구글, 우주에서 제미나이 구동 실험…AI 칩은 15분마다 멈춰 식혀야

구글이 AI 칩을 궤도에 올릴 채비를 하고 있다. 칩들이 우주에서 가장 먼저 익혀야 할 일은 잠시 멈추는 법이다. 위성 기업 Planet과 함께 만든 냉장고 크기의 위성 MVP에는 구글의 텐서 처리 장치(TPU) 네 개가 실려 있다. 지상 데이터센터에서 Gemini의 질문에 답하는 데 쓰이는 것과 같은 계열의 칩이다. 궤도에 오른 뒤에는 한 번에 약 15분 동안 Gemini 모델을 실행하고, 라디에이터가 열을 우주로 방출할 수 있도록 잠시 가동을 멈출 예정이다.

이 짧은 휴식에 실험의 핵심이 압축돼 있다. 이번 발사의 배경이 된 구글의 연구 프로젝트 Project Suncatcher는 AI가 엄청나게 소비하는 전력을 가정과 병원, 공장도 의존하는 전력망 대신 태양에서 직접 얻을 수 있는지 묻는다. 적절한 궤도에서는 구름이 없고 밤도 거의 없어 태양광 패널이 지상에 같은 패널을 설치했을 때보다 최대 8배 많은 에너지를 모을 수 있다. AI 칩이 우주에서 버티며 작동할 수 있다면, 언젠가는 인터넷에서 전력을 가장 많이 쓰는 부분이 지구 밖으로 옮겨갈 수도 있다.

현재로서는 목표가 소박하다. MVP의 태양광 패널이 공급하는 전력은 약 1킬로와트로, 전자레인지 한 대가 소비하는 정도다. 칩 네 개의 연산 능력을 모두 합쳐도 지상 데이터센터 서버 한 대와 비슷한 수준이다. 구글은 이번 임무의 목적을 단순한 질문으로 설명한다. AI 하드웨어가 우주에서 작동할 수 있느냐는 것이다. 구글은 “우주에서만 시험할 수 있는 것들이 있다”며 “다음 주 첫 TPU를 궤도에 올리면 향후 발사에 참고할 데이터와 경험을 얻을 수 있을 것”이라고 밝혔다.

지상 시험 결과는 기대를 품게 한다. 구글은 로켓 발사를 재현하기 위해 하드웨어를 세 축 모두로 흔들었다. 로켓에 실린 개별 부품은 50~100g의 충격을 받을 수 있다. UC Davis의 Crocker Nuclear Laboratory에서는 AI 작업을 수행 중인 Trillium TPU에 양성자 빔을 쏘고, 비트가 뒤집히는 현상이 생기는지 살폈다. 구글의 Paradigms of Intelligence 팀 수석 디렉터 트래비스 빌스(Travis Beals)에 따르면 칩은 5년 임무 동안 흡수할 것으로 예상되는 양보다 더 많은 총방사선량을 견뎠다. 앞서 발표한 연구 논문에서 구글은 칩의 고대역폭 메모리가 예상 방사선량의 거의 세 배에 이르러서야 이상 징후를 보이기 시작했으며, 방사선량이 예상치의 20배에 달해도 칩이 완전히 고장 나지는 않았다고 밝혔다.

더 어려운 문제는 열이다. 15분이라는 제한이 이를 여실히 보여준다. 지상 데이터센터는 칩 사이로 공기를 불어 보내거나 물을 순환시켜 열을 빼낸다. 하지만 진공 상태에서는 열을 옮길 매개체가 없다. 따라서 MVP는 알루미늄과 구리로 된 히트 파이프를 통해 라디에이터로 열을 전달하고, 라디에이터는 훨씬 느린 방식인 적외선 복사로만 열을 방출할 수 있다. 실제 궤도 데이터센터를 구축하려면 기술자가 직접 수리할 수 없다는 점, 지상으로 답변을 보내는 데 걸리는 시간, 경제성이 요구하는 수준을 훨씬 웃도는 발사 비용도 해결해야 한다. 구글은 프로젝트 비용을 공개하지 않았다. 구글의 자체 연구에 따르면 궤도에서의 연산이 지상 데이터센터의 에너지 비용과 맞먹으려면 발사 비용이 킬로그램당 200달러 아래로 떨어져야 한다. 구글은 2030년대 중반쯤이면 이 수준에 도달할 수 있다고 전망한다.

현재 어느 시장에서도 Gemini 이용자가 체감할 변화는 없다. 모든 답변은 여전히 지구의 데이터센터에서 나오며, MVP가 내놓는 결과물은 새로운 서비스가 아니라 측정 데이터다. 이 경쟁에 뛰어든 곳도 구글만이 아니다. Yahoo Finance 보도에 따르면 SpaceX는 Nvidia 기술을 활용한 궤도 데이터센터 구상을 공개했으며, 이르면 2027년 말 발사를 목표로 하고 있다. 이 회사의 AI1 위성 설계는 지속적인 연산 능력으로 약 120킬로와트를 목표로 한다. MVP의 전력 한도보다 100배 이상 높은 수치다. 제프 베이조스(Jeff Bezos)와 OpenAI의 샘 올트먼(Sam Altman)도 궤도에서의 연산 구상을 지지해 왔다.

MVP는 Transporter-18 공동 탑재 임무의 일환으로, 10월 1일 캘리포니아주 Vandenberg Space Force Base에서 SpaceX Falcon 9에 실려 발사될 예정이다. 위성은 태양동기궤도 중에서도 새벽과 황혼을 따라가는 궤도를 돌며, 패널이 거의 끊임없이 햇빛을 받도록 한다. 약 1년 동안 작업을 수행할 것으로 예상되지만, 하드웨어는 대기권으로 다시 떨어지기 전까지 최대 6년간 궤도에 머물 수 있다. 구글은 2027년에 위성 두 대를 발사해 실제 위성군에 필요한 레이저 연결을 시험할 계획이다. 구글이 공개한 설계는 위성 81대가 서로 1킬로미터 이내의 거리를 유지하며 비행하는 군집을 구상한다.

발사 뒤 주목할 수치는 MVP의 연산 속도가 아니라 연산을 얼마나 오래 이어갈 수 있느냐다. 15분이 한 시간 가까이 늘어난다면 궤도 데이터센터는 공상과학이 아니라 공학의 문제로 보이기 시작할 것이다. 그렇지 않다면 AI의 전기요금은 계속 지구에 남는다.

태그: Google, Sam Altman, Gemini, SpaceX, 데이터센터, Planet