算力“上天” 太空计算怎么算？

  卫星拍摄的高清图像、卫星遥感数据，这些“天数”都可以“天算”，即直接在太空计算分析，仅回传结果……距离地球表面几百公里的轨道上，无声的太空计算悄然进行。据悉，当前国内外企业、科研机构正加快“太空计算”布局。

  通常，卫星需先将数据传回地面，再由地面数据处理中心对其进行解析。太空计算有什么不一样？

  “太空计算是指将计算资源部署在空间平台上，通过卫星等太空基础设施实现数据的处理、分析和智能决策。”中科星图副总裁、商业航天战略部总经理郝雪涛告诉记者，与常规的地面计算相比，太空计算减少了地面依赖、降低了信息时延，提升了全球信息获取与处理能力。譬如，卫星拍摄的高清图像可直接在太空分析，仅回传结果。

  算力为何要上天？业内分析认为，这既有技术演进的内在推动力，也有整体发展的战略考量。

  一方面，传统的“天感地算”模式受限于地面站资源、带宽等因素，仅有不到十分之一的有效卫星数据能传回地面，且存在数据时效较差等问题。另一方面，卫星作为承载遥感观测、通信、灾害预警等关键任务的核心载体，面临着从单向“数据采集”转向“边缘智能”，再到“天地一体化”智能算力运营的跃迁趋势，催生了“太空计算”这一场景。此外，太空算力已成为不少国家破解地面算力能源、散热等困境的战略性方案。

  “随着天基信息系统的网络化、智能化发展，太空计算成为全球科技竞争的战略制高点。”郝雪涛说，从需求和效益角度来看，太空计算应用场景涵盖通信、遥感、导航等多个领域，是未来社会数字化、智能化进程中的关键支撑。此外，其在全球快速连接、即时服务和智能决策方面优势显著，能够为智慧城市、国防安全、气象环境监测等提供有力保障。

  国盛证券分析师宋嘉吉等人认为，算力飙升背后是电力供给的极限，因太空中独特的真空环境与光照条件等，太空算力具备实时响应、分布式协作等特性，且具备高运算效率。

  当前，我国已将发展空天信息产业、推进卫星互联网和天地一体化信息网建设，纳入数字中国等多项国家战略之中。企业、科研机构正抢抓机遇。

  今年5月，由之江实验室主导构建的“三体计算星座”成功发射入轨，这也是国星宇航“星算”计划的首次发射。此次入轨的12颗计算卫星均搭载了星载智算系统、星间通信系统，能够实现整轨卫星互联，具备太空在轨计算能力，将构建天地一体化网络。7月，中科星图与中科曙光签署合作协议，双方将携手研发高端太空计算芯片和模组，支撑服务“天数天算”，减少卫星数据传输到地面计算导致的延迟。

  放眼国际，美国科技公司Starcloud提出，计划在太空中建设首个千兆瓦级别数据中心；英伟达、亚马逊、微软等科技巨头加快在低轨卫星互联网、芯片等领域的布局。国盛证券分析称，基于当前技术突破与产业实践，太空算力已从概念验证逐渐迈入工程化落地阶段。

  但同时，相较于常规地面计算，太空计算在技术突破、商业化等方面仍需进一步突破。

  中科曙光总裁历军表示，根据测算，把和地面场景下相同的算力部署到太空，成本会大幅提升。现有的CPU等器件，在太空里会受到宇宙射线的影响，可靠性降低，所以能耗、算法等相关技术需要重新按照太空的要求去做设计。

  “受限于卫星体积、重量和能源供给，在轨能够部署的算力依然有限。星间链路与天地链路在实现高速、低时延和安全传输方面仍需进一步突破。”郝雪涛表示，太空计算是具有潜力的未来产业，将伴随我国商业航天可重复使用火箭取得重大突破，低成本、批量化卫星制造能力的发展而发展。未来还需要在政策引导、核心技术创新、标准制定等方面汇聚多方力量，推动上下游企业深度协同，不断拓展太空应用的边界。