Google Suncatcher : 1 800 lancements Starship nécessaires

Pour la première fois, Google a envoyé l'une de ses propres puces d'IA en orbite. Un prototype de satellite de calcul équipé d'un Tensor Processing Unit (TPU) de Google a décollé de Californie à bord d'une fusée SpaceX. Il s'agit du premier test matériel du Project Suncatcher, le projet de l'entreprise visant à construire de grands clusters de calcul dans l'espace.

Le même jour, Google a publié une version évaluée par des pairs de son livre blanc sur les centres de données orbitaux. Le document détaille tout ce qui doit encore évoluer avant que l'idée ne devienne réaliste, et une bonne partie dépend d'une cadence de vol de Starship, chez SpaceX, bien plus élevée qu'aujourd'hui.

Ce que le prototype doit démontrer

Le satellite a été construit par Planet Labs sur l'une de ses plateformes standard. Sa mission est limitée : prouver qu'un TPU, l'alternative maison de Google aux GPU de Nvidia, peut réellement fonctionner en orbite.

Cela se résume à trois points :

1. Fournir un kilowatt de puissance en continu.
2. Maintenir la puce au frais.
3. Faire tourner une série de modèles et surveiller les défaillances.

Une fois le satellite mis en service, le TPU fonctionnera par séquences de 15 minutes. Cette limite protège les systèmes énergétiques et thermiques du satellite, qui n'ont pas été conçus pour un processeur haute performance.

"On a fait des tests au sol, mais vous savez, aucun test ne vaut tout à fait les conditions réelles", explique Travis Beals, le responsable de Google qui dirige le Project Suncatcher.

Une deuxième démonstration est prévue l'an prochain. Elle reposera sur deux satellites conçus plus spécifiquement pour le calcul avancé, capables d'encaisser des charges plus lourdes. Les deux engins tenteront aussi de travailler ensemble grâce à une liaison de communication laser.

Pas la seule charge utile d'IA à bord

Le même lancement de SpaceX transportait plus de 100 charges utiles, dont des missions de Satlyt et de Cowboy Space Company. L'IA dans l'espace n'est plus l'idée d'une seule entreprise.

Ce qui distingue Google, c'est son horizon temporel. Travis Beals qualifie Suncatcher de "pari à long terme". L'architecture visée est un réseau de 81 satellites volant en formation serrée et calculant en parallèle.

"La bande passante et la latence entre les TPU comptent vraiment, vraiment beaucoup quand on cherche à exécuter une charge de travail sur plusieurs baies... on essaie d'anticiper non seulement les charges de travail qui existent aujourd'hui, mais aussi celles qui existeront dans cinq ans", souligne Travis Beals.

Cette vision à long terme est en partie une nécessité. Les fusées indispensables pour déployer des centres de données orbitaux à grande échelle et à un coût raisonnable n'existent pas encore.

Le calcul des lancements

Le livre blanc, qui paraîtra dans la revue Joule, est l'une des analyses publiques les plus rigoureuses sur la manière dont le calcul pourrait rejoindre l'orbite. Les auteurs insistent : il ne s'agit pas d'une étude de faisabilité économique. Il montre néanmoins comment Google s'attend à voir baisser les coûts de lancement.

Comme d'autres exploitants de centres de données, Google mise sur SpaceX. Il en est d'ailleurs un investisseur important. Selon les chercheurs, SpaceX a suivi une "courbe d'apprentissage" qui a fait baisser les prix d'environ 20 % par an depuis le Falcon 1. Sur cette base, ils jugent raisonnable d'anticiper des prix de lancement proches de 200 dollars le kilo d'ici 2035.

Y parvenir est une autre histoire. En prenant comme référence l'historique des charges utiles de Falcon 9, le document estime que Starship devrait envoyer 370 000 tonnes en orbite pour suivre une courbe de coûts comparable. Cela représente environ 1 800 lancements sur dix ans, soit 180 par an, à raison de 200 tonnes par vol.

Starship n'a jamais volé plus de cinq fois en une seule année. Elon Musk a laissé entendre qu'il pourrait atteindre un rythme d'un vol par heure en 2029, mais ses calendriers ont un bilan mitigé.

Les radiations semblent maîtrisables

Le résultat le plus encourageant concerne les radiations. Google a dû refaire ses tests en accélérateur de particules après s'être rendu compte que la configuration initiale de la puce offrait un blindage supérieur à celui dont bénéficierait le matériel en orbite. Les nouveaux essais ont révélé un peu plus d'erreurs dans les circuits logiques de la puce.

Google reste convaincu que ses TPU peuvent gérer d'importantes charges d'inférence pendant les cinq ans de vie d'un satellite.

"Le taux d'erreur est très faible si l'on pense à des opérations d'inférence classiques, non ? Genre une sur un million", précise Travis Beals. "En revanche, c'était déjà problématique pour, disons, un entraînement à très grande échelle où des milliers de puces tournent pendant des mois."

Pourquoi c'est important

Le secteur de l'IA se heurte à des limites sur Terre : l'énergie, le refroidissement et le foncier. Les entreprises s'appuient déjà sur le soutien public pour bâtir des capacités au sol, comme le montre le crédit d'impôt de Meta pour ses centres de données. Avec Suncatcher, Google parie qu'une partie de cette charge pourra un jour quitter la planète.

Les résultats sur les radiations laissent entrevoir un avenir à deux vitesses. L'orbite pourrait convenir à l'inférence, où des erreurs rares restent tolérables. Les longs entraînements semblent en revanche mal adaptés, du moins au vu des données actuelles. Le fait que Google teste ses propres puces plutôt que celles de Nvidia compte aussi, dans la lignée d'un mouvement plus large visant à réduire la dépendance à Nvidia dans tout le secteur.

Le véritable goulet d'étranglement n'est pas la puce. C'est la cadence des lancements, et elle repose en grande partie sur une seule entreprise. Reste à voir si la démonstration à deux satellites de l'an prochain parviendra à faire fonctionner sa liaison laser, et si le rythme de vol de Starship commencera à grimper vers les chiffres sur lesquels s'appuie le propre livre blanc de Google.