Même si les entreprises technologiques devraient dépenser plus de 5 000 milliards de dollars dans le monde pour des centres de données sur Terre d’ici la fin de la décennie, Elon Musk insiste sur le fait que l’avenir de la puissance de calcul de l’IA réside dans l’espace, alimenté par l’énergie solaire, et que les aspects économiques et techniques nécessaires à son fonctionnement pourraient s’aligner d’ici quelques années.
Au cours des trois dernières semaines, SpaceX a soumis à la Federal Communications Commission des plans pour un réseau d’un million de centres de données satellitaires. Musk a également déclaré qu’il prévoyait de fusionner sa startup d’IA, xAI, avec SpaceX pour poursuivre un centre de données orbital. Et lors d’une réunion à tous la semaine dernière, il a déclaré aux employés de xAI que l’entreprise aurait éventuellement besoin d’une usine lunaire pour construire des satellites d’IA et d’une catapulte géante pour les lancer dans l’espace.
« L’endroit le moins coûteux pour déployer l’IA sera dans l’espace », a déclaré Musk lors du Forum économique mondial de Davos en janvier. « Et cela sera une réalité d’ici deux ans, trois ans au plus tard. »
Musk n’est pas le seul à avoir cette idée. Le PDG d’Alphabet, Sundar Pichai, a déclaré que Google envisageait un concept « moonshot » pour un centre de données dans l’espace plus tard cette décennie. L’ancien PDG de Google, Eric Schmidt, a averti que l’industrie était confrontée à une « crise de pouvoir » et a évoqué l’infrastructure spatiale comme solution possible à long terme. Et le fondateur d’Amazon et de Blue Origin, Jeff Bezos, a déclaré que les centres de données orbitaux pourraient être la prochaine étape des projets spatiaux visant à profiter à la Terre.
Pourtant, alors que Musk et d’autres soutiennent que l’IA spatiale pourrait devenir rentable d’ici quelques années, de nombreux experts affirment qu’il reste encore des décennies avant d’arriver à une échelle significative, d’autant plus que la majeure partie des investissements dans l’IA continue d’affluer vers les infrastructures au sol. Cela inclut le supercalculateur Colossus de Musk à Memphis, dont les analystes estiment qu’il coûtera des dizaines de milliards de dollars.
Ils soulignent que même si un calcul orbital limité est réalisable, les contraintes en matière de production d’énergie, de dissipation thermique, de logistique de lancement et de coût font de l’espace un mauvais substitut aux centres de données terrestres dans un avenir proche.
Une pression croissante pour alimenter l’IA
Ce regain d’intérêt reflète la pression croissante exercée sur l’industrie pour trouver des moyens de contourner les limites physiques des infrastructures de la planète, notamment les réseaux électriques sous tension, la hausse des coûts de l’énergie et les préoccupations environnementales. Les discussions sur les centres de données orbitaux circulent depuis des années, principalement à titre de concept spéculatif ou à long terme. Mais aujourd’hui, selon les experts, le boom de l’IA est devenu encore plus urgent, car il s’appuie sur de plus en plus de puissances pour soutenir la formation et l’exécution de modèles d’IA énergivores.
« Beaucoup de gens intelligents croient vraiment qu’il ne faudra pas longtemps avant que nous ne puissions pas générer suffisamment d’énergie pour satisfaire ce que nous essayons de développer avec l’IA », a déclaré Jeff Thornburg, PDG de Portal Space Systems et vétéran de SpaceX qui a dirigé le développement du moteur Raptor de SpaceX. « Si c’est vrai, nous devons trouver des sources d’énergie alternatives. C’est pourquoi cela est si attrayant pour Elon et d’autres. »
Mais même si le concept de centres de données dans l’espace dépasse le domaine de la science-fiction, il est peu probable qu’il soit remplacé de sitôt par les installations d’IA à grande échelle actuellement en construction sur Terre.
« Les gens sont cyniques à ce sujet parce que ce n’est pas techniquement réalisable à ce stade », a déclaré Kathleen Curley, analyste de recherche au Centre pour la sécurité et les technologies émergentes de l’Université de Georgetown, qui étudie l’économie spatiale américaine. « Ils disent que le calendrier est 2030 ou 2035, mais je ne pense pas vraiment que ce soit possible. »
Thornburgh a reconnu que même si la physique sous-jacente est solide, les obstacles sont formidables. « Nous savons comment lancer des fusées, nous savons comment mettre des vaisseaux spatiaux en orbite, nous savons comment construire des panneaux solaires qui produisent de l’électricité », a-t-il déclaré. « Et des entreprises comme SpaceX montrent que les engins spatiaux peuvent être produits en série à moindre coût. Avec des engins spatiaux comme Starship, vous pouvez transporter de nombreux équipements en orbite. » Quant à savoir si essayer de déplacer les centres de données hors du sol pour exploiter l’énergie solaire en orbite est la bonne chose à faire, « c’est une évidence », a-t-il ajouté.
Mais la faisabilité ne signifie pas qu’il puisse être construit rapidement et à grande échelle, a prévenu Thornburgh. « Je pense qu’il y a toujours la question de savoir combien de temps cela va prendre », a-t-il déclaré.
le plus grand défi
Le premier et le plus fondamental des défis est celui du pouvoir. Faire fonctionner un centre de données d’IA en orbite nécessiterait d' »énormes » panneaux solaires qui n’existent pas encore, a déclaré Thornburg. Les puces d’IA d’aujourd’hui, y compris les GPU les plus puissants de Nvidia, nécessitent beaucoup plus d’énergie que ce que les satellites solaires actuels peuvent fournir de manière fiable.
Boon Oi, professeur à l’Institut polytechnique Rensselaer qui étudie les défis à long terme pour les semi-conducteurs, met l’échelle en perspective. Produire seulement 1 gigawatt d’électricité dans l’espace nécessiterait environ 1 kilomètre carré de panneaux solaires. « C’est très lourd et très coûteux à lancer », a-t-il déclaré. Bien que le coût du transport du matériel en orbite ait diminué ces dernières années, il coûte toujours des milliers de dollars par kilogramme, ce qui soulève la question de savoir comment réduire les coûts afin que les centres de données spatiaux puissent concurrencer économiquement les centres de données sur Terre.
Même en orbite, l’énergie solaire n’est pas constante. Comme les satellites traversent régulièrement l’ombre de la Terre, les panneaux solaires ne sont pas toujours dans la meilleure position par rapport au soleil. Dans le même temps, les puces IA nécessitent une alimentation stable et ininterrompue, même lorsque la demande augmente lors de calculs intensifs.
En conséquence, les centres de données en orbite auront également besoin de batteries embarquées plus grandes pour atténuer les fluctuations de puissance, a déclaré Josep Mikel Jornet, professeur de génie électrique et informatique à la Northeastern University. Jusqu’à présent, une seule startup, Lumen, a réussi à faire voler un seul GPU Nvidia H100 sur un satellite, a-t-il déclaré.
Le refroidissement est un autre problème non résolu. L’espace lui-même est froid, mais les méthodes utilisées pour refroidir les centres de données sur Terre (courants d’air, refroidissement liquide, ventilateurs) ne fonctionnent pas en vase clos. « Rien ne peut faire disparaître la chaleur », a déclaré Jornet. « Les chercheurs trouvent encore des moyens de dissiper cette chaleur. »
Parmi les autres obstacles figurent la congestion du trafic spatial et les retards de communication. Curley a déclaré que la quantité croissante de débris spatiaux en orbite terrestre basse nécessitera des systèmes autonomes anti-collision pour gérer et exploiter un grand nombre de satellites. De plus, pour de nombreuses charges de travail d’IA, la communication avec les centres de données via satellite est plus lente et moins économe en énergie que l’utilisation d’installations de connectivité terrestre par fibre optique.
« Si vous disposez d’un centre de données sur Terre, une connexion par fibre optique est toujours plus rapide et plus efficace que l’envoi de toutes les invites en orbite », a déclaré Jornet.
Des premiers essais, pas des remplacements de terre
Le consensus parmi les experts est que des projets pilotes à petite échelle pourraient voir le jour d’ici la fin de la décennie, mais rien n’approche l’échelle des centres de données terrestres d’aujourd’hui.
« Ce que nous verrons d’ici 2030, c’est une itération de conception », a déclaré Thornburgh, soulignant la recherche sur les panneaux solaires, les systèmes d’isolation thermique et le positionnement orbital. « Est-ce que cela se déroulera comme prévu ? Non. Est-ce que cela coûtera autant que nous le pensons ? Probablement pas. »
Il a ajouté que même SpaceX est encore loin de faire voler régulièrement ses fusées Starship à la cadence nécessaire pour prendre en charge une telle infrastructure. « Ils sont en tête, mais il reste encore du développement à terminer », a-t-il déclaré. « Je pense qu’il faudra au moins trois à cinq ans avant que nous puissions voir quelque chose qui fonctionne réellement correctement. Nous ne pourrons pas le produire en masse avant 2030 ou plus tard. »
M. Jornet partage également cette opinion. « Deux à trois ans, ce n’est pas réaliste compte tenu de l’ampleur promise », a-t-il déclaré. « Trois, quatre ou cinq satellites ensemble pourraient ressembler à un petit centre de données, mais ce serait des ordres de grandeur plus petits que tout ce que nous construirions sur Terre. »
Néanmoins, Thornburgh a mis en garde contre le rejet complet de l’idée d’un centre de données en orbite. « Vous ne devriez pas parier sur Elon », a-t-il déclaré, soulignant la longue histoire de SpaceX qui défie le scepticisme. À long terme, il est peu probable que la pression énergétique qui suscite l’intérêt pour les centres de données orbitaux disparaisse, a-t-il ajouté. « Les ingénieurs trouveront un moyen de faire en sorte que cela fonctionne », a-t-il déclaré. « À long terme, ce qui compte, c’est simplement le temps que cela prendra. »
