把 TPU 送上轨道:太空算力开始做第一次真实验证
10 月 1 日,谷歌首批四颗 Trillium TPU 随 Planet Labs 卫星进入近地轨道,这是 Project Suncatcher 的在轨首测;同一天,美光给出 2027 与 2028 年内存供需比 2026 年更紧的判断,2027 年产出逾 75% 已被客户锁定。一个在往上找电,一个在地上卡产能,算力约束正在从芯片转到物理条件。

10 月 1 日,两件性质不同但指向同一件事的消息先后落地。其一,谷歌将四颗 Trillium 代 TPU 送上近地轨道,这是 Project Suncatcher 的在轨首测,也是定制 AI 加速芯片首次进入太空做运行验证。其二,美光在财报电话会上明确:2027 与 2028 年的内存供需,将比 2026 年更紧。
把这两件事放在一起,主题就浮现了:这一轮 AI 算力的瓶颈,正从「能不能设计出更快的芯片」,转向「电从哪里来、内存够不够、热往哪里排」。约束条件换了一个物理层级。
一、轨道上的这台机器,到底在测什么
这颗原型卫星由 Planet Labs 研制,体积约如一台家用冰箱,搭载四颗谷歌自研 Trillium 代 TPU,与地面数据中心用于 Gemini 推理的是同一型号。它在当地时间 10 月 1 日由 SpaceX 猎鹰 9 号以拼车方式发射,是本次任务 130 个载荷之一。谷歌已确认建立通信、运行状态正常。
任务目标相当克制:不是演示一座轨道数据中心,也不是对外提供云服务,而是采集三类此前地面无法获得的实测数据。
- 发射力学:入轨过程中器件可能承受 50 至 100 倍重力加速度,谷歌在发射前做过三轴振动测试。
- 空间辐射:地面阶段用质子束做过辐照试验,芯片核心逻辑未出现硬失效,但高带宽内存(HBM)在累积剂量下出现过不可纠正的纠错错误。
- 热管理:真空中没有空气带走热量,只能靠热管与散热板向外辐射。首测阶段芯片大约每运行 15 分钟就需停机让热控系统恢复。
三条里,热是最可能要命的一条。电力反而是相对简单的部分:卫星太阳能板输出约 1 千瓦,大致相当于一台微波炉,而同等规格的地面机房能耗是它的几百倍。轨道环境的优势在于近乎全天候日照——谷歌测算,在晨昏太阳同步轨道上,太阳能板的年接收量可达中纬度地面的最高八倍。
二、经济账算下来,还是个十年期的研究项目
谷歌在《Joule》期刊发表的研究给出了一个明确的门槛:发射成本需要降到每公斤 200 美元附近,轨道算力才可能与地面数据中心接近成本持平。而当前发射价格区间大致是每公斤 1500 至 2900 美元。谷歌自己的建模显示,这个成本水平可能要等到 2030 年代中期,且前提是未来十年出现约 1800 次星舰发射。
论文里还有两处容易被忽略的细节。其一,构想中的星座方案是 81 颗卫星、以 1 公里半径密集编队、运行在约 650 公里高度;论文明确说明这是「提议配置」,不是部署计划。其二,星间链路需要约 10 Tbps 的聚合带宽,而当前星间连接普遍在 1 至 100 Gbps 量级,两者相差约百倍,论文提出的路径是采用商用 DWDM 光模块。
把一颗卫星送上去不难,难的是让它在没有维修机会的环境里,连续几年稳定地把电变成算力。
谷歌自己列出的未解问题也相当坦白:热管理需要更先进的界面材料,空间辐射会在 HBM 中产生不可纠正错误,单粒子效应对训练任务的影响「尚需进一步研究」,且在轨设备无法人工维护,只能靠冗余配置兜底。能把这些问题写进论文,本身就说明这仍是一个研发项目,而不是一门生意。
三、地面上的那笔账,比天上更紧
比轨道算力更现实的约束来自内存。美光 CEO 桑杰·梅赫罗特拉在财报电话会上的表述是:2027 与 2028 年,公司与存储的供需状况将明显紧于 2026 年,且「看不到供需恢复平衡的时间点」。他透露,2027 财年出货量中已有超过 75% 被客户锁定,与客户的大部分讨论已转向 2028 年货源。
结构性的原因在于 HBM。美光总裁兼 COO 曼尼什·巴蒂亚曾指出,HBM 增速快于通用 DRAM,而从 HBM3E 向 HBM4、HBM4E 切换会推高「倍率」——生产同等容量的 HBM 需要占用更多晶圆,直接挤压通用 DRAM 的产能。这意味着:即使总产出增长,被 AI 基础设施吸收的份额也在同步变大。
- 美光预计行业 DRAM 位元出货增速从 2026 年的 20% 多降至 2027 与 2028 年的 20% 出头,NAND 维持在 20% 多的增速。
- 公司计划 2027 财年上半年投入约 250 亿美元资本开支,但主要投向 2028 年底之后才能启用的洁净室厂房,短期难以转化为位元产出。
- 数据中心 DRAM 业务毛利率已从上一年度的 41% 升至 90%,云内存(含 HBM)从 59% 升至 83%。
- 战略客户协议从上季度的 16 份增至 26 份,现有合同覆盖 2030 年前预期销售额的 35% 以上,其中不少为照付不议条款。
四、两条曲线正在交叉
把轨道算力与内存短缺对照着看,会发现它们其实是同一个问题的两端:算力的成本结构,正在从「芯片单价」转向「整套物理条件的获取成本」。
轨道方案试图绕开的是电力与土地的地面约束——把机房搬到日照近乎不间断、不需要并网排队的地方。但代价是极高的发射成本、无法维修的硬件、以及尚未解决的热与辐射问题。内存短缺则是另一种约束:不是没有需求,而是产能扩张的物理节奏(洁净室建设、良率爬坡、HBM 倍率)跟不上需求的增速。
对创业者与投资人来说,这里有一个共同的信号:2024 到 2025 年那种「等下一代芯片降价就能摊薄成本」的逻辑,正在被两类新的刚性约束削弱。一类是内存与封装产能,另一类是电力与散热。这两类约束都不会因为某家公司的产品迭代而在一年内消失。
五、三个可以观察的指标
其一,看轨道那边的热管理数据。卫星设计运行约一年,之后可继续在轨最多六年再受大气阻力烧毁。接下来几周采集到的「15 分钟能延长到多久」,是判断太空算力可行性的直接证据,而不是看发布会上的星座数量。
其二,看 HBM 的「倍率」变化速度。如果 HBM4E 的晶圆占用继续上升,通用 DRAM 的供给弹性会进一步收窄,这会影响整机的配置与报价。
其三,看长协比例。美光此类照付不议合同覆盖到 2030 至 2031 年,比例继续抬升意味着现货市场的可调节空间在缩小——对成本敏感的应用方来说,提前锁量可能比等待降价更划算。
回到开头。一个在往上找电,一个在地上卡产能,方向上似乎相反,实际指向同一件事:算力正在变成一门要同时解决供电、散热、内存与维护的实体生意。技术领先仍然是入场券,但决定规模的,越来越是这些不起眼的基础条件。
常见问题
谷歌送上轨道的这颗卫星搭载了什么,主要测什么?
这颗原型卫星由 Planet Labs 研制,体积约如家用冰箱,搭载四颗谷歌 Trillium 代 TPU(与地面数据中心用于 Gemini 推理的型号相同),太阳能板输出约 1 千瓦。主要采集三类数据:入轨发射力学(器件可能承受 50 至 100 倍重力加速度)、空间辐射(地面质子束试验中核心逻辑未硬失效,但 HBM 出现不可纠正纠错错误)、以及在真空环境下的热管理表现。首测阶段芯片大约每运行 15 分钟需停机散热。
太空算力什么时候能比地面数据中心便宜?
谷歌发表在《Joule》的研究给出的门槛是发射成本降到每公斤 200 美元附近;而当前发射价格大致为每公斤 1500 至 2900 美元。谷歌的建模显示这一成本水平可能要等到 2030 年代中期,且前提是未来十年出现约 1800 次星舰发射。谷歌一贯将该项目描述为十年期的研究计划,而非近期商用产品。
美光对内存供需的判断具体是什么?
美光 CEO 桑杰·梅赫罗特拉在财报电话会上表示,2027 与 2028 年的内存与存储供需将明显紧于 2026 年,且看不到供需恢复平衡的时间点。2027 财年出货量已有超过 75% 被客户锁定,大部分客户讨论已转向 2028 年货源。公司预计 2027 至 2028 年 DRAM 位元出货增速为 20% 出头,NAND 维持在 20% 多,两个市场仍将处于供给受限状态。


