【英伟达是如何应对太空算力芯片散热和辐射两大难题的?】
AI的未来在太空,而想要把数据中心搬上太空,人类还要面临很多难题。其中最大的两个难题是散热和太空辐射。
2026年的GTC大会上,黄仁勋亲自发布了一款名为Space-1 Vera Rubin的原生太空算力芯片,号称专为太空算力任务而生。
让我们一起来看看这个世界上最大的算力芯片公司,是如何在温差数百度、太阳辐射强烈且只能依靠辐射散热的极端太空环境,让一颗制程3nm、包含数百亿晶体管的芯片稳定工作的。
一、关于Space-1 Vera Rubin
要了解Space-1 Vera Rubin先得提到英伟达的新一代AI超级芯片平台Vera Rubin,关于Vera Rubin的参数这里就不赘述了,核心需要记住的就一点:Rubin平台采用了45℃全液冷方案,其进水温度从传统液冷的20-30度,提高到了45度,出水温度则从45度提升到了55度。
听起来有点奇怪,提升散热器的温度,芯片工作环境不会超标吗?后面我们再来解释。更有意思的是,在2026年3月的GTC大会上,黄仁勋在发布Space-1 Vera Rubin之前播放了一段关于starcloud的太空数据中心计划的视频。这是因为starcloud与planet labs、Axiom space等六家太空算力公司,是Space-1 Vera Rubin的首批用户。
而Space-1 Vera Rubin就是英伟达针对太空极端环境对Vera Rubin进行了散热和抗辐照加固的太空优化版本。那Space-1 Vera Rubin针对太空环境到底做了哪些优化设计呢?
二、芯片级抗辐照优化
首先是太空辐射。Space-1 Vera Rubin 针对太空辐射主要采用逻辑容错(锁步处理+ECC 纠错)与芯片级辐射加固方案。核心抗辐射措施包括:
锁步处理(Lockstep Processing):通过多核/多单元并行执行相同指令并实时比对结果,即时检测并纠正由单粒子翻转(SEU)引发的计算错误。
ECC 纠错码机制:在内存及关键数据通路部署增强型错误检测与纠正码,防止辐射导致的位翻转造成数据损坏或系统崩溃。
全套抗辐射加固:尽管英伟达并未公布具体工艺细节和总剂量耐受值TID等参数,但官方还是明确该模组采用了“全套抗辐射加固体系”。
总体来讲,英伟达应对太空算力抗辐照更多还是采用了在现有COTS平台上进行逻辑纠错+工艺加固的芯片级抗辐照优化。
而在COTS芯片加固方面,国内目前还做不到芯片级加固,这主要是因为国内高端算力芯片(尤其是7nm以下制程)还无法实现国产自主。大部分算力载荷只能走采购车规级COTS芯片、整体载荷封装加固的路径。
三、反直觉的高温液冷太空散热方案
在散热方面,Space-1 Vera Rubin给出的太空散热方案则更加的“反直觉”。其散热原理与货架版的Vera Rubin一致:通过提升液冷水的温度提升散热效率。现在我们来解释Vera Rubin将液冷进水温度提到45度的原因:
我们都知道,在太空的真空环境里,物体散热只能依靠热辐射,而根据Stefan–Boltzmann方程的描述,物体的辐射散热效率和它的温度的四次方成正比。也就是说,温度越高,散热效率越高。
Starcloud的联合创始人兼CEO Philip Johnston在主题演讲的提问环节爆料,Space-1 Vera Rubin的液冷温度设计甚至更高,其出水口温度可能来到了80度!这听起来很疯狂对吧,但实际上它在原理上确实是可行的。
Philip Johnston称如果把温度从50摄氏度提高到80摄氏度,换算成开尔文温度,热量大约只提升了10%,但实际上散热效率的提升可以减少近一半的散热器面积。
你好太空观察:
尽管一切听起来很美好,但Space-1 Vera Rubin的设计是否能够承受太空的极端辐射和散热环境仍是一个未知数。
据称,2026年下半年和2027年上半年,Starcloud等六家合作商将陆续搭载Space-1 Vera Rubin模块的算力卫星发射升空,以验证该平台的在轨表现和关键技术链路,你认为它的在轨表现会如何呢?
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