AI 데이터센터가 엄청난 전력을 소비하고 물을 끌어다 쓰며 소음을 만들어내는 건 이제 널리 알려진 사실입니다. 지역 주민들이 데이터센터 건설을 반대하는 일도 흔하죠. 구글이 이 문제를 해결할 방법으로 제시한 건 놀랍게도 우주입니다.

구글이 발표한 Project Suncatcher는 태양광으로 구동되는 위성 네트워크에 TPU(Tensor Processing Unit) AI 칩을 탑재해 우주에서 머신러닝 연산을 수행하는 프로젝트입니다. 구글 CEO 순다 피차이는 “태양은 인류 전체 전력 생산량의 100조 배가 넘는 에너지를 방출한다”며 이 프로젝트의 가능성을 강조했습니다. 2027년 초 Planet과 협력해 프로토타입 위성 2기를 발사할 계획이라고 합니다.

출처: Project Suncatcher explores powering AI in space – Google Research Blog

우주가 AI 컴퓨팅에 최적인 이유

프로젝트를 이끄는 구글의 Travis Beals는 “우주가 AI 컴퓨팅을 확장하기에 최적의 장소일 수 있다”고 말합니다. 그 이유는 명확합니다.

적도 근처의 태양동기궤도(sun-synchronous orbit)에 위성을 배치하면 거의 24시간 햇빛을 받을 수 있습니다. 구글 연구팀에 따르면 우주의 태양광 패널은 지구보다 8배 더 생산적이고, 무거운 배터리가 거의 필요 없다고 합니다. 대기가 없어 햇빛을 가리는 구름도 없고, 밤낮 주기에 구애받지 않기 때문이죠.

또 다른 핵심은 위성 간 초고속 통신입니다. 데이터센터 수준의 성능을 내려면 위성들이 수십 테라비트급 데이터를 주고받아야 하는데, 구글은 실험실에서 광학 송수신기 한 쌍으로 1.6테라비트/초를 달성했다고 밝혔습니다. 이를 궤도에서 구현하려면 위성들이 수백 미터 거리를 유지하며 비행해야 하는데, 현재 운영 중인 어떤 위성 군집보다도 촘촘한 편대입니다.

우주용 하드웨어의 과제

우주는 가혹한 환경입니다. 특히 방사선이 문제죠. 구글은 최신 Trillium v6e Cloud TPU 칩을 67MeV 양성자 빔으로 쏘는 테스트를 진행했습니다. 결과는 고무적이었습니다. 메모리가 가장 취약했지만, TPU는 5년 임무에 필요한 방사선량(750 rad)의 거의 3배(약 2 krad)를 견딜 수 있었습니다.

우주용 하드웨어는 보통 극한 온도와 방사선에 견디도록 특수 제작되기 때문에 비싸고 성능도 떨어집니다. 하지만 화성에서 날아다닌 인제뉴어티 헬리콥터가 스냅드래곤 칩을 사용했던 것처럼, 민간용 부품도 생각보다 우주에서 오래 버틸 수 있다는 게 최근 트렌드입니다.

2030년대, 경제성이 관건

이 모든 게 가능하려면 경제성이 맞아야 합니다. 구글의 분석에 따르면 발사 비용이 kg당 $200 이하로 떨어지면 우주 기반 AI 시스템이 지상 데이터센터와 비용 경쟁이 가능하다고 합니다. 이 수치는 2030년대 중반이면 달성될 것으로 예상됩니다.

프로젝트 리더 Beals는 “우리의 초기 분석은 우주 기반 ML 컴퓨팅의 핵심 개념들이 근본적인 물리 법칙이나 극복 불가능한 경제적 장벽에 막히지 않는다는 걸 보여준다”고 말합니다. 물론 열관리, 지상 통신, 궤도 시스템 안정성 등 해결해야 할 공학적 과제는 여전히 많습니다.

미래의 데이터센터는 머리 위에

지상 데이터센터는 전력과 물을 엄청나게 소비하며 환경을 오염시킵니다. 와이오밍에서는 AI 데이터센터가 주 전체 주민보다 더 많은 전기를 쓸 것이라는 예측도 나왔죠. 우주로 데이터센터를 옮기면 이런 문제를 근본적으로 해결할 수 있습니다.

물론 우주에도 문제는 있습니다. 천문학자들은 이미 스타링크 같은 위성 군집이 천체 관측을 방해한다고 지적합니다. 하지만 구글의 프로젝트 선캐처는 적어도 기술적으로, 경제적으로 불가능한 일이 아니라는 걸 보여줍니다. 2027년 프로토타입이 궤도에 오르면 SF 소설 속 이야기가 조금씩 현실이 되는 모습을 지켜볼 수 있을 것입니다.

참고자료:

• Google Is Sending Its TPUs to Space to Build Solar-Powered Data Centres – Analytics India Magazine
• Meet Project Suncatcher, Google’s plan to put AI data centers in space – Ars Technica

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