中国正在把一座“数据中心”拆开送上太空

文｜反熵

如果把一座数据中心搬到太空，需要分几步？

第一步，把计算机送上去；第二步，让这些计算机能够被软件统一管理；第三步，再用高速网络把它们彼此连接起来，并把数据送回地面。

力箭一号遥十八近期送入轨道的两颗卫星，恰好就在做类似的事情。

超智算一号搭载4米可见光相机和AI计算机，可以在轨处理影像、识别目标；鹏城南科一号则把5G NTN、在轨计算和星地激光通信装进同一颗卫星，后续还将验证100Gbps激光链路。

一颗在解决"算"，另一颗已经开始把"算"和"连"放到一起。

计算机的发展史其实反复证明过一件事：单机性能决定上限，网络决定规模。从大型机、局域网到互联网和云计算，计算能力真正成为基础设施，靠的从来不只是处理器越来越快，更在于机器能够彼此连接，任务能够被调度，数据能够高效流动。

现在，这套逻辑开始进入轨道。

中国正在把一座数据中心需要的能力，一件件送上太空。

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第一件当然是计算机。

2025年5月，之江实验室主导的三体计算星座首发12颗计算卫星入轨，单星最高算力达到744TOPS，首发任务整体在轨算力达到5POPS。今年2月，团队已经实现6颗卫星在轨建链，并通过天基分布式操作系统，对计算、存储和网络资源进行统一管理和调度。

比5POPS更重要的是，计算资源开始摆脱单星边界。

三体计算星座已经部署多个AI模型和应用，其中用于天文观测的模型，可以直接在轨判断和分类伽马射线暴，把部分任务每天需要下传的几百MB数据压到几十KB，处理时间也从数小时缩短到数秒。

这正是边缘计算存在的原因。卫星每天产生大量数据，很多业务并不需要把所有原始数据搬回地面再处理。如果轨道上已经有足够的计算能力，就可以先筛选、识别和压缩，只把更有价值的信息送下来。

但计算节点多起来以后，另一个问题随之出现：这些机器上的软件，怎么装？怎么更新？怎么适配不同任务？

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北京邮电大学推动的天算星座，已经把重点放到了软件和资源管理上。

北邮一号已经把云原生技术体系带到卫星上，并开展分布式星载AI推理、星载5G核心网等试验；北邮二号又把自研高性能服务器作为计算载荷送入轨道，验证星载容器动态更新、模型增量更新等能力。

这类工作远没有"几百TOPS"那么醒目，却决定了太空算力能否大规模使用。

传统卫星高度定制，软件、载荷和硬件紧密绑定，任务通常在发射前就已经确定。计算基础设施需要另一种能力：软件可以更新，应用可以重新部署，不同硬件能够被统一管理，计算资源可以根据任务调度。

今天的数据中心里，没有人会因为增加一台服务器，就给整套业务重新开发一遍软件。太空算力如果长期做不到这一点，每颗计算卫星都更接近一台昂贵的专用设备，规模越大，管理成本越高。

所以TOPS之后，操作系统、软件环境和资源调度开始成为主角。这不是概念升级，而是任何大规模计算系统绕不开的基础工作。

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计算资源能够被管理之后，带宽很快成为下一处瓶颈。

今年1月，中科院空天信息创新研究院利用AIRSAT-02开展超百G星地激光通信实验，在不更换卫星硬件的情况下，通过在轨软件重构把通信速率从60Gbps提高到120Gbps。最大连续通信时间达到108秒，期间传输了12.656Tb数据。

算力提高之后，数据传输的压力会更早暴露出来。

处理器性能不断增加，如果通信能力停在原地，数据依然会堵在轨道上。地面AI数据中心这几年已经把这个问题演示得很充分，GPU性能暴涨之后，高速互联迅速从配角变成核心能力，因为数千块芯片只有交换数据足够快，才可能作为一个集群高效工作。

太空里的条件更苛刻。卫星高速运动，星地可见时间有限，激光通信还受到天气、大气和捕获跟踪精度影响。地面机房网络不够，可以继续加交换机和光纤；轨道上的扩容往往意味着新的卫星、新的链路，甚至新的发射。

9月20日上天的鹏城南科一号因此很有代表性。它没有把重点只放在算力上，而是把5G NTN、星载核心网、AI计算和星地激光通信装进同一颗150公斤级卫星，并计划开展100Gbps星地激光通信试验。按照鹏城实验室公布的计划，这颗星还要验证终端接入、星上协议处理和业务传输。

芯片开始逼着网络一起升级了。

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类似的技术路径，海外已经做过一些验证。

欧洲航天局2024年发射的Φsat-2只有6U，却已经能够在轨运行多种AI应用，用于云检测、船舶识别、灾害制图等任务；国际空间站上的HPE Spaceborne Computer-2，也验证过商业服务器在轨执行高性能计算和AI任务。

这些项目验证的是更进一步的能力：数据可以直接在轨处理，AI应用可以部署到卫星上，地面使用的商业计算设备也能承担部分太空计算任务。

中国的太空算力项目，已经不再只往单星算力上加码，软件管理、组网和高速通信也开始一起推进。三体计算星座在尝试多星协同，天算星座把软件环境和资源管理带上轨道，AIRSAT-02提高星地数据传输能力，鹏城南科一号又把通信、计算和高速链路压缩进同一个节点。

它们来自不同机构，路线和成熟度也不一样，目前还谈不上形成一座完整的轨道数据中心。但如果还只盯着单星算力，已经很难解释这些项目为什么同时开始做组网、调度、软件更新和高速通信。

一颗卫星算得更快当然重要，可当轨道上的计算节点越来越多，系统效率会越来越取决于这些节点之间能否稳定协同，任务是否能够灵活分配，数据是否能够及时流动。

单颗卫星完成一次在轨计算，和数十颗、数百颗卫星长期稳定协同，根本不是同一种难度。后者还要同时面对功耗、散热、辐射、链路稳定性、资源调度和运营成本，任何一个环节跟不上，前面的算力都会被拖住。

所以，中国今天送上太空的，已经不只是更强的计算载荷。它正在尝试把计算、网络、软件和高速数据链路组织成一套可以长期运行的系统。

四十年前，硅谷用"网络就是计算机"解释地面的未来。如今，这句话正在获得一个离地球几百公里的新版本。