山東
當前，人工智能正從文本交互、交互智能加速邁向多模態交互與執行智能，對算力的規模需求持續攀升。與此同時，全球自然災害頻發、地緣政治日趨復雜，對算力的實時響應能力提出了前所未有的高要求。然而，現有算力設施高度依賴地面基建，在遠海、極地、沙漠等區域存在明顯覆蓋盲區，且抗毀能力不足。一邊是需求爆炸式增長，一邊是算力覆蓋的空白。如何彌合這道鴻溝？
“構建覆蓋太空與地面的天地一體算力基礎設施，正是破局的關鍵。”國家超級計算天津中心黨組書記、首席科學家孟祥飛說，通過將算力部署從地面延伸至太空，有望從根本上消除覆蓋盲區、提升系統韌性，滿足實時響應與規模擴張的雙重需求。近日，在2026世界智能產業博覽會人工智能與太空數智設施發展交流會上，太空數智基礎設施聯合攻關體正式組建。該攻關體聚焦我國天地一體算力基礎設施，力爭通過全鏈條協同創新，在關鍵技術領域取得突破。
新組建的聯合攻關體關注星上超級算力載荷產品化、在軌智能處理單元、星地協同調度及太空系統自治運維等關鍵共性技術，目的是構建起算力協同、任務協同、數據協同的天地一體超智數融合基礎設施。
孟祥飛介紹，將地面成熟的算力設施搬上太空面臨多重難關。
供電是第一道坎。目前全球功率最大的人造衛星，發電功率25千瓦，而未來天基超級數智裝置的需求起步就指向100千瓦甚至兆瓦級，相差一個數量級以上。這不僅需要輕量化、高效率的柔性太陽電池陣，還要求能源與熱控一體化設計。“換句話說，星上算力載荷必須在極端體積、重量、功耗和輻射環境中運行，與航天平臺的能源、熱控、結構深度綁定，單點突破根本無法解決問題。”孟祥飛介紹。
算力面臨巨大跨越。目前全球已部署的衛星單星峰值約1P級，而未來天基數智基礎設施的需求是單星算力達到100P以上。“整整兩個數量級的躍升，絕非簡單的性能堆疊，而是要求在高密度集成結構、分布式計算架構等軟硬件領域實現從0到1的原創突破。”孟祥飛說。
星地協同同樣是繞不過去的坎。星地鏈路存在數百毫秒時延和間歇性連接，傳統模式下，一個地面站一天只有幾十分鐘的通信窗口，衛星過境才能上傳指令。一旦遇上突發應急計算需求，從地面發起到衛星響應往往耗時數十分鐘，最佳處置時機早已悄然流逝。未來太空算力網絡要求實現近實時協同，地面動態分配算力，衛星自主調整任務隊列。只有突破星上輕量級調度器、星地預測性資源預留等技術，才能徹底扭轉“過境才能操控”的被動局面。
在軌無人值守也是難關。對于衛星的故障，傳統做法是地面發現故障后發送指令修復。可鏈路不通的時候，從故障發生到修好，短則幾小時，長則幾天，衛星在此期間可能功能降級甚至直接失效。“未來百千瓦級大算力衛星將搭載成百上千個計算核心，故障概率將指數級上升，地面根本來不及管。”孟祥飛說。唯一的出路，是讓衛星自己“長”出免疫力——微重啟、任務遷移等全面自愈能力，實現零人工干預下的穩定運行。
面對這些難題，聯合攻關體已經圈定了多個關鍵技術方向，涵蓋模塊化可擴展算力載荷、星載高性能國產芯片、在軌智能運管、空間計算軟件棧、能源熱控一體化、空間用柔性太陽電池陣、星地任務協同調度等多個關鍵領域。其中，國家超級計算天津中心以“天河”系列超級計算機為核心，擁有異構算力統一調度、超大規模并行計算等長期積累的核心技術，將為天基算力網絡構建提供重要的地基“操作系統”級能力支撐。與此同時，飛騰、曙光、中電科藍天、航天518所等單位也將在星載芯片、能源熱控、柔性太陽電池陣等各自優勢領域協同發力。（記者 陳 曦）
來源：科技日報
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