英伟达GPU需求激增：地球为何“养不起”？

【导读】如今地球上的显卡已严重缺货，微软的数据中心甚至无法为GPU提供充足的电力支持，而英伟达的H100芯片则另辟蹊径，直接飞向了太空。

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英伟达的GPU芯片，地球上的供应已经跟不上了！

今天看到两则新闻令人感慨：一边是微软囤积了大量GPU却苦于无处安装，另一边是英伟达的H100芯片居然被发射到了太空。

另一则消息则是英伟达的H100 GPU被送上轨道，准备在太空中搭建数据中心。

这两则新闻其实揭示了一个共同的难题：

GPU芯片虽然能源源不断地生产出来，但为其提供电力、散热等配套服务的基础设施却远远跟不上！

先说说微软将GPU闲置在仓库这件事。

微软CEO纳德拉在与OpenAI创始人奥特曼的对话中透露了一个令人惊讶的事实——微软虽然采购了大量GPU，却因"电力供应不足"而无法投入使用。

另一个阻碍则更为现实：现有数据中心无法立即为这些GPU提供安装空间。

纳德拉坦言：当前面临的主要问题并非芯片数量不足，而是缺乏能够直接安装设备的"温暖机房"（Warm Shell）。

所谓"Warm Shell"，指的是配备了完整供电与冷却系统的数据中心外壳。

通过一个对比就能快速理解这个概念。在建筑学上，与之相对的是Cold Shell——仅具备基本建筑结构，内部几乎没有任何配套系统。

Warm Shell则是更为完善的状态，不仅安装了基本的建筑系统，还可以立即投入使用，比如散热系统、暖通空调（HVAC）、照明、基本水电及消防系统等。

AI热潮引发的芯片竞赛，如今正受到最传统因素的制约——电力供应。

美国电网正面临前所未有的压力，而科技巨头们则纷纷选择布局小型核反应堆实现能源自给。

与此同时，奥特曼还提出未来可能出现"能在本地运行GPT-5或GPT-6"的低功耗设备，这或将彻底颠覆现有的数据中心商业模式。

地球资源告急，芯片"外派"太空

与奥特曼提出的低功耗设备方案不同，另一则新闻则提供了全新的解决思路。

英伟达借助Starcloud公司的Starcloud-1卫星，将H100芯片送入了太空轨道！

11月2日周日，英伟达首次将H100 GPU送入太空，旨在测试数据中心在轨道上的运行模式。

这款配备80GB内存的GPU，其性能比以往任何进入太空的计算机都要强大百倍。

支持者认为这一想法极具前瞻性：

在远离地球的太空环境中，数据中心不会占用宝贵的土地资源，也不需要大量能源和水源进行冷却，更不会向大气中排放加剧变暖的温室气体。

这次为期三年的任务将搭乘SpaceX的Bandwagon 4猎鹰9号（Falcon 9）进行发射。

重量为60公斤的Starcloud-1卫星将在约350公里高度的低轨道绕地飞行。

在那里，它将接收由美国公司Capella运营的合成孔径雷达（SAR）地球观测卫星传来的数据，进行实时处理，并向地面传送处理结果。

太空部署GPU的显著优势

在太空中设立数据中心的另一大优势在于，只需回传很小部分的数据结果。

下行传输合成孔径雷达（SAR）数据历来是个大难题，因为其数据量极其庞大。

而能够在轨道上进行处理，意味着我们只需下行传输"核心洞察"。

什么是核心洞察？

所谓洞见可能是指某艘船只在特定位置以某个速度朝某个方向航行的关键信息。

那只是大约1千字节的数据包，而不是需要下传的数百GB原始数据。

简单来说，就是让算法贴近数据源头，在本地完成筛选、融合与推理，仅将高价值的"信息摘要"传回地面。

再直白点说，就是将数据都在外太空处理完成，只传回最终结论。

这种方式能更好地实现低延迟响应，显著节省带宽与能耗，提升系统韧性，同时降低敏感数据外泄风险。

为什么要将GPU送入太空？

与微软CEO纳德拉的烦恼不同，Starcloud是主动探索这种数据中心新模式。

就像他们公司的名字一样，Stra Cloud——太空的数据中心。

当然，这么做的主要驱动力并非为了给GPU降温。

而是源于地球能源与资源的瓶颈：

地球上的数据中心实在太耗能了！

到2030年，全球数据中心的耗电量预计将相当于整个日本的用电量。

同时，它们每天要消耗大量的冷却用水。

相比之下，太空则具备天然优势：

无限太阳能：轨道上24小时都有阳光，无需电池储能。

零土地占用：不需要地面建设，不破坏生态环境。

无温室气体排放：不依赖化石能源。

归根结底，还是因为AI算力需求的爆炸式增长。

AI模型规模不断扩大，能源和冷却成本飞涨，企业亟需新解法。

因此，太空数据中心被视为长期可扩展的解决方案。

通过利用低成本、持续不断的太阳能，并避免占用土地和使用化石燃料，Starcloud的技术使数据中心能够快速且持续地扩展，随着数字基础设施的发展，这种方式有利于在保护地球气候和关键自然资源的同时实现增长。

那太空能"散热"吗？

另一个值得探讨的问题是，很多人认为GPU上天是因为地球太热，太空好散热。

其实并非如此。

太空确实能散热，但这个过程却充满挑战。

太空中几乎没有空气，所以不能用风扇或液体循环带走热量。

只剩下辐射散热这一种方式：

所谓辐射散热，就是设备通过电磁波/红外波将热量以波的形式发射出去的过程。

设备通过红外辐射向外部太空释放热量。

散热效率取决于辐射面积、材料发射率和温度。

因此卫星或太空GPU需要大面积的散热板，设计极其关键。

在Starcloud的项目中，这个部分被特别强化：

他们为H100设计了专用热辐射系统，利用太空中的高温差和导热材料实现散热。

为了给地球省电、省地、省水，去太空建数据中心靠谱吗？

Starcloud的首席执行官兼联合创始人约翰斯顿表示：

我的预期是，在未来十年内，几乎所有新建的数据中心都会建在太空。

约翰斯顿解释说，唯一的额外成本就是发射费用。当发射成本达到每公斤约500美元时就能实现收支平衡。按每千克计算，SpaceX的星舰在完全投入运营后，发射价格估计仅150美元到10美元不等。

随着星舰投入使用，我们预计发射成本会更低。

Starcloud已经在规划其下一次任务，计划明年将一个计算能力比Starcloud-1强十倍的数据中心送入太空。

Starcloud-2任务将配备英伟达的Blackwell GPU和若干H100芯片。

约翰斯顿表示，该任务将提供7千瓦的计算能力，预计为包括地球观测卫星运营商在内的商业客户提供服务。

微软的"没有温暖机房"，和Starcloud将H100送上天，本质上是同一道难题。

AI再厉害，算力需求再大，也不能突破物理定律。

参考资料：

https://www.starcloud.com/starcloud-2

https://spectrum.ieee.org/nvidia-h100-space