- ศูนย์ข้อมูลอวกาศมีสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยมากกว่าศูนย์ข้อมูลบนพื้นโลกในปัจจัยสำคัญทุกด้าน เช่น พลังงาน การระบายความร้อน รังสี และการสื่อสาร
- โซลาร์เซลล์หรือแหล่งพลังงานนิวเคลียร์ ล้วนไม่สามารถจ่ายไฟให้เพียงพอต่อการขับเคลื่อน GPU ได้ และแม้แต่แผงโซลาร์เซลล์ขนาดระดับ ISS ก็เพียงพอให้ทำงานได้ราว 200 ตัวเท่านั้น
- ใน สภาพสุญญากาศ การระบายความร้อนด้วยการพาความร้อนเป็นไปไม่ได้ จึงจำเป็นต้องใช้ครีบระบายความร้อนและระบบควบคุมความร้อนที่ซับซ้อน และแม้ระบบระดับ ISS ก็ระบายความร้อนได้เพียงราว 16 ตัวเท่านั้น
- รังสีอวกาศเป็นปัจจัยที่致命ต่อ GPU/TPU เพราะ latch-up และ SEU ทำให้ชิปเสียหายหรือประสิทธิภาพลดลงอย่างรุนแรง
- แบนด์วิดท์การสื่อสารก็ต่ำกว่าพื้นโลกอย่างมาก ทำให้โดยรวมเป็นแนวคิดที่มี ประสิทธิภาพเชิงต้นทุนต่ำอย่างมาก
ปัญหาพลังงาน
- แหล่งพลังงานที่ใช้ในอวกาศมีเพียง โซลาร์และแหล่งพลังงานนิวเคลียร์ (RTG) เท่านั้น
- โซลาร์เซลล์ไม่ต่างจากบนโลกมากนัก เพราะการสูญเสียผ่านชั้นบรรยากาศน้อย จึงแทบไม่มีข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพ
- แผงโซลาร์ของ ISS มีขนาดประมาณ 2,500㎡ และให้กำลังสูงสุดถึง 200kW ทำให้รัน GPU ได้ราว 200 ตัว
- เพื่อให้ถึงระดับของ ศูนย์ข้อมูล OpenAI ในนอร์เวย์ (100,000 GPU) ต้องส่งดาวเทียมระดับ ISS จำนวน 500 ลำ
- RTG ให้กำลังเพียง 50~150W จึง ไม่สามารถรัน GPU ตัวเดียวได้
ขีดจำกัดการควบคุมความร้อน
- ในอวกาศ ไม่มีอากาศ ทำให้ไม่สามารถระบายความร้อนด้วยการพาความร้อนได้ จึงต้องปล่อยความร้อนผ่านเพียงการนำความร้อนและการแผ่รังสีเท่านั้น
- Active Thermal Control System (ATCS) ของ ISS ใช้ลูปหล่อเย็นด้วยแอมโมเนียและแผงรังสี และสามารถรับภาระได้ 16kW (ประมาณ 16 GPU)
- พื้นที่แผงรังสีมี 42.5㎡ และสำหรับระบบระดับ 200kW ต้องการแผงรังสี 531㎡
- ในกรณีนี้ ดาวเทียมจะมีขนาดใหญ่กว่าสถานี ISS มาก และให้ประสิทธิภาพได้เพียงระดับ 3 แร็คเซิร์ฟเวอร์บนพื้นโลก
- โดยอ้างอิงจากประสบการณ์ออกแบบระบบกล้องกำลังไฟต่ำ ชี้ให้เห็นว่า ฮาร์ดแวร์อวกาศต้องออกแบบให้ประหยัดพลังงานอย่างสุดขั้ว
ปัญหาความทนต่อรังสี
- รังสีในอวกาศประกอบด้วย อนุภาคลมสุริยะและรังสีคอสมิก โดยมีอนุภาคความเร็วสูงหลากหลายชนิดตั้งแต่ อิเล็กตรอน ถึง นิวเคลียสออกซิเจน ที่ทำให้ชิปเสียหาย
- ผลกระทบหลักคือ Single Event Upset (SEU) และ single-event latch-up (latch-up)
- SEU ทำให้เกิดข้อผิดพลาดบิตชั่วคราว ขณะที่ latch-up ก่อให้เกิด ความเสียหายถาวรของชิป
- ในการใช้งานระยะยาว ผลกระทบต่อปริมาณรังสีรวม (Total Dose Effect) จะทำให้สมรรถนะทรานซิสเตอร์ลดลง และเกิด การลดความเร็วคล็อกและการเพิ่มการใช้พลังงาน
- การกันรังสีมีข้อจำกัด และอาจทำให้แย่ลงจาก การเพิ่มมวล และความเสี่ยงในการเกิด อนุภาครอง (secondary particles)
- GPU และ TPU เปราะบางที่สุดต่อรังสีเนื่องจากเป็น ทรานซิสเตอร์ขนาดเล็ก ร่วมกับ ไดขนาดใหญ่
- ชิปสำหรับอวกาศมีประสิทธิภาพเพียงระดับ PowerPC ของปี 2005 เท่านั้น และหากผลิต GPU ในลักษณะเดียวกันจะทำให้ประสิทธิภาพลดลงอย่างรุนแรง
ข้อจำกัดด้านการสื่อสาร
- ดาวเทียมส่วนใหญ่สามารถสื่อสารผ่านคลื่นวิทยุได้สูงสุดเพียงระดับ 1Gbps
- การสื่อสารด้วยเลเซอร์อยู่ในขั้นทดลอง แต่มีความไม่เสถียรตาม สภาพบรรยากาศ
- เมื่อเทียบกับการเชื่อมต่อระหว่างแร็กของศูนย์ข้อมูลบนพื้นโลกที่มากกว่า 100Gbps ความแตกต่างแบนด์วิดท์จึงสูงมาก
สรุป
- ศูนย์ข้อมูลในอวกาศมีความท้าทายสูงมากต่อการดำเนินจริงในทุกมิติ ทั้งการเข้าถึงพลังงาน การระบายความร้อน ความทนทานต่อรังสี และการสื่อสาร
- เมื่อเทียบกับพื้นโลก ต้นทุนสูงเกินจำเป็นและประสิทธิภาพต่ำ และความน่าเชื่อถือก็ตกลงเมื่อใช้งานระยะยาว
- แม้จะทำได้ทางเทคนิค แนวคิดนี้ยังคงเป็นแนวคิดที่ ไม่สอดคล้องกับความคุ้มค่าและประสิทธิภาพเชิงเศรษฐกิจอย่างรุนแรง
- สรุปคือ เป็น ไอเดียหายนะ ที่มองข้ามความเป็นจริงว่า “space is hard”
1 ความคิดเห็น
ความเห็นจาก Hacker News
การเชื่อตามที่ผู้เชี่ยวชาญบอกว่า “เป็นไปไม่ได้” ตรงๆ ไม่ใช่ความคิดที่ดีเสมอไป
วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ก้าวหน้าผ่านงานศพทีละงาน
ประเด็นสำคัญคือการลดต้นทุนการเข้าถึงอวกาศลง 10–100 เท่าด้วยจรวดที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้
ISS ไม่มีประสิทธิภาพเพราะถูกออกแบบมาตอนที่การเข้าถึงอวกาศยังมีราคาแพงมาก
ตอนนี้เรานำ เทคโนโลยีความร้อน ของอุปกรณ์พกพาหรือการระบายความร้อนด้วยการแผ่รังสีมาใช้ได้แล้ว
เมื่อต้นทุนลดลง คนที่มีเซนส์ภาคปฏิบัติเหนือกว่าปริญญาก็จะเข้ามามีส่วนร่วมกับโครงการอวกาศได้
การทดลองเชิงสร้างสรรค์ที่เป็นไปไม่ได้บนโลก อาจทำได้ในอวกาศ — เช่น การสร้างการพาความร้อนภายในอุปกรณ์ที่หมุนอยู่
ในวิทยาศาสตร์ แทบไม่เคยมีกรณีที่อัจฉริยะเพียงไม่กี่คนสร้างนวัตกรรมได้จริง
เบื้องหลังข้อยกเว้นอย่าง Heisenberg หรือ Einstein มี นักประดิษฐ์เครื่องจักรนิรันดร์ อีกนับพันที่ล้มเหลวและหายไป
ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์จริงๆ เป็นกระบวนการที่ช้า ร่วมกันทำ และค่อยเป็นค่อยไป
บางครั้งคำว่า “เป็นไปไม่ได้” ก็ถูกต้อง
ไม่ว่าความตั้งใจจะแน่วแน่แค่ไหน กฎฟิสิกส์ก็ละเลยไม่ได้
อวกาศยังเป็นที่ที่ อสังหาริมทรัพย์แทบฟรี
อย่างน้อยก็จนกว่าจะถูกทำให้เป็นทรัพยากรหายากด้วยทุนซาอุหรือกองทุน private equity
พูดเล่นๆ ก็คือ ในอวกาศทุกคนอาจขึ้นจรวดไป ไดรฟ์ทรู McDonald’s อวกาศ ได้
ถ้ายังไม่มีไอเดียแก้ปัญหาที่ยกมา ก็ไม่ควรเริ่ม
เพราะไม่มีอากาศ จึงไม่มีตัวกลางให้ความร้อนกระจายออกไป
สุดท้ายอุณหภูมิภายในอาจสูงขึ้นเรื่อยๆ จนกลายเป็น เตาอบของระบบสุริยะ
พูดตามตรง ผมไม่คิดว่าบริษัทจริงจังไหนตั้งใจจะสร้างดาต้าเซ็นเตอร์ในอวกาศจริงๆ
เป้าหมายที่แท้จริงคือการ “พูดว่าจะทำ” เพื่อสร้างเรื่องเล่าที่ช่วย กลบปัญหา ของดาต้าเซ็นเตอร์บนโลก
เพราะคนส่วนใหญ่ไม่รู้ว่าการถ่ายเทความร้อนในสุญญากาศยากแค่ไหน
แต่ราคาพลังงานแสงอาทิตย์ยังคงลดลงต่อเนื่อง ดังนั้นคอขวดจริงๆ คือการจ่ายไฟตอนกลางคืนหรือวันที่ฟ้าครึ้ม
จริงๆ แล้วไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่เป็นการรักษาภาพลักษณ์แบบ “มุ่งสู่อนาคต”
สุดท้ายก็คือการตลาดที่สร้างอยู่บน คำสัญญาแห่งอนาคต
เมื่อกระแสต่อต้านดาต้าเซ็นเตอร์แรงขึ้น ก็ปลอบนักลงทุนด้วย วิสัยทัศน์แบบไซไฟ ว่าจะย้ายไปอวกาศ
นี่ไม่ใช่ความโง่ แต่เพราะเป้าหมายคือ “หาเงินให้ได้เร็วที่สุด”
ก็นึกถึงกรณีอย่าง Theranos, WeWork, Tesla, NFT, Crypto
ผมเองก็สงสัยเหมือนกัน แต่เรื่องการระบายความร้อนนั้น ผมว่าการ เปรียบเทียบ ระหว่าง ISS กับกลุ่มดาวเทียมขนาดเล็กไม่เหมาะสม
ระบบระบายความร้อน 16kW ของ ISS เป็นของโครงสร้างขนาดใหญ่ ส่วน Suncatcher เป็นดาวเทียมขนาดเล็กระดับ 2kW
ถ้าเป็น คลัสเตอร์ดาวเทียมขนาดเล็ก ที่เชื่อมด้วย optical link การระบายความร้อนแบบพาสซีฟอาจเพียงพอ
แต่ผมคิดว่าปัญหาใหญ่กว่าคือ ผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศ จากการปล่อยจรวด และอายุใช้งานสั้นแค่ 5 ปี
ดังนั้น 2kW ยังห่างไกลจากขีดจำกัดของดาวเทียมยุคใหม่มาก
ถ้าอ่านหนังสือ 『A City on Mars』
จะบอกว่าถิ่นฐานที่ พึ่งพาตัวเองได้ บนดวงจันทร์หรือดาวอังคารนั้นแทบเป็นไปไม่ได้
เหมือนกรณีฐานวิจัยในแอนตาร์กติกาหรือ Biosphere II ที่อยู่ต่อไม่ได้หากไม่มีการส่งเสบียง
สรุปคือที่ดินที่แย่ที่สุดบนโลกยังดีกว่าอสังหาริมทรัพย์ที่ดีที่สุดบนดาวอังคาร
อีกอย่าง สารคดีเรื่อง ชุมชนที่โดดเดี่ยวที่สุดในโลก ที่เคยขึ้น HN ก็น่าสนใจ
ลิงก์ที่เกี่ยวข้อง
ควรอ่านหนังสือโต้แย้งอย่าง 『The Case for Mars』 ควบคู่กันไป เพื่อให้ได้มุมมองที่สมดุล
ขาดแนวทางแบบแก้ปัญหา
แนะนำให้อ่าน บทความโต้แย้งของ NSS ด้วย
จริงอยู่ที่ดาต้าเซ็นเตอร์บนโลกถูกกว่า แต่บทความนี้ก็พลาดบางจุดไป
ISS เป็นเทคโนโลยีอายุ 30 ปีแล้ว และตอนนี้ ประสิทธิภาพแผงโซลาร์ สูงขึ้นมาก
ต้นทุนการปล่อยก็ลดลงอย่างรวดเร็วด้วย Starship และ New Glenn
Starlink ก็ให้บริการ อินเทอร์เน็ตความหน่วงต่ำ แก่ผู้ใช้หลายล้านคนอยู่แล้ว
การส่งไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์จากอวกาศก็ไม่ใช่นิยายวิทยาศาสตร์อีกต่อไป
ถ้าเทคโนโลยีพัฒนาไปเรื่อยๆ สิ่งที่วันนี้ยังไม่สมจริงก็อาจเป็นไปได้ในอนาคต
ต่อให้ประสิทธิภาพโซลาร์ดีขึ้น ปัญหาการระบายความร้อนก็ไม่หายไป
และความเร็วของ Starlink ก็ยัง ช้ากว่าและมีความหน่วงมากกว่า ไฟเบอร์ภาคพื้นดิน
พลังงานแสงอาทิตย์จากอวกาศก็ถูกพูดถึงมาหลายสิบปีโดยยังไม่คุ้มทุน
แค่แร็ก GPU เดียวก็ต้องใช้ไฟหลายสิบ kW และหนักระดับหลายตัน
ถ้าไป วงโคจรค้างฟ้า ไฟฟ้าจะเสถียรก็จริง แต่ความหน่วงจะสูงขึ้น
จะพูดเรื่อง learning effect อย่างไรก็ยังไม่มีความคืบหน้าที่จับต้องได้
แต่ ข้ออ้างที่ไม่มีตัวเลขและหลักฐาน ไม่มีความหมายอะไรเลย
อยากถามว่ามีคุณสมบัติพอจะเทียบกับคนที่สร้างฮาร์ดแวร์อวกาศจริงหรือไม่
แผงโซลาร์สามารถออกแบบให้ เบากว่ามาก ได้เมื่ออยู่ในอวกาศ
เพราะไม่ต้องรับแรงจากลม แรงโน้มถ่วง หรือเม็ดลูกเห็บ
การระบายความร้อนแก้ได้ด้วย การหมุนเวียนสารหล่อเย็น และถ้าปล่อยความร้อนที่อุณหภูมิสูง พื้นที่แผงระบายก็จะลดลงมาก
การป้องกันรังสีก็มีประสิทธิภาพดีขึ้นเมื่อขนาดใหญ่ขึ้น
สุดท้ายแล้วมันคือ ปัญหาเรื่องสเกล และถ้าขยายใหญ่พอก็แก้ได้
แนวคิดดาต้าเซ็นเตอร์ในอวกาศดูเหมือนเป็นความพยายาม หลีกเลี่ยงการควบคุมของรัฐ เสียมากกว่า
รัฐควบคุมที่ดิน ไฟฟ้า และโครงสร้างพื้นฐานอินเทอร์เน็ต
ดังนั้นถ้ามีโครงสร้างพื้นฐานอิสระในอวกาศ ก็จะสามารถ ดำเนินทรัพย์สินนอกอิทธิพลของรัฐ ได้
เมื่อการทำเหมืองดาวเคราะห์น้อยและการอยู่อาศัยในอวกาศเป็นไปได้ อำนาจของรัฐก็อ่อนลง
แล้วบริษัทต่างๆ ก็ขึ้นมาเป็นอำนาจใหม่
สุดท้ายโลกถูกทำลายด้วยสงครามและ grey goo (หายนะนาโนบอต)
มนุษย์อยู่รอดโดยอัปโหลดจิตสำนึกลงร่างหุ่นยนต์
บริษัทปล่อยจรวดทุกแห่งต่างต้องพึ่งพา ใบอนุญาตและเงินทุนจากรัฐบาล
โครงสร้างพื้นฐานอวกาศ เปราะบางอย่างยิ่ง ต่อการโจมตีจากรัฐ
ก็พอรู้ว่าถ้ารัฐเอาจริงก็ทำลายได้ง่าย
แต่ถ้าเป็นอุปกรณ์ไร้คนควบคุม ต่อให้ถูกโจมตีก็ไม่มีผู้รับผิดชอบ
อวกาศไม่ใช่ แดนเถื่อนไร้กฎหมาย
ในฐานะคนที่เคยทำงานกับ ระบบ avionics ที่ NASA
ผมคิดว่าบทความนี้สรุปเหตุผลได้ดีว่าทำไมดาต้าเซ็นเตอร์ในอวกาศถึงเป็นไปไม่ได้
ทั้ง SEU (single-event upset) และ ปัญหาความร้อน เป็นประเด็นหลัก
แม้แต่ ISS ก็ยังเจอ SEU ใน LEO (วงโคจรต่ำของโลก) และยิ่งเกิดบ่อยใน เขตผิดปกติแอตแลนติกใต้
คำถามแรกที่นึกออกก็ยังเป็น “แล้วจะระบายความร้อนยังไง? ”
การแก้ไขครั้งใหญ่ของ Airbus ก็เกี่ยวข้องกับปัญหา SEU
เขาใช้ลอจิกทำซ้ำ 2–3 ชุดเพื่อตรวจจับข้อผิดพลาด แต่ถ้าเอาไปใช้กับ GPU จะทำให้ ความขนานลดลง มาก
สุดท้ายก็ไม่มีประสิทธิภาพ
ถ้าไม่นับเงินลงทุนตั้งต้น อาจช่วยลดต้นทุนการทำความเย็นได้
บางทีนั่นอาจเป็น “จุดขาย” ของไอเดียนี้
แหล่งพลังงานหลักในอวกาศมีแค่ พลังงานแสงอาทิตย์กับพลังงานนิวเคลียร์
ถ้าอย่างนั้นก็คงหวังพึ่งรัฐบาลสหรัฐหรือเงินซาอุได้ยาก
แต่มีโอกาสถูกห่อให้ดูเป็น การลงทุนเอกชนหรือกองทุนแนวคริปโต มากกว่า
สุดท้ายก็คงกลายเป็นเรื่องเล่าแบบ “WeWork + SBF + Musk เวอร์ชันอวกาศ” อีกเรื่องหนึ่ง
ตอนนี้มี ดาวเทียม Starlink มากกว่า 8,000 ดวง อยู่ในวงโคจรแล้ว
แต่ละดวงมีแผงโซลาร์ขนาด 30㎡ รวมแล้วราว 240,000㎡
คิดเป็นประมาณ 10 เท่าของ ISS และรุ่นถัดไปจะติดตั้งแผงขนาด 250㎡
เทคโนโลยีป้องกันรังสีและการคายความร้อน ก็ผ่านการพิสูจน์แล้ว
ดังนั้นปัญหาที่เหลือก็มีแค่ ต้นทุน และค่าปล่อยสู่อวกาศก็กำลังลดลงอย่างต่อเนื่อง
ค่าบำรุงรักษาก็สูงลิ่วระดับดาราศาสตร์
ก็แปลว่า ไม่คุ้มทางเศรษฐกิจเลย
ปัญหาที่บทความชี้ไว้ยังคง ไม่ได้รับการแก้ไขในระดับพื้นฐาน