太空数据中心：区分现实与科幻

过去一年，随着运营商竞相满足 AI 需求，数据中心领域活动频繁。有趣的是，太空中也出现了越来越多的数据中心提案 - 或者至少是类似数据中心的设施。

浩瀚的太空，曾经是科学研究和电信的专属领域，现在正在成为数据中心基础设施的最新前沿。近期，随着轨道和月球数据中心项目证明了在地球大气层之外的可行性，一系列关于太空计算商业化的公告陆续发布。

在太空数据中心项目中，Red Hat 正与 Axiom Space 合作，计划在 2025 年春季向国际空间站 (ISS) 发射数据中心单元-1 (AxDCU-1)。这个原型将测试轨道数据中心在云计算、AI/ML、数据融合和太空网络安全方面的能力。

同时，Lonestar Data Holdings 宣布已取得重要突破，其 Freedom 数据中心设备在搭载 Intuitive Machines 的 Athena 月球着陆器前往月球的过程中成功运行。

Axiom Space 和 Lonestar Data Holdings 的努力是近年来将计算能力扩展到地球之外的最新尝试。2024 年 8 月，一家名为 Rotonium 的初创公司筹集了 110 万美元，用于将量子计算机送入太空。

定义太空数据中心概念

对轨道数据中心感兴趣的原因之一是其潜在的可持续性改进。然而，太空数据中心的定义仍然在不断演变，这受到当前技术限制和行业观点的影响。

Lonestar Data Holdings 董事长兼首席执行官 Christopher Slott 告诉《Data Center Knowledge》，他们参考了包括 Uptime Institute 和 BICSI 在内的行业标准机构对数据中心的定义。

他指出，Uptime Institute 将数据中心定义为"存放计算设备和硬件的物理位置"。BICSI 则将其定义为存放计算设备和基础设施的物理位置。

这些定义都相对简单。毕竟，几乎每个美国家庭都有计算基础设施，但拥有 Xbox 并不意味着一个家庭就是数据中心。同样，今天的太空数据中心也不是拥有数千或数万台服务器的全规模部署。不过，它们通过将计算、存储和处理能力扩展到单个节点之外，标志着数据中心新领域的开始。

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太空数据中心竞赛的基础构建

在 Lonestar Data Holdings 的部署中，Slott 表示月球上的"数据中心"配备了运行 RISC-V 的现代 FPGA 芯片，运行两种 Linux 系统：Yamato 和 Ubuntu。该系统更适合定义为边缘数据中心，潜在地提供"灾难恢复即服务"功能。

对于 Axiom Space 和 Red Hat 的部署，"数据中心"这个术语可能不太恰当，至少从传统意义上来说是这样。

"AxDCU-1 是构建大规模轨道数据中心 (ODCs) 的基础模块，因此被称为'单元'而不是'中心'，"Axiom Space 全球太空数据和安全总监 Jason Aspiotis 告诉《Data Center Knowledge》。

Aspiotis 解释说，AxDCU-1 类似于一个小型地面数据服务器。他补充说，Axiom Space 在 ISS 上部署它是为了完善大规模 ODCs 的基础组件，同时展示这些系统如何通过太空数据存储和处理支持卫星和航天器。

Axiom Space 计划在未来几年部署更大的 ODC 基础设施，在实用性和容量方面更接近地面数据中心。目标是在低地球轨道 (LEO) 开发和运营地面级云区域。

太空数据中心部署的挑战

在 Axiom Space AxDCU-1 单元中，核心软件构建模块是 Red Hat Device Edge 技术。

Red Hat 科学和太空部门首席架构师 Tony James 告诉《Data Center Knowledge》，该技术专为远程、资源受限的环境而设计，非常适合 AxDCU-1 在轨道上的部署，因为在那里无法获得传统的 IT 支持。

James 指出，太空呈现了终极边缘计算挑战 - 带宽有限、环境极端，且不允许失败。

"为确保系统的弹性和自主性，该平台通过增量更新和健康监控incorporates了自动回滚和自我修复功能，"James 说。"这些功能允许系统在无需人工干预的情况下检测故障并恢复到稳定状态，这在太空中是至关重要的保障。"

太空数据中心能做什么？

对于 Axiom Space 的部署，初始工作负载会很小，但可以扩展到该公司计划在未来几年部署的更大规模 ODC 基础设施。

"Red Hat Device Edge 支持在 ISS 上直接进行安全、低延迟的数据处理，允许应用程序在数据生成的地方运行，"James 说。"通过在边缘利用 AI/ML 模型，我们可以优化自主运营，实时分析大型数据集，并实现智能决策，而无需依赖地面基础设施。"

与此同时，Lonestar 更专注于将其部署用于数据备份和恢复目的。Slott 表示，初始客户正在存储非管制加密数据，以测试灾难恢复。事实证明，数据往返月球的时间延迟实际上是一个积极因素。

"延迟是我们的朋友...它使我们更安全，这意味着不要使用 TCP/IP 进行连接，"Slott 说。这位高管也不认为他的公司的产品与 Axiom Space 存在竞争。相反，他认为这是互补的。

"更接近地球的位置，你会关注低延迟应用和为地面市场进行处理，"Slott 说。"我们离地球很远 - 距离 384,000 公里，而不是低地球轨道的 400 公里。我们的重点是为地面市场提供数据存储。"

太空数据中心的"基蒂霍克时刻"？

Lonestar Data Holdings 将其所谓的月球数据中心部署描述为"基蒂霍克时刻"。这指的是 1903 年在北卡罗来纳州基蒂霍克发生的首次载人动力飞行。

"对我们来说，这是基蒂霍克时刻，因为我们测试了第一个设计用于离开地球并在深空和月球上运行的数据中心的硬件和软件，"Slott 说。"我们达到了所有技术里程碑，现在我们可以充满信心地继续前进。"

Slott 指出，他们的软件定义数据中心此前已在 2021 年 12 月和 2022 年 4 月在 ISS 上进行了测试。将技术带到月球表面使其更上一层楼，但仍有很长的路要走。

Slott 提到他的公司已经为未来发射计划了更大容量的数据中心。

"就像基蒂霍克的莱特飞行器不是波音 787...我们的第一个离开地球的数据中心也不是足球场大小的庞然大物，"他说。