Китайска компания предприема съвсем различен подход към предизвикателството на космическите изчисления – използвайки фотони вместо електрони. Guangbenwei Technology си партнира с Dongfang Tianxuan, за да разработи първия в света космически базиран фотонен изчислителен сателит и първия космически фотонен изчислителен полезен товар, отбелязвайки значително отклонение от електронната изчислителна парадигма, която доминира както в наземните, така и в орбиталните системи.
Космическите компютри са изправени пред три основни предизвикателства, които традиционните електронни чипове се борят да преодолеят. Първо, радиация: пространството е изпълнено с високоенергийни частици, които могат да причинят еднократни смущения, прекъсвания и постоянна повреда на устройството в конвенционалните силициеви чипове. Фотонните изчислителни чипове, които използват фотони като носители на информация, а не електрони, по своята същност са имунизирани срещу смущения от заредени частици, тъй като фотоните не носят електрически заряд, което не изисква специално екраниране от радиация.
Второ, разсейване на топлината: във вакуума на пространството няма конвективно охлаждане. Електронните чипове генерират значителна топлина, докато електроните се движат през проводници и транзисторите превключват състоянията. Фотонното изчисление, напротив, генерира незначителна топлина – фотоните се разпространяват през вълноводи без практически никакво разсейване на топлината, елиминирайки необходимостта от тежки охладителни системи, които консумират ценна маса и мощност на полезния товар.
Трето, ограничения на захранването: сателитите разчитат на слънчеви панели с ограничен капацитет за генериране и съхранение на батерии по време на орбитална нощ. Фотонните чипове имат почти нулева статична консумация на енергия, което директно се отнася до ограничените енергийни бюджети, които ограничават възможностите за орбитални изчисления. Комбинацията от радиационен имунитет, минимално генериране на топлина и ниска консумация на енергия прави фотонните изчисления естествено подходящи за базирана в космоса AI обработка.
Предимството на системно ниво е значително: при еквивалентно тегло на полезен товар, фотонните изчисления могат да осигурят драматично по-голям изчислителен капацитет от електронните алтернативи. Традиционните сървърни архитектури, проектирани за наземни центрове за данни — включително процесори, графични процесори, системи за охлаждане и радиационно екраниране — консумират значителен обем полезен товар, оставяйки ограничено място за реални изчисления. Подходът на NVIDIA за интегриране на CPU и GPU в компактни модули за своята инициатива Space-1 Vera Rubin представлява един отговор, но фотонните изчисления отиват по-далеч, като елиминират изцяло топлинната и енергийната инфраструктура.
По-специално, фотонните изчислителни чипове не изискват усъвършенствана ултравиолетова литография. Чипове, произведени по 45-нанометрови или дори по-големи възлови процеси, са достатъчни, тъй като фотонните изчисления се мащабират чрез мултиплексиране в оптичен режим – като се използва дължина на вълната, поляризация и пространствени размери – вместо транзисторна миниатюризация. Това производствено предимство е значително в контекста на контрола върху износа на полупроводници.
Преминаването на Guangbenwei Technology към орбиталните фотонни изчисления привлече вниманието, тъй като главният изпълнителен директор на Nvidia Дженсън Хуанг и изпълнителният директор на SpaceX Илон Мъск определиха базираните в космоса AI изчисления като стратегически приоритет. Мъск прогнозира, че задвижваните от слънчева енергия космически AI сателити могат да се превърнат в най-рентабилното изчислително решение в света до 2032 г., докато SpaceX според съобщенията проучва придобиването на компанията за оптични модули Mesh, за да подобри своите космически изчислителни възможности.