Pourquoi certains veulent envoyer l'IA dans l'espace
À mesure que les systèmes d'intelligence artificielle gagnent en puissance, leur consommation énergétique augmente également. L'entraînement de modèles gigantesques et leur utilisation par des millions d'utilisateurs engloutissent des quantités colossales d'électricité et génèrent une chaleur intense. Certains leaders du secteur technologique affirment que si l'IA continue de se développer à grande échelle, la Terre elle-même aura du mal à fournir suffisamment d'énergie et de systèmes de refroidissement.
Une idée audacieuse consiste à installer les plus grands clusters d'ordinateurs dédiés à l'IA dans l'espace. En orbite, et plus particulièrement en orbite géostationnaire (GEO), l'ensoleillement est quasi constant, sans nuages ni cycle jour/nuit. De plus, l'immensité froide de l'espace permet de dissiper la chaleur. Sur le papier, cela semble être l'endroit idéal pour des supercalculateurs d'IA d'une puissance de plusieurs térawatts.
Un térawatt équivaut à mille milliards de watts. À titre de comparaison, la capacité électrique totale de certains grands pays n'atteint que quelques térawatts. Ainsi, lorsqu'on parle de calculs d'IA à l'échelle du térawatt, on fait référence à des centres de données véritablement colossaux. La question est de savoir s'il est réaliste d'héberger une telle infrastructure hors de la Terre.
L'idée est séduisante pour plusieurs raisons :
- Énergie solaire quasi constante, sans variation météorologique ni saisonnière
- Un espace libre autour d'un satellite permet de dissiper efficacement la chaleur.
- Plus besoin de chercher des terrains ni de se battre pour les réseaux électriques locaux.
- Une vision de style science-fiction qui correspond à l'ambiance des technologies de pointe
Mais aussi séduisante que soit cette vision, la concrétisation de ce projet se heurte à des défis d'ingénierie, économiques et de réseau redoutables.
Pourquoi les centres de données spatiaux sont-ils si difficiles à gérer ?
Construire des centres de données sur Terre est déjà complexe. Il faut des terrains, des centrales électriques, des systèmes de refroidissement, des générateurs de secours et d'innombrables rangées de serveurs. Déplacer l'ensemble de cette infrastructure en orbite multiplie les difficultés de manière drastique.
Le premier facteur à prendre en compte est la masse au lancement. Chaque kilogramme envoyé dans l'espace représente un coût exorbitant pour son transport depuis le sol. Même avec des fusées réutilisables, placer des milliers de tonnes de matériel en orbite haute coûterait une fortune et nécessiterait de nombreux lancements. Un système d'intelligence artificielle de très grande envergure pèserait probablement plus lourd que les plus grands satellites jamais construits.
Il y a ensuite le problème des radiations. Les composants électroniques dans l'espace sont constamment bombardés par des particules chargées provenant du Soleil et des rayons cosmiques. Ces radiations peuvent perturber le fonctionnement des bits, endommager les puces et réduire la durée de vie des composants sensibles. Pour fonctionner en orbite, les systèmes doivent être conçus pour résister aux radiations. Ces systèmes sont plus lourds, plus lents et plus coûteux que le matériel informatique classique des centres de données terrestres.
Le refroidissement représente un autre défi de taille. Certes, le vide spatial permet de dissiper la chaleur directement vers des températures ambiantes froides, mais le refroidissement radiatif fonctionne de manière très différente du refroidissement par ventilation dans un bâtiment. Il exige de grandes surfaces de radiateurs et une conception thermique soignée. On ne peut pas se fier à de simples ventilateurs, faute d'air. Pour un système de l'ordre du térawatt, la taille des radiateurs nécessaires serait colossale.
La mise en réseau représente également un obstacle majeur. Les modèles d'IA sont souvent entraînés et exécutés sur de nombreuses machines interconnectées, avec une bande passante très élevée et une latence très faible. Le transfert des calculs en orbite introduit un délai supplémentaire dû à la distance Terre-Soleil. De plus, il faut acheminer d'énormes quantités de données via des liaisons de communication par satellite, dont la capacité est limitée par rapport aux câbles à fibre optique terrestres.
Pour que cela fonctionne à grande échelle, il vous faudrait :
- Des fusées lourdes bon marché capables d'envoyer des charges utiles massives en orbite haute
- Nouveaux types de puces d'IA et de matériel de stockage résistants aux radiations
- Des panneaux solaires et des systèmes de radiateurs gigantesques qui peuvent être déployés et entretenus dans l'espace
- Liaisons de communication espace-sol à très haut débit
Tout cela dépasse de loin les capacités de nos systèmes satellitaires actuels. Les satellites de communication modernes sont déjà complexes et coûteux. Un supercalculateur d'IA en orbite reviendrait à en chaîner un grand nombre et à les faire évoluer de plusieurs générations simultanément.
Pourquoi l'IA Terawatt restera sur Terre pendant un certain temps
L'idée de base des clusters d'IA spatiaux est logique d'un point de vue physique. L'espace bénéficie d'un rayonnement solaire intense et d'un vaste milieu froid où dissiper la chaleur. À très long terme, si les systèmes d'IA continuent de se développer et que notre civilisation poursuit son expansion, nous pourrions éventuellement placer une partie de notre infrastructure informatique en orbite, voire sur d'autres corps célestes.
Cependant, compte tenu des contraintes physiques, techniques et économiques, les centres de données spatiaux restent une perspective lointaine plutôt qu'une solution à court terme. Pour les prochaines décennies, la voie la plus réaliste consiste à développer au maximum les solutions terrestres.
Sur Terre, nous pouvons encore :
- Construisez des centres de données à proximité de grandes sources d'énergie renouvelable comme les centrales solaires, les centrales hydroélectriques et les parcs éoliens offshore.
- Améliorer l'efficacité des puces d'IA pour qu'elles effectuent plus de calculs par watt.
- Utiliser des systèmes de refroidissement avancés comme l'immersion dans un liquide et la réutilisation de la chaleur dans des systèmes de chauffage locaux
- Moderniser les réseaux électriques et les systèmes de stockage pour gérer plus facilement les charges importantes de l'IA
L'informatique IA à l'échelle du térawatt sera un défi de taille, même sur Terre. Elle nécessitera des investissements massifs dans la production d'énergie, des puces plus performantes et des centres de données plus efficaces. Mais nous savons au moins comment construire et maintenir des infrastructures à l'échelle du mégawatt et du gigawatt ici même, sur Terre.
En revanche, la construction de grappes orbitales d'une ampleur comparable exigerait de nouvelles approches économiques en matière de lancement, de nouveaux matériels et de nouvelles normes pour l'exploitation et la réparation de machines complexes dans l'espace. Cela ne signifie pas que ce projet est impossible. Cela signifie simplement qu'il s'agit d'un rêve pour un avenir plus lointain, et non pour les prochaines pages.
Pour l'instant, le véritable enjeu de l'IA à très grande échelle se jouera donc principalement sur Terre. L'espace demeure l'ultime levier d'expansion de notre avenir informatique, mais de nombreux progrès technologiques seront nécessaires avant de pouvoir héberger de manière fiable des intelligences artificielles gigantesques en orbite.
Article et image originaux : https://www.tomshardware.com/tech-industry/artificial-intelligence/spacex-ceo-elon-musk-says-ai-compute-in-space-will-be-the-lowest-cost-option-in-5-years-but-nvidias-jensen-huang-says-its-a-dream
