之江實驗室聚焦智能計算:三體計算星座,在太空織張算力網
(原標題:之江實驗室聚焦智能計算:三體計算星座,在太空織張算力網)
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01之江實驗室啓動“三體計算星座”項目,計劃建成千星規模的天基智能計算基礎設施,太空算力將達到1000P,旨在實現“天感天算”,提升數據處理效率。
022024年,之江實驗室突破了太空計算系統的關鍵軟硬件技術,成功研製星載智能計算機等設備,並進行了四次太空發射驗證,推動項目進展。
03“三體計算星座”首發星座將在全國範圍內開創多個“第一次”,包括首次實現所有衛星搭載太空計算系統、首次開展異軌衛星互聯等,具有里程碑意義。
04之江實驗室自2023年啓動“二次創業”改革,明確“幹好智能計算一件事”,優化實驗室體系,組建智算集羣等重大科研任務總體部,推動項目落地。
05該項目由平均年齡不到35歲的年輕團隊主導,80%以上的主任設計師爲青年英才,展現了青年科研人員的熱忱與創新能力,推動項目快速進展。
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像是一個擰緊的發條——近日,之江實驗室天基計算系統研究中心負責人李超來回奔走在辦公室、實驗室和指揮大廳。按照慣例,他與在嘉興進行整星平臺環試和多星聯試的同事開了一場線上調度會,召集各項目組負責人部署和協調相關工作。“三體計算星座”首發星座已進入發射倒計時,對他來說,每天的忙碌都只爲做好一件事:想方設法儘快在太空中織一張算力網。
看上去異想天開的計劃,背後卻是浙江科學家面向未來、發展新質生產力的思量。
時間的指針回撥,在2024年世界互聯網大會烏鎮峰會“人工智能賦能新質生產力發展”分論壇上,之江實驗室首次對外宣佈啓動“三體計算星座”項目,將協同全球合作伙伴,共建千星規模的天基智能計算基礎設施,星座建成後整個太空算力將達到1000P(每秒百億億次浮點運算)。
通常,衛星把接收到的數據傳回地球,再由地面數據處理中心對其進行解析,即“天感地算”。這種模式受帶寬限制,數據傳輸效率低,信息損耗大。解決這一問題正是“三體計算星座”的出發點。李超介紹,把算力帶上太空,可以將衛星接收到的數據實時在軌處理,實現“天感天算”。
“我們希望將單顆衛星的算力大幅提升,並像互聯網連接電腦一樣實現衛星之間的互聯互通。”中國工程院院士、之江實驗室主任王堅表示,“有了計算星座,一顆衛星也能體現算力價值,這對產業變革具有深遠意義。”
於是,國星宇航、氦星光聯、天鏈測控等二十多家航天領軍企業、高校院所、科研機構都來了。它們在之江實驗室開展聯合攻關,作爲團隊各小組的一分子,在日調度、周交流、月總結中彙報項目進度、分析問題、提出解決方案,參與全體成員單位之間的資源要素調配。
之江實驗室7號樓的一樓,正是“三體計算星座”的指揮大廳,推開門就能看到一塊映着倒計時的屏幕。面對記者,李超在緊張中帶着一種難以抑制的激動:“距離首發星座的日期越來越近了!”
倒計時推動着團隊以前所未有的加速度前進。2024年以來,他們突破了太空計算系統的關鍵軟硬件技術,成功研製了星載智能計算機、星間激光通信機、星載高速路由器、天基分佈式操作系統和天基遙感大模型,並經過了四次太空發射驗證。
“這是一個極度複雜的系統,一開始大家心裡都沒有底。”李超坦言,每天睡醒睜眼後的第一件事,就是思考遇上的新問題——衛星上超過100個硬件和200個軟件全都是從零開始自研,幾乎沒有可借鑑的經驗。
這段科研過程,李超形容是一個不斷“踩坑”的過程。比如,預想中可直接使用的地面站基帶設備,與太空計算的新環境不適配,需要將傳統非網絡化的航天設備全部進行網絡化改造;比如,隨着詳細設計的展開,天基分佈式操作系統需要完善的內容越來越多,到最終交付團隊共計寫了24萬行代碼;再比如,隨着幾個月的調試,團隊已經發現並完善了衛星軟件上的上千個BUG(缺陷)……
面對新困難,這支平均年齡不到35歲的團隊充滿了熱忱,80%以上的主任設計師都是青年英才。“有機會參與研發太空計算星座,大家都鉚足了勁要做成。”青年科研人員張亞兵說。
“三體計算星座”首發星座將在全國範圍內開創多個方面的“第一次”。之江實驗室總工程師趙志峰介紹,包括第一次實現所有衛星搭載太空計算系統,第一次開展異軌衛星互聯,第一次用3D打印的方式研製衛星,第一次通過共商、共建、共享的方式構建星座。
事實上,該項目醞釀已久。按照浙江省委省政府“錨定一流,對標最好”的要求,2023年7月,之江實驗室啓動“二次創業”改革,明確“幹好智能計算一件事”,對實驗室進行了體系性優化重塑。在此基礎上,實驗室組建智算集羣、計算星座、科學模型等重大科研任務總體部,形成了學科交叉、集智攻關和有組織科研的有效探索。該項目便是來自計算星座總體部。
“省政府工作報告提出,要以長期主義者的堅定幹好難而正確的事,之江實驗室同樣應該如此。”李超感慨,實驗室將在2025年上半年一箭發射12顆衛星,2025年全年將完成超50顆星座佈局,推動“三體計算星座”在全球環境治理、防災減災、可持續發展等領域作出中國貢獻。
“人工智能不能因爲缺失算力而缺席太空”,在“三體計算星座”指揮大廳,這句標語如同一顆明星,指引着這羣勇攀高峰的浙江科學家賡續前進。