太空计算中心：“天算不如人间算”，这事情马斯克也干不成

太空计算中心：“天算不如人间算”，这事情马斯克也干不成

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有些事情，我们大多数人都经历过，但是并没有从中吸取任何经验教训。比如我们可以看这些：

这些都是20年前的手机。

三星、诺基亚也都是当年的领头羊，但依旧会搞出很多奇葩的设计。现在看20年的手机行业如果高情商的来讲就是充满了无限创新的可能性，如果低情商一点就是群魔乱舞了。

直到18年前——

手机就基本上安分了一代人的时间。

类似于这种改变世界或者重新定义世界的故事，一个世纪也没几次。W君是如何看到这样的脉络的呢？很久很久之前玩摄影，当年的美能达发出过这样一个系列的广告：

大致的意思是，未来的相机都是这样的，但现在只有美能达是这样的。当年给W君的认知就是“未来的标准，并非来自集体共识，而是由某个孤独的先行者先一步实现”，这是1980年代中期，大家如果回看那段时间的相机历史和各种林林总总的相机设计，会和看18年前的手机有同感。其实到现在，W君也一直在用美能达胶片机，而讽刺的是，那台“定义了未来”的机器，最终却没有拥有自己的未来——后浪推前浪最终美能达死在了沙滩上，品牌辗转变成了今天的索尼相机部门。

为什么今天聊起这个了呢？一个搞航天的大哥盛赞了马斯克把自己旗下搞航天的space X公司里面的20亿美元资金投入到马斯克自己aiX了，其实就是自己两家公司左手倒右手的事情。个人认为没什么需要过度解读的。

并不是什么“大棋局”、“天算时代”、“算力星链一体化”、“AI飞太空”这样的自媒体热点叙事。

但这件事，说明了一个新的变革点到了——我们的IT基础设施也渐渐的进入了一个群魔乱舞的时间点。只不过，把算力发往太空这事情无论谁来搞都不靠谱，即便是马斯克也干不成。

前两天在说核聚变目前还搞不成，就导致了很多炒核聚变概念股的来喷，今天还会有炒“太空计算卫星概念股”的人跳脚的。这事情和核聚变一样，很玄幻，但干不成，这也是由基本规律造成的。如果非得像前两天一样说概念股的事情，那么W君就只能告诉大家两件事，第一，W君这边用AI管理评论会自动删除不良言论；第二、股市只坑没脑子的人。

现在，说下为什么：

首先，最基本的道理是我们的世界是依赖于空气运行的，虽然空气看不见摸不到但会深刻的影响我们每一个人和每一件事。太空中取之不尽的太阳能反而在其次。

在太空中运行的电脑散热才是关键问题。

我们看到了一个空间站的照片，你会在上面发现两种板子，第一种是黑色的太阳能帆板，这种板子主要是为空间站提供电能的，第二种是白色的板子，这是散热板，近一些看：

这些白色的板子并不是用来发电的，它们没有太阳能电池，而是一块块金属腔体，连着复杂的管道和流体系统。它们的名字叫做“外部主动热控制系统（External Active Thermal Control System）”，这是一个空间站中每一台电脑、每一个实验设备、每一个通讯模块乃至厕所中宇航员撇出的大条的热量最后的归宿。

为什么说这是“热量的最后的归宿”？因为在太空中，没有空气的对流，没有水流的带走，任何空间站内所发出的每一瓦热量都得靠红外线慢吞吞地辐射出去。而红外辐射的效率之低，低到让人发指。

以国际空间站为例：

一个小系统要三条8片板子，每个 Radiator ORU长 23.3 米 × 宽 3.4 米，有效表面积为79.22平方米

每套散热器含 3 个 ORU，两组总计 6 个 ORU，总计散热面积为475.32平方米，大约相当于咱们普通人家三个大平层的面积了。

但能散掉的热量，按照NASA的规范来说是140千瓦，后期国际空间站改进了散热装置，散热量达到了168千瓦。按照太阳帆板90千瓦的发电量来说，国际空间站的散热基本上达到了均衡。

讲到这里，就要有人吹天宫空间站的热管理系统了，用斯特林发动机吸热量发电……

这个东西咱们有，但是用途是更高效的获取电能，和散热一点关系都没有，空间站作为一个封闭系统，不断的从外界吸收热量，如果这玩意可以通过发电消耗掉本应该散热的热量，那么这件事就违背了热力学定律，咱们也就不用搞空间站了，永动机就通过这件事发明出来了。

那么我们回头看空间站中的计算机，一兆瓦的电量如果带至强核心的服务器（包含CPU、内存、主板、存储器、网络设备）可以带大约1466台。咱们以这件事作为一个计算基准。

光听这数字似乎很美好，仿佛“天上装几千个AI服务器”就能构建个星际版计算中心似的。但问题来了：这些服务器的电功率几乎全数会转化为热功率。也就是说，如果你在轨部署了这样一批机器，接下来的问题不是“能不能跑计算”，而是“这些热怎么排掉？”

按照前面的方式来计算，按照国际空间站的散热标准，168千瓦的散热量大约只能支持245台这样的服务器运行。如果是1466台的话，基本上的散热需求就是1兆瓦。有公式来计算辐射散热的：

P：单位时间内散发的热功率（瓦）

σ：斯特藩–玻尔兹曼常数 =

ε：材料的发射率，理想黑体为1，真实材料通常在0.8–0.95之间

A：散热面积（平方米）

T：散热器工作温度（开尔文）

：宇宙背景温度，约为 3 K，可忽略不计

到公式中我们就可以计算了：

大约需要76335平方米的散热面积，400K的热量换算成我们熟悉的摄氏度时127˚C，这个温度下大部分电子元件已经很难正常工作了，如果要确保正常工作，应该不能超过85˚C，也就是358K。我们回去看这个公式，你会发现这是一个罕见的用到了四次方的公式，微小的差异就会导致结果巨大的变化，从400K到358K虽然仅仅降低了42K，但面积就要来到了119333平方米，也就是12万平米。

北京陶然亭公园东门正对着的朱雀亭小区，占地面积恰好是12万平米，作为参照小区东边还有一个标准足球场。这个面积差不多将近17个足球场的大小。

长400米宽300米的散热板……大概就是这么大的面积吧。

所以为了让 1 兆瓦的太空 服务器集群获得足够的散热能力需要在太空中铺出一个和朱雀亭小区一样大的金属板，还得附带上数百公里长的冷却液热循环系统、辐射控制机构和展开/对准结构。而且这玩意还得不能撞、不漏、不坏。

听起来很“壮观”吧？不过，这仅仅是1兆瓦散热的用量，你还得有至少6000平米的太阳能电池板来维持电力供应。

总体弄完了之后，你就可以按照1466台服务器用这一兆瓦的电量了。但问题是，如果在地球上弄这么一个机房会怎样？

2007年腾讯在天津滨海新区拿到了280亩地，大约折合18万平方米。在上面修了三个楼房，其中包括一个弧形的办公楼和两个长方形的数据中心机房。项目总投资100亿元人民币，这个地面上的数据中心可容纳30万台服务器。

现在的数据中心机房也是大房套小房

一个大型机房中会有很多微模，其实1兆瓦，仅仅是一个高密度机房中两个微模块的供电量而已。

当然了，在地面上用有电费对吧，而且一个数据机房里的电源母线就有一个成年人的胳膊粗

机房的耗电量惊人！而在太空中如果把太空数据中心放在晨昏线同步轨道就可以获得不间断的太阳能。

这个高度一般是705公里，几乎垂直于地球自转方向。按照目前最便宜的Space X 猛禽9火箭的报价来说，发射一公斤载荷到这个轨道上的价格差不多是6000美元。

目前一台DELL R760服务器的满配重量为28.5公斤，咱们假设太空使用完全去掉10公斤的机箱重量，还会剩下18.5公斤，1466台这样的服务器会有27121公斤，单单把这些服务器发射上去就会需要大约1.6亿美元。一台18.5公斤的服务器，需要用111600美元才可以有资格用“免费”电。

我们来看美国电费，居民用电价格在每千瓦时11到41美分之间，工业用电则更便宜，通常在每千瓦时6到10美分之间。

咱们中国的居民用电价格一般在每度电0.56元到0.62元之间，而工业用电价格会略高一些，一般在0.86元到1.80元之间。

一台典型功率680瓦的服务器，一年在国内的数据中心消耗的电费为10722人民币（0.68*365*24=5956.8，电费安装1.8元/千瓦时计算）

按照这样计算的话，111600美元的服务器发射费用换成地面上的电费在中国够用74年，在美国也可以用187年！

我们要知道的是……一台服务器的生命周期也就只有3-5年。IT计算设备的更新迭代很快，我们很难用5年前的设备来支持现在的业务，这件事无论是地球上还是太空中都是一样的，发射到太空中的计算机要想跟得上IT需求的发展也需要至少5年换一次，再换再加上111600的发射费用？

这事情，并不划算！而且，我们在计算的还只是服务器的发射成本，并没有计算构建这个太空数据中心的成本。至于在轨道上如何部署支架、热控系统、电源接驳、通信链路、姿态控制系统、冗余设计，这些一项也不能少——而这些，才是真正“太空数据中心”的成本核心。

要知道1466服务器只有27121公斤就需要花费1.6亿美元的发射费用，刚刚咱们看的国际空间站上的散热组件，每套重量也有1吨多。

所以折算下来还需要为这件事发射1690多吨重（12万平米）的散热片上天。发射1466台服务器的费用和散热片来比就是九牛一毛了。

而且——我们千万别被“1466台服务器”这个数字吓到。

普通人听到一千多台服务器，可能觉得这是个庞然大物，一辈子也接触不到这么多机器。但在现代 IT 企业眼里，这数字不过是九头牛的一根毛上的一根绒毛。

你看，2024年一年里，字节跳动（今日头条的母公司）就采购了23万张用于 AI 训练的高性能显卡，微软更夸张，全年采购了44.8万张显卡。每张显卡背后对应的计算单元、配套服务器，数量可能是几万甚至几十万台级别的。

相比之下，一千多台服务器、还在为它设计太空供电系统和十二万平米的辐射散热片……说句难听的，连一个中型AI模型的预热阶段都不够用。规模就不对等了。而且截止到目前为止，太空发射的价格还是降不了，针对于在太空部署服务器这件事来说还是发射的越多亏得越多。

一些公司发射几个计算平台到太空轨道上玩玩，验证一下可行性，还是没有什么问题的。但真的大规模应用，例如在太空中部署一个数据中心。这种事情在现在真甭想了。

想想开始说的，地球上的IT设施是遇到了发展瓶颈，也正因为这个发展瓶颈造就了一个新的群魔乱舞时代。现在看起来觉得很有意义的事情，或者很有卖点的主意，在人类真正跨过这个瓶颈再回头看不过都是一些很蠢的笑话。

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