구글, AI 칩 TPU 첫 우주 궤도 시험 나서

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구글이 자체 개발한 AI 연산 칩 TPU(Tensor Processing Unit)를 실제로 우주 궤도에 올려 시험하는 첫 임무에 나설 예정이다. 구글은 자사 블로그를 통해 SpaceX의 '트랜스포터-18(Transporter-18)' 라이드셰어 미션에 프로토타입 위성을 실어 보내, TPU가 발사 충격과 우주 방사선, 극한의 열 환경을 견디는지 확인하는 시험에 들어간다고 밝혔다.[^1]

이 시험은 구글이 지난해 발표한 장기 연구 프로젝트 '선캐처(Project Suncatcher)'의 첫 궤도 실증 단계다. 선캐처는 지구 저궤도(LEO)에 태양광 발전과 AI 연산을 결합한 인프라를 구축할 수 있는지 탐색하는 프로젝트로, 저궤도 위성이 거의 끊임없이 햇빛을 받아 지상보다 최대 8배 많은 태양광 발전이 가능하다는 점에 착안했다. 구글은 이번 위성을 위성 영상 기업 플래닛(Planet)과 공동 개발했으며, 다음 단계 목표는 2027년으로 잡았다.

구글이 이번에 검증하려는 것은 크게 세 가지다. 첫째는 하드웨어가 발사 과정을 버티는지다. 로켓이 저궤도에 도달하는 데 걸리는 약 10분 동안 위성 전체는 중력의 최대 10배, 개별 칩 부품은 최대 50~100배에 달하는 가속도 하중(g-force)을 받는다. 구글은 이를 재현하기 위해 3축 진동 시험을 진행했고, 하드웨어가 예상보다 잘 버텼다고 밝혔다.

둘째는 방사선 내성이다. 대기권 밖에서는 태양 활동과 우주선(cosmic ray)이 전자 부품에 오류를 일으킬 수 있다. 구글은 UC데이비스 크로커 원자력연구소(Crocker Nuclear Laboratory)의 양성자빔 시설에서 자사 TPU '트릴리엄(Trillium)'에 AI 연산을 실제로 돌리며 방사선을 조사했고, 비트플립 같은 오류가 워크로드에 미치는 영향을 관찰했다. 그 결과 트릴리엄 TPU는 5년짜리 우주 임무에서 받을 것으로 예상되는 총 누적 방사선량보다 더 큰 선량을 견뎠다고 구글은 밝혔다. 다만 이는 지상 시설에서의 사전 검증이며, 실제 궤도 환경에서의 검증은 이번 발사가 처음이라고 구글은 설명했다.

셋째는 냉각 문제다. TPU는 좁은 면적에서 많은 열을 발생시키는데, 진공 상태인 우주에는 공기 흐름이 없어 지상에서 쓰는 공랭 방식이 통하지 않는다. 열을 방출하려면 오직 복사(radiator) 방식에 의존해야 한다. 구글은 열 파이프와 라디에이터를 결합한 냉각 방식을 열진공챔버에서 시험했으며, 실제 궤도에서 이 시스템이 작동하는지는 이번 발사를 통해 확인할 계획이라고 밝혔다.

구글은 향후 위성 한 대에 수십 개의 TPU를 탑재하고, 여러 위성을 군집으로 묶어 위성 간 통신을 통해 더 큰 규모의 AI 연산을 처리하는 구상도 함께 언급했다. 다만 이 부분에 대한 구체적인 기술 방식이나 시험 일정은 공개된 자료에 담기지 않았다.

이번 발사는 어디까지나 '하드웨어가 우주에서 살아남는가'를 확인하는 초기 단계 시험이며, 구글 스스로도 이를 "먼 미래를 내다본 장기 연구(moonshot)"라고 표현했다. 자율주행이나 양자컴퓨팅 연구가 그랬듯, 실용화까지는 수년에 걸친 반복 실험이 필요하다는 게 구글의 설명이다.

[^1]: Hacker News(구글 블로그 재게시), "Behind Project Suncatcher, our moonshot to put AI in space"

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