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AI发展到今天,科技巨头讨论的事情,已经从买多少芯片,延伸到建什么电站,甚至准备把数据中心送上太空。在这之中,美国SpaceX创始人马斯克就是其中最激进的一位。
早在2024年,马斯克就在博世互联世界大会上提出,AI发展的瓶颈会从芯片供应,延伸到降压变压器,随后是电力供应。因为芯片买到了,也得有足够的电才能运行。如今,他给出的一个解决方向,是让搭载计算设备的卫星在轨道上利用太阳能,打造太空数据中心。
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美国联邦通信委员会2026年2月发布的公告显示,SpaceX申请建设的轨道数据中心系统,规模上限达到100万颗卫星。
从担忧电力不足,到准备把计算设施搬上天,马斯克究竟看到了什么?
因此,模型训练完成,用户越多、任务越复杂,日常运行产生的计算负担就越大,所要消耗的电量也就越多。国际能源署2026年更新报告显示,2025年全球数据中心用电量增长17%,其中AI专用数据中心用电量增长了50%。
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英伟达官方参数显示,H100 SXM的最高热设计功耗可配置到700瓦。假设十万块这样的GPU同时按700瓦运行,仅GPU就对应70兆瓦功率。按这一功率持续运行24小时计算,耗电量就是168万千瓦时。
单块芯片的用电看起来不算夸张,十万块、几十万块集中运行,就变成了一项巨大的用电负荷。国际能源署最新预测,全球数据中心用电量将从2025年的约4850亿千瓦时,增至2030年的约9500亿千瓦时,这一口径包括AI之外的数据中心业务。
谈到缺电,很多人会想到发电厂不够。但一座机房接不上电,也可能是当地电网没有足够容量。电要经过输电线路、变电站、配电设施和机房供电系统,才能到达芯片。
马斯克提到变压器,正是因为这种看起来传统的工业设备,可以直接影响先进芯片的部署。美国能源部2026年3月公布的会议记录指出,按其掌握的2024年数据,配电变压器订货交付周期已从2019年的3至6个月,延长至1至2年,甚至更久。
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服务器有了,机房建好了,关键供电设备却还在排队生产,企业只能等待。等待的代价也不只是电费,设备折旧、融资成本和场地成本仍在发生,模型训练与客户服务却不能按原计划开展。
这就解释了科技巨头为什么开始关注长期购电协议,甚至参与新电源建设。谷歌已经与凯洛斯电力合作,计划通过多个先进核能项目,到2035年为美国电力系统增加最多500兆瓦容量。
马斯克的思路是利用SpaceX的发射与卫星能力,把部分计算设施部署在轨道上。所谓太空数据中心,可以理解为搭载计算设备的卫星系统。卫星利用太阳能发电,在轨处理任务,再通过通信链路交换数据、传回结果。
SpaceX提交的公开材料提出,计划利用晨昏太阳同步轨道,使卫星获得接近持续的太阳照射,并扩大其航天太阳能技术的应用,这里最吸引人的就是供电来源。
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地面光伏受到昼夜和天气影响,轨道上的太阳能系统没有云层遮挡,经过适当轨道设计,还可以减少进入地球阴影的时间。在地球与太阳的平均距离附近,垂直于太阳光方向的单位面积,接收到的太阳辐射功率约为1361瓦每平方米。
假设转换效率为30%,理想条件下每平方米约能产生408瓦电功率。要得到1兆瓦,仅按这一理想计算,就需要约2450平方米的有效受光面积。
因此,太空太阳能确实有吸引力,但大量计算设备也意味着大面积太阳翼。把它们折叠装进火箭、在轨可靠展开,并保持正确朝向,都面临相当多的技术难题。
不少人觉得,太空背景温度很低,只比绝对零度高了2.73℃,把服务器送上去,就相当于放进一个天然冰箱。但真空环境里,没有空气帮设备把热量带走。地面机房可以用风扇吹动空气,也可以通过液冷系统把热量转移出去。到了太空,内部仍然可以用液体或热管传热,最终却主要要依靠散热表面向外辐射热量。
这很像保温杯,杯子的真空层能减少热量交换,说明真空本身不会把热物体迅速冷却。计算设备持续耗电,也就持续产生热量。卫星必须把芯片上的热传到散热器,再让散热器面向适合的方向排热。
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太阳辐射、地球反射的阳光、地球自身的红外辐射,都可能增加热负担。散热器朝向和周围结构,也会影响它的工作效果。随着算力增加,发电面积要扩大,散热面积也要跟着增加。
这会带来一个连锁关系,更大的太阳翼和散热器增加质量与结构复杂度,又影响发射运输、在轨展开和姿态控制。所以,太空数据中心的难点,在于让供电、计算、散热、通信与结构同时匹配。即使电已经发出来,如果热排不出去,芯片也只能降低运行强度。
对中国来说,庞大的电力系统和工业配套,是发展AI基础设施的重要条件。国家能源局数据显示,2025年我国全社会用电量达到103682亿千瓦时,约10.37万亿千瓦时,同比增长5%。
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2025年我国全国发电量达到约10.58万亿千瓦时。美国能源信息署公布的同期公用事业规模净发电量约为4.43万亿千瓦时,另外还有约931.5亿千瓦时的小型光伏发电。把后者加进去,美国合计约4.52万亿千瓦时。按这些公开数字粗略比较,中国发电规模约为美国的2.3倍。
此外,中国2025年仅风电和光伏发电量,就达到约2.3万亿千瓦时,相当于上述美国全年发电规模的一半左右。这还没有算中国的水电、核电和其他电源。
2025年我国新增风电装机约1.2亿千瓦,新增太阳能发电装机约3.18亿千瓦,两者合计超过4.3亿千瓦。这样的建设规模,为未来增加电力供应提供了重要基础。
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这一规模背后,是长期形成的发电、输电、设备制造和工程运维能力。它们能够影响数据中心的建设速度、供电保障和运行成本。当然,要把这些条件转化成AI优势,还需要具体项目的协调。
太空数据中心值得研究,地面基础设施也有巨大的改进空间,中国可以发挥好自身在AI发展方面的电力独特优势。
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