克雷西 发自 凹非寺
量子位 | 公众号 QbitAI
地面算力的“内卷”已突破大气层，迈向太空。
搭载英伟达H100芯片的Starcloud-1卫星由SpaceX猎鹰9号火箭送入轨道，迈出构建“太空超算”的关键一步。谷歌随后公布“太阳捕手”计划（Project Suncatcher），拟部署TPU卫星集群。
“太空超算”正从科幻走向工程现实，算力基础设施迎来空间位置的重大变革。
中国在该领域早已布局多年。自2019年起，中国科学院计算技术研究所、武汉大学、北京邮电大学等机构持续推进太空智能计算研究：
中科院计算所作为国家算力研究主力，率先研制出极光POPS级星载智能计算载荷与天基大模型，并开展实际应用。 武汉大学牵头“东方慧眼”智能遥感星座项目，采用光学+雷达+高光谱协同观测体系，突破星上智能处理与图像高效压缩技术。 北京邮电大学主导“天算星座”建设，通过“北邮一号”“北邮二号/三号”验证在轨星地IP网络与星间激光通信能力。 ……
国星宇航联合之江实验室于今年5月成功发射全球首个太空计算卫星星座，并完成组网验证。
中科天算作为中国首批投身“天基计算”的商业航天企业，核心团队来自中科院计算所、航天部门及之江实验室，兼具互联网创新基因与航天工程严谨传统。
自2019年起，中科天算持续攻关星载高算力、在轨协同计算与天基大模型等关键技术，于2024年实现大模型在轨上注与部署，构建起“感知—决策”闭环的“太空智能链”。
公司致力于突破“超算上天”与“Al for Space”核心技术，推动智能计算软硬件系统及应用生态发展，现正式发布“天算计划”，目标是在近地轨道打造真正的“太空超算”，建立人类的“第二大脑”。
太空计算新范式：太空互联网应用生态
随着遥感精度提升和通信需求激增，“天标地算”模式面临带宽与时延瓶颈。当前天基信息基础设施被类比为地面互联网的1G时代，功能单一且成本高昂。
如同4G催生移动互联网爆发，天基网络升级将推动太空进入“4G时代”，支撑多样化应用生态。通过在轨道侧实现“感知-理解-决策”闭环，可大幅提升服务时效性与智能化水平。
以远洋渔业为例，未来可通过高光谱卫星监测海洋环境，结合导航定位与在轨AI分析，直接向渔民推送“东北方20海里处半小时后有金枪鱼群经过”等精准决策建议。
此类高实时性需求无法依赖地面超算响应，唯有将算力前置至轨道端才能实现即时处理与反馈。
中科天算认为，“天数—天网—天算”是必然演进路径：海量太空数据生成后，需经太空互联网连接，最终实现天基智能决策。
基于此愿景，“天算计划”旨在建设太空超算中心，目标在轨部署算力达10EOPS的万卡级超级智能体集群，由三大模块构成：
100MW级能源舱：采用柔性光伏阵列与模块化储能系统，利用太空无昼夜优势实现无限绿色供电。 10Tbps级通信舱：依托百束百G比特激光链路，实现太空节点与地空节点随遇互联，构建高速传输网络。 10EOPS级算力舱：集成上万张高性能计算卡，在轨运行大模型任务，突破地面能耗与散热限制。
该计划试图建立“自然辐射冷却、无限绿色供能、全域算力共享”的新型太空计算范式。
物理绝境中的工程突围
将地面超算迁移至太空并非简单位移，而是在极端环境下进行系统重构。距地500公里轨道面临两大挑战：
高能粒子辐射对芯片造成逻辑错误或物理损伤； 真空环境中缺乏空气对流，导致高功耗芯片难以有效散热。
传统航天依赖抗辐射加固芯片，虽稳定性强但制程落后、性能低下，难以支撑现代AI运算需求。
中科天算发现先进制程芯片虽易发生“单粒子翻转”（即逻辑跳变），但更不易被彻底烧毁。据此提出软硬件互补容错机制：
采用多模冗余架构，多个计算单元互为备份并实时比对结果，以架构冗余换取商用先进芯片的可用性，使航天系统得以快速迭代，接轨地面芯片每18个月性能翻倍的节奏。
相较之下，真空环境下的散热问题更为严峻。无空气条件下热对流失效，热量仅能通过传导与辐射排散，而高密度芯片热流密度远超传统结构承受极限。
为此，中科天算研发混合主动-被动冷却架构：通过流体回路主动导出芯片热量，替代地面风冷方式；结合结构导热与辐射面板技术，在微重力条件下实现高效热管理。
该设计解决了工质在剧烈温差与失重状态下的循环与相变难题，保障高算力芯片长期稳定运行。
智能基础设施走向深空
太空超算不仅是商业竞争焦点，更是未来太空利用与深空探索的关键基础设施。
尽管存在担忧，但近地轨道（约500公里）在物理距离上相比跨区域地面调度更具时延优势，尤其适用于全球化低延迟服务。
太空算力具备广域覆盖能力，可为偏远地区车辆、无人机等终端提供持续算力支持，助力自动驾驶与低空经济发展。
同时，其天然具备抗毁性，在台风、地震等灾害导致地面设施瘫痪时，可作为应急备份中枢发挥作用。
长远看，随着人类向月球、火星拓展，在外星重建完整算力系统的成本极高。而在近地或深空轨道预置通用算力与通信节点，将成为连接地球与深空的数字桥梁。
从AI芯片初步验证到全尺寸GPU与万卡集群工程推进，每一项在真空与辐射中取得的技术突破，都在拓展人类数字文明的边界。
计算机科学与航天工程的深度融合，正在打破地面算力的物理局限，让算力如阳光般普照全球乃至深空。