数据中心并运行五年，成本约为159亿美元。而一个轨道等效方案，在假设发射成本500美元/公斤、比功率37瓦/公斤、卫星成本22美元/瓦、以及选择使卫星98%时间处于日照下的特殊轨道条件下，总成本高达511亿美元（不包括AI芯片即GPU成本，这部分无论在哪都需要，约150亿至300亿美元）。

看起来地面方案完胜？也未必。

成立于2024年的公司Starcloud，正专注于轨道数据中心的构想，并“实实在在地”尝试在轨道上跑了数据。去年11月，该公司发射了Starcloud-1，这是一颗冰箱大小的卫星，搭载了一块用于AI数据中心的标准版英伟达H100 GPU。它在轨训练了一个小型语言模型NanoGPT（基于莎士比亚作品），并运行了谷歌开源大模型Gemma进行问答。这为评估AI芯片在轨运行的可靠性提供了宝贵数据。公司对其他关键参数也有较清晰的认知。

先看比功率。麦卡利普采用的37瓦/公斤数据，来自SpaceX的Starlink卫星，这些卫星被认为是最先进的，负责为全球提供高速互联网。但Starlink卫星需要做一些AI卫星不需要的事情，例如配备昂贵的相控阵天线与地面通信，并始终保持稳定姿态。相比之下，AI卫星只需通过激光链路与邻近卫星通信，无需与地面直接通信，因此可以将更多质量用于计算能力。

同时，由于不需要如此精确的指向控制，它们可以使用略微柔性的太阳能电池板，从而减轻重量并提高比功率。马斯克表示，他认为AI卫星实现100瓦/公斤是可行的，一些人甚至认为未来可达到150瓦/公斤。Starcloud首席执行官菲利普·约翰斯顿称，公司目标是70瓦/公斤，这是基于较为保守的假设。

再看卫星成本。约翰斯顿表示，在不计GPU成本的情况下，Starcloud的设计预计“低于每瓦5美元”。相比之下，麦卡利普估计Starlink卫星目前约为22美元/瓦（最初为32美元/瓦）。同样，由于不需要昂贵的通信组件，AI卫星理论上更便宜。将计算器中的参数调整为70瓦/公斤和5美元/瓦后，结果大不相同，结论就是：经过调整后的关键指标，1吉瓦轨道数据中心成本为167亿美元，仅比地面方案高5%。

星舰：决定性因素

不过，这需要一系列乐观假设。首先，发射成本需降至500美元/公斤，大约是当前价格的三分之一。但如果SpaceX的新一代星舰成功投入运营，发射成本可能迅速下降。由于星舰设计为完全可重复使用，将1公斤送入轨道的价格可能降至100至200美元（约翰斯顿称，SpaceX的内部成本甚至可能低至20美元/公斤）。如果将发射成本设为200美元/公斤，计算器显示1吉瓦轨道数据中心成本将降至121亿美元——低于地面方案。简而言之，这一想法或许并不像看起来那样疯狂。

另一个未知因素是散热。Starcloud的首颗卫星无法全天候运行搭载的GPU，因为（不出所料）温度过高。该公司计划今年发射Starcloud-2，用于测试其可展开式散热器设计。约翰斯顿称，这将是“太空中最大的商业可展开散热器”，规模仅次于国际空间站的散热器，但单位质量散热能力高出十倍。其成本模型假设该散热器能够按预期工作。

一些假设也可能过于保守。例如，麦卡利普的计算器假设每年有高达9%的GPU在轨失效。但Starcloud-1的经验表明，“GPU在太空中的表现比我们预期更好”，约翰斯顿表示(虽然他未透露具体数据)。如果每年失效率仅为5%，所需卫星数量将减少，轨道数据中心成本将降至111亿美元。

当然，地面数据中心成本也可能下降，而且实现难度可能更低。麦卡利普的模型假设地面数据中心使用天然气发电，但若改用太阳能，成本可能减少10亿至20亿美元。此外，在美国以外地区建设成本可能更低，尤其是在阳光充足、劳动力成本较低的国家（如印度）。

目前最值得关注的是：星舰是否能够实现可靠的复用。如果星舰可靠复用、发射成本降至200美元/公斤以下、比功率达到70-100瓦/公斤、散热问题解决——那么，轨道数据中心完全可能比地面方案更便宜。

星舰第12次试飞预计将在4月进行，现在，不仅仅是航天，AI行业也在密切关注。

原文刊载于《经济学人》，3月2日