Quel est l'intérêt des centres de données spatiaux pour l'IA ?

Les centres de données terrestres, c'est tellement 2025 ! On envoie notre infrastructure informatique à grande échelle en orbite ! Du moins, c'est ce que les géants de la tech clament haut et fort en ce moment. C'est une idée complètement folle qui attire les foules et les investisseurs, alors essayons de comprendre de quoi il s'agit – et si elle est même réaliste.

Commençons par les bases. Vous savez peut-être déjà qu'un centre de données est essentiellement un grand entrepôt rempli de milliers de serveurs fonctionnant 24h/24 et 7j/7.

Les entreprises spécialisées en IA comme Anthropic, OpenAI et Google utilisent les centres de données de deux manières principales :

• L'entraînement des modèles d'IA est extrêmement gourmand en ressources de calcul. L'entraînement d'un modèle comme ceux qui alimentent ChatGPT d'OpenAI ou Claude d'Anthropic a nécessité l'exécution simultanée de calculs sur des milliers de puces spécialisées (GPU) pendant des semaines, voire des mois.
• Exécution de services d'IA – Lorsque vous interagissez avec les chatbots de ces modèles, vos messages sont envoyés à un centre de données où des serveurs les traitent et renvoient la réponse du modèle. Multipliez cela par des millions d'utilisateurs conversant simultanément, et vous obtenez une puissance de calcul colossale disponible à la demande.

Les entreprises spécialisées en IA ont besoin de centres de données car ils fournissent la puissance coordonnée de milliers de machines travaillant en tandem sur ces fonctions, ainsi que l'infrastructure nécessaire pour assurer leur fonctionnement fiable 24 heures sur 24.

À cette fin, ces installations sont constamment connectées à Internet à très haut débit et disposent de vastes systèmes de refroidissement pour maintenir les serveurs en fonctionnement optimal. Tout cela requiert une quantité importante d'énergie, ce qui met à rude épreuve le réseau électrique et sollicite fortement les ressources locales.

Alors, de quoi s'agit-il exactement avec ces histoires de centres de données dans l'espace ? L'idée circule depuis un certain temps déjà comme une alternative bien meilleure, capable d'exploiter l'énergie solaire abondante et le refroidissement radiatif à des centaines de kilomètres au-dessus du sol, en orbite terrestre basse.

De puissants serveurs équipés de GPU seraient contenus dans des satellites, et ils se déplaceraient ensemble dans l'espace en constellations, transmettant des données dans les deux sens lors de leur voyage autour de la Terre, d'un pôle à l'autre, sur une orbite héliosynchrone.

L'idée derrière les centres de données spatiaux est de permettre aux opérateurs d'augmenter les ressources de calcul beaucoup plus facilement que sur Terre. Là-haut, il n'y a pas de contraintes liées à l'accès facile à l'énergie, à l'espace et à l'eau douce nécessaire au refroidissement.

Starcloud a déjà commencé à exécuter et à entraîner un vaste modèle de langage dans l'espace, afin qu'il puisse parler l'anglais shakespearien.

De nombreuses entreprises se lancent dans l'aventure, des grands noms bien établis aux jeunes pousses audacieuses. Google s'est associé à Planet, société spécialisée dans l'observation de la Terre, pour le projet Suncatcher, afin de lancer deux satellites prototypes d'ici l'année prochaine. Aetherflux, une start-up initialement axée sur la transmission d'énergie solaire depuis l'espace , prévoit désormais de rendre disponible un nœud de centre de données en orbite pour un usage commercial début 2024. Starcloud , soutenu par Nvidia et entièrement dédié aux centres de données spatiaux, a envoyé une charge utile GPU dans l'espace en novembre dernier, sur laquelle il a entraîné et exécuté un modèle de langage de grande envergure .

Le dernier en date à rejoindre le mouvement est SpaceX, qui s'apprête à fusionner avec la société d'IA d'Elon Musk, xAI, dans le cadre d'un accord estimé à 1 250 milliards de dollars américains, en vue d'inaugurer l'ère des centres de données orbitaux.

D'après les calculs de Musk, il devrait être possible d'augmenter le nombre de lancements de fusées et la capacité d'emport de leurs satellites de centres de données. « Il est envisageable de lancer 1 TW/an (1 térawatt de puissance de calcul par an) depuis la Terre », a-t-il indiqué dans une note, ajoutant que d'ici trois ans, les ressources de calcul pour l'IA seront moins coûteuses à produire dans l'espace que sur Terre.

Alors que SpaceX et xAI, les sociétés d'Elon Musk, s'apprêtent à fusionner, il souhaite vivement augmenter le nombre de lancements de fusées transportant des satellites par an afin de répondre aux besoins en centres de données spatiaux.

Dans un excellent article paru dans The Verge en décembre dernier, Elissa Welle a exposé les nombreux défis que ces centres de données orbitaux devront relever pour fonctionner comme prévu. Pour commencer, ils devront naviguer en toute sécurité parmi les 6 600 tonnes de débris spatiaux qui flottent en orbite , ainsi que parmi les plus de 14 000 satellites actifs. Éviter ces obstacles nécessitera du carburant.

Il faut aussi dissiper la chaleur des centres de données spatiaux et assurer leur maintenance régulière par les astronautes. Sans parler de l'impact de ces satellites sur le travail des astronomes et de l'éventuelle augmentation de la pollution lumineuse.

Au final, ces premiers efforts pour développer des ressources informatiques dans l'espace permettront de tirer de nombreux enseignements et d'expérimenter beaucoup avant qu'une entreprise ou une agence nationale puisse les mettre à l'échelle de manière réaliste.

Et même si cela pourrait éventuellement devenir possible malgré des difficultés considérables, il convient de se demander si l'IA est réellement en voie de profiter à l'humanité de toutes les manières qui nous ont été promises, et si nous devons continuellement développer l'infrastructure nécessaire – que ce soit sur terre ou bien au-delà de l'atmosphère.