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欧宝登录app入口:「云」计算已经不够了这家公司想建「太空数据中心」

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  截至 2022 年初,马斯克的 SpaceX 已经发射了超过 2000 颗星链 (Starlink) 卫星。最终,星链星座将达到约 42000 颗卫星。亚马逊 Kuiper 项目也计划在 2022 年开始发射卫星,整个星座将最终达到 3236 颗卫星。而在中国,也出现了一批商业卫星公司。  在艾可萨科技联合创始人王玮看来,太空数据中心必然会出现——因为未来十年,太空数据的爆发式增长要远远高于星地之间传输带宽的增长能力,这意味着早晚有一天来自于太空的数据无法全部回到地面储存和处理。因此,星上在

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  截至 2022 年初,马斯克的 SpaceX 已经发射了超过 2000 颗星链 (Starlink) 卫星。最终,星链星座将达到约 42000 颗卫星。亚马逊 Kuiper 项目也计划在 2022 年开始发射卫星,整个星座将最终达到 3236 颗卫星。而在中国,也出现了一批商业卫星公司。

  在艾可萨科技联合创始人王玮看来,太空数据中心必然会出现——因为未来十年,太空数据的爆发式增长要远远高于星地之间传输带宽的增长能力,这意味着早晚有一天来自于太空的数据无法全部回到地面储存和处理。因此,星上在轨的计算和存储能力将是近期亟待发展的技术能力。

  太空数据中心的概念从而何来?会带来哪些新的应用场景?最近我们邀请到了艾可萨科技联合创始人王玮,一起聊了聊太空数据中心的技术现状与商业前景。

  1、客观公正地说,中国 60 年航天经验积累的最优秀领域是航天工程经验的积累。

  2、太空数据中心应该是功能节点,本身不负责产生数据,只负责收拢数据,帮助数据留存,帮助数据处理和分发。

  3、太空数据中心的市场需求是源于太空数据的爆发,以及我们技术发展跟不上太空数据爆发的速度。

  4、卫星工业化会让整个卫星组部件的上游企业受益,因为卫星工业化的前提是组部件的标准化。

  5、轨道容量的大小不阻止卫星数据的增长,卫星的数据增长是以卫星自己的迭代能力维度来增长的。

  王玮:艾可萨(EXA)取自一个存储的海量单位 Exabyte(EB,百亿亿字节)。现在大家常用的存储单位是 GB(Gigabyte),1024GB 等于 1TB,1024TB 等于 1PB,1024PB 等于 1EB。我们最开始是做存储的,用这么大的海量存储单位作为名称,也代表了我们作为存储行业创业者的一些情怀。

  王玮:我们的核心技术能力依托于创始人朱荣臻、刘第的经验,他们曾经在国内 SSD 存储行业的一家上市公司做研发,也因此我们的核心团队拥有两个在国内相对稀缺的能力。

  第一个是存储控制器芯片的设计能力,eMMC 存储芯片国内不少厂商都可以做,但是能做到千万级量产销售的不多,艾可萨科技在创立之初就拥有芯片设计和存储系统的设计能力。

  同时我们还有阵列控制算法的能力,这些都是可以帮助我们进入到航天领域的核心技术点。

  两位创始人当时做的比较成功的产品叫 eMMC 存储模组,卖到千万量级以后,公司又开始转入到存储颗粒的研究。但存储颗粒一直被跨国公司垄断,当主控芯片跟 Flash 不能配合的时候,产品就没有办法再做功能性的迭代了。因为这样的原因,可能很长时间的研发都付诸东流了。

  做存储的主控生意在中国是一个很难的问题,整个生态环境被卡住了,我们没有好的工具使用,没有好的市场和生态为芯片创业者提供好的资源。所以在那一刻,艾可萨科技的创始人就意识到,如果解决不了国产 NAND Flash 的商业化问题,那么就应该去找一个足够封闭垂直的领域,这个领域对供应链和价格都不够敏感,它的封闭性可以保护企业能达到一定的规模。艾可萨科技能够创业其实跟这一段经历是有关系的。

  Founder Park:从偏消费领域的存储设备转移到航天领域,当时是有什么契机吗?

  王玮:航天的未来是大有可为的,这个市场马上会有一个爆发增长的机会,但是我个人认为,不是我们选择了航天,而是航天选择了我们。我们主动选择航天市场,听上去好像高瞻远瞩一样:看到了一个市场机会,敏锐的早于别人进入到这个市场。

  其实不是,航天在中国一直是一个封闭式的市场,它的应用场景其实是对市场不可见的,但是我们客观公正的说,中国 60 年的航天经验,更多的是航天工程经验的积累,航天工程经验的积累不包含元器件芯片的底层技术,航天只是积累了使用这些芯片的经验,并不具备围绕自身应用特点定制设计这些芯片的能力。当时我们是以外协的身份帮助科研院所做了一款大容量的星载存储系统,才看到这个应用场景,进而才有机会了解这个行业,最后选择在这个领域进行创业。

  所以我们是先实践,后选择。也就是说,中国过去 30 年通过消费类电子培养出的人才和市场,在航天市场开放后,由我们为代表引入到航天工业当中去,帮航天的电子系统做一些更新迭代,我们是经过这样的机会选择了这个赛道。

  Founder Park:之前看到您的采访,谈到说 2018 年看市场觉得航天是一个可商业化的领域,当时那个判断是怎么来的呢?

  王玮:2015 年是中国商业航天的元年,当时的商业卫星公司长光卫星对存储量的要求无法被现有的方案所满足。正是这个契机让艾可萨科技获得了第一份技术研发的合同。2018 年我们的第一个初样产品完成后,整个团队和产品受到了投资人的青睐,提供了我们创业的种子轮资金。也是在那个时间点,艾可萨科技最主要的几位创始人都陆续进入到团队。

  我们做完星载存储系统(AS3)的设计后,觉得应该在科研院所内部有一个存量市场的迭代,当时判断是可以做到中国存量市场百分之六七十的状态。但是航天的迭代周期非常之长,不只是做好、验证一个产品,等发射机会可能都要一年半载的时间。2018 年刚开始做的时候发现这个周期还是比我们判断的要长得多,但是商业航天新兴的商业市场让我们逐渐找到了信心。

  2018 年是中国商业航天无论是资本投入还是成立创业企业最多的年份,企业的成立必然代表着所有围绕他们的上游供应商都有市场和机会了。艾可萨科技也在这一年正式成立,当时我们没有特别完整的销售市场团队,都是由项目需求来牵引产品。2019 年我们就比较明确我们的产品场景和市场形态了。

  Founder Park:存储行业在大的消费领域好像还看不到太大的一个弯道超车的机会,导致一直处在一种追赶的状态。行业技术现状是怎么样的?

  王玮:我觉得一定要从应用端看这个问题。只有新的应用出现,才会出现赶超的拐点。

  另一方面,新的使用场景也会带来新的技术要求,比如使用环境的改变,就会对芯片可靠性的要求与以往不同,这也可以带来新的创业机会,比如新能源汽车的场景需求,再一个就是我们这种航天应用场景需求,都可以带来 IC 创业的机会。所以说做 IC 的创业人一定要看到新的应用,新的应用代表了新的市场。

  Founder Park:从民用转到航天领域做存储,技术要求有什么不同?

  王玮:消费类电子运行的环境,是相对良好的,航天这个环境是完全不一样的,它的高低温差,高能粒子辐射,包括真空环境下如何散热,其实都是需要围绕这个环境特定的。

  所以航天领域的应用环境最恶劣,因此它对可靠性的要求是最高的。我们航天所用的系统级芯片应该是最高可靠性的。太空环境是没有昼夜的概念,卫星绕地球一天要跑十五到十六圈,所以卫星面向太阳的时候,它的工作温度可能达到 100 多度以上,背向太阳的时候,它的工作温度要降到负四五十度。所以我们从芯片级别就开始筛选,然后系统做加固处理都是为了能让他在这样的温差环境下运行。随着轨道高度越高,我们面临的高能粒子辐射的状态就越来越严苛。

  所以航天应用,我们首先使用三模冗余设计,保证它的可靠性。然后我们还有一些数据的纠错保护,当数据被高能粒子打翻,我们能够用纠错技术来保证数据可靠。

  同时我们还会做一些抗辐照的设计,我们国家其实积累了很多抗辐照库,我们也采用了类似这样的抗辐照库的 IP 来保证这个芯片的运行是属于高可靠性的。抗辐照指标是航天行业的一个标准,我们其实是围绕这个行业标准来设计的,需要完成这一方面的认证,我们才可以说我们的设备是属于宇航级抗辐照的,比如说宇航级的存储控制器芯片。

  Founder Park:太空数据中心和我们理解的地面上用的数据中心,它们的区别是什么呢?太空数据中心的定义是什么?

  王玮:可能由于数据中心的概念已经比较具象了,所以大家脑子里想的是机房里的设备。但是如果用数据中心的功能性定义的话,它应该是个功能节点,本身不负责产生数据,只负责收拢数据,帮助数据留存,帮助数据处理和分发,这就是数据中心的定义。所以太空数据中心是在太空中有一个节点,负责收取数据,留存数据,协助处理和分发数据。它的形态应该是一个卫星或者是几颗卫星的星座组网,不会是一个机柜飘在上面。

  Founder Park:太空数据中心有实际需求吗?目前对数据传输的即时性有比较高的要求吗?

  王玮:未来来自于太空的数据将会爆发式增长。一是卫星数量会暴增,二是单颗卫星的存储容量每年以 3.5 倍的速度增长,未来 10 年我们判断来自于太空数据的增长至少会达到 2000 倍。

  现在所有来自于太空的数据都要传回地面来处理,即使星上处理能力的提升,以及星地传输能力的提高,都赶不上太空数据爆发的速度,因此太空数据的需求就出现了。

  太空数据中心出现的最必要的一个应用,也就是遥感应用。遥感应用现在的即时性越来越迫切,比如军方的战时需求,或者应灾需求,都需要遥感数据的及时性。所以即时性一直是遥感卫星发展的趋势,而卫星的智能化是迎合这一趋势最好的手段。

  王玮:现有的技术基本上可以了。这个世界上的有些事情还没发生,是因为资源还没有到位,其中有一大部分是钱,另外一部分是精力和关注。在太空数据中心这件事上,中国会比其他的航天国家需求更大。

  中国的地面站没有国外那么密集,我们的卫星效率也没有别人的卫星效率高。由于国外对我们建地面站有限制,再加上我们对自己的数据也有保护,所以我们的卫星要在轨一周到中国的地面站上空时,才能传输数据,而且传输时限很短。

  有意思的是,中国在被资源限制的情况下,反而发展出了最领先的星上存储能力;而国外可能一直致力于发展星间链路或者星地链路的传输技术上,这方面是需要我们尽快追赶的。

  Founder Park:航天产业链有可能会往太空数据中心的方向发展吗?

  王玮:我认为航天还远没到产业链的形成。围绕着卫星技术以及火箭技术提供组间配套的主力军还在科研院所,科研院所的历史使命是在国家委派的一些重大的底层技术的突破,它在产业化上肯定就没有那么强。太空数据中心的愿景在技术上是一个完整的拼图,需要这些企业成长到一定规模,有足够的资金去做一些迭代,让它的成本降下来,产业链才有适用的可能性。

  Founder Park:有其他的技术能够去降低太空数据中心产生的一个必然性吗?

  王玮:在一个封闭系统内,传输能力越高,计算能力越高,对存储的依赖就越小。但如果从一个更大的角度探讨,整个存储计算网络作为一个信息化的整体,它是并行发展的。也就是说,星上计算能力和传输能力的提高并不影响卫星大容量存储的发展,因为最重要的是应用的需求在提高。应用的发展会牵引所有的东西都会往应用的匹配度上去发展。

  王玮:太空数据中心是以星座组网的形式呈现,一定是各种轨道布局都有的。静止的 36000 公里轨道的高轨卫星是最好的,能永远对着一个地面站传输,但在商业上可能有待商榷,因为静止的轨道是极其稀缺的资源。

  所以我们可能会在低轨和中高轨上部署,五六百公里轨道是我们服务的对象,就是低轨卫星。我们应该是在 1000 到 1400 公里上布置卫星来收取数据,高轨可能在 2 万多公里的位置,也需要看以后资源的配置,无论是资本、成本,还是一些技术能力的可靠性。

  从理想模型上一定是静止的最好,但是从落地方面、结合各方面资源的限制,我们可能先从低轨和中低轨道开始,也就是大概 1000 多公里的轨道。

  王玮:艾可萨科技是有发卫星的计划的,不过是自主研发还是依托于现在成熟的公司合作,这个是开放的。在现在的时间节点,艾可萨科技最重要的是发挥太空数据中心的价值,其实就是解决遥感数据的处理和传输问题。长光卫星作为中国最好的商业卫星运营商,他们已经在思考如何提高卫星效率了。我们很希望跟长光一起来打造数据中心节点的概念,能帮助采集完遥感数据后,以更好的链路、更有效的数据状态传回来,同时节省地空带宽,这个其实也就是太空数据中心的概念。

  Founder Park:目前卫星都能够实现相对批量化的生产了,它在生产上处于一种怎样的状态?

  王玮:卫星工业化的本质是降低成本,这也是我个人认为商业航天在这个时期的历史使命。什么东西能让成本变得更低?我们的研发投入,只要能分摊到更多数量的卫星当中,单颗卫星的成本就能降低。卫星工业化会让整个卫星组部件的上游企业受益,因为卫星工业化的前提是组部件的标准化。

  美国 Planet 卫星公司是用智能手机的产业链去做遥感卫星,原本是一颗卫星要做的事情,现在用 10 颗卫星或者是 100 颗卫星去做,这就出现星座化的概念。当出现星座化的概念,一颗卫星坏掉的时候,维修成本和发射成本是特别低的。在保证这件事能做的情况下,我们用最小的成本去维护整个星座。星座的好处就是能提高重访频次,运维成本小,单颗星的制造成本小。

  同时我觉得轨道资源的现状大大地催生了卫星工业化的迫切性,Elon Mask 一下就把 6 万的轨道资源容量占了 42000 了。所有的国家都意识到要抓紧发展卫星工业化,让卫星低成本,能够造得越来越多,发到天上争取轨道资源,这就是现在的状态。

  一颗卫星,从研制、需求到论证、生产,也都需要一两年的时间。2015 年长光卫星成立,2020 年发射「一箭九星」,长光卫星的量产用了 5 年。我们可以关注一下 2023 年的数据,因为我们国家更多的商业卫星总体都是 2018 年成立,如果 5 年是个成熟期,那么 2023 年商业卫星数量应该会迎来一个量产的小爆发。

  Founder Park:目前的卫星生产,包括太空数据中心,它的生产标准化处于怎样的一种状态呢?

  王玮:商业航天一直在提标准化,大家都想推一套标准出来,但是用谁的标准呢?商业市场有自己的规则,就是谁给的订单越多,谁的形态就能成为标准,因为市场上它的成本最低,被市场选择的概率最大。

  Founder Park:太空数据增长推动了太空数据中心的发展,现在卫星是不是本身也处在一个智能化的一个浪潮中?

  Founder Park:遥感卫星对于数据的需求是一直存在的,还是最近刚爆发的?

  卫星现在有两个公认的趋势:小型化和智能化。小型化代表着发射成本和制造成本低,奔着低成本的趋势去的。而智能化是为了提高效率,这俩其实有矛盾的,所以就需要拆开功能,解耦来做。

  参考 IT 的发展历史,卫星作为边缘传感器,它的技术迭代需求为高质量数据采集,同时小型化、低成本;智能化交给更高轨道上的太空数据中心来做,这是未来的发展模型,也是因果关系导致的。而智能化就要保证足够的数据存储能力和计算能力,也是分工后不同的技术迭代路线。

  Founder Park:在卫星互联网建成前,对卫星的存储需求是否都不会有大的爆发?

  王玮:我认为卫星互联建成之前,存储的需求才更是大爆发的时间点。举个手机的例子,当前端摄像头拍的照片越来越清楚,一张照片可能达到 10GB 了,但是你想传给别人,传不出去怎么办?这个时候就是存储优先。更多人有传输数据的需求时,国家就会发展 5G、6G 了,就是互相逼迫的一个过程。

  信息基础建设有三方面,存储、计算、网络。我认为网络是优先的,要想富先修路,在信息基础建设上,那条路就是传输的通道,传输的通道修好了所有的应用都会跟得上。我们要先把传输的能力、通道的能力打通。

  Founder Park:低轨卫星的容量大概只有 6 万,是不是意味着数据爆发会到一个点可能就不再继续增长了,还是会持续?

  王玮:会持续。首先,在轨的卫星有使用寿命,拥有更强载荷能力的卫星会取而代之;其次,低轨布满了还有中高轨道的空间。卫星数据的增长一定是一个持续的过程。轨道容量的大小不阻止卫星数据的增长,卫星的数据增长是以卫星自己的迭代能力维度来增长的。

  Founder Park:如果太空数据中心真的出现了,会解锁什么样的应用场景,带来哪些想象空间呢?

  王玮:想象力应该保留在每个人自己的行业和经验里。不过我们能看到历史,能看到移动互联网这波浪潮在 4G 的基础建设完毕后,催生的各种生活方式的变化。

  所以我说先做基础建设。一定会有一个最迫切的应用催生出基础设施的建设,比如说我们认为的遥感应用或者太空备份应用,会让太空数据中心先出现。

  需求出现后。建设的时候一定会有余量,就如同云计算,也是因为有了闲置的算力和存储空间,慢慢才有了云计算一样。太空数据中心的余量可以支持太空直播、商业空间站、太空挖矿等。信息系统的规律是,数据是一定要靠近应用端的,这样才最有效率。

  王玮:首先会建立一个数据中继星的星座,它的作用是让数据在星间能互相传递,之后会在星间选择一个离地面最近的节点向下传输。以数据中继星为基础,在每一个数据中继星上都配置足够的算力、一定的算法以及大容量存储,这个就是太空数据中心实现的模型。路径一定是先验证计算和存储能力是否符合描述的场景,我们大概率会选择成熟的卫星制造商和运营商来验证。

  比如找长光的卫星,先买一个卫星平台,把载荷搭上去,卫星产生数据以后,运用我们的算法,发现确实节省了很多带宽,提升了数据效率。我们把这个东西当做产品卖给更多的用户,经过更多验证,产品、算法也会变得更加成熟。

  王玮:五年左右,最小的那个节点会出现。目前有一些客户的应用场景已经受到了数据链传输的限制。由于这个原因,他们会主动地尝试一些智能化的处理方式,我们已经计划在长光的卫星上多放几个数据存储模块,用来冗余、帮助留存数据和运算的。目前我们已经做到智能化了,接下来会验证一些激光通信的产品,国内外的可能都会尝试。

  在五年之内,一定会验证,有太空节点能接收、处理数据。我们的判断是看到数据节点已经有堵塞的情况了,主要看是否愿意投入足够的资源来解决这个问题。如果我们以最小型的规模建设,说不定可以提供一定的服务。

  Founder Park:实现这样的一个太空数据中心,我们面临最大的挑战是什么?

  王玮:最大的挑战是资源。作为一个初创团队,我们提出的这个愿景确实是蛮宏大的,也特别希望通过极客公园这样的渠道给我们一个发声的机会。因为它需要很多的资源,这些资源可能来自于资本,可能来自于国家政策,可能来自于一些志同道合的有能力的人。

  Founder Park:提出了关于太空数据中心这样一个特别宏大的一个视角,但路其实是一步一步走过去的。那现在做了哪些产品吗?

  王玮:我们已经有 11 套在轨的存储系统产品。给卫星配置大容量存储已经是一个比较成熟的系统方案了。卫星的智能化在算法上还是一个正在摸索的过程,智能化计算平台的运用也仍在探讨。目前有在使用的包括 GPU、DPU、还有 AI 的,这个还没有定论,但是我觉得一定是围绕遥感的应用来看。

  我们极力想打造的智能载荷(IPL),是一个智能算力平台以及大容量存储集成的产品,能直接为卫星平台提供算法,其实没有那么难。但是我觉得航天的验证周期特别长,可能我们会以搭载、验证的形式把这个东西先发上去。

  王玮:创新性来自于星上的处理。预处理是星上处理的一部分,能够把电信号数据变成可视化的图像数据。这个已经有非常优秀的团队和算法了,但还处于早期阶段,需要市场慢慢地提供机会来验证,把自己的价值展现给整个行业。其实在航天领域遇到的一个问题就是验证周期太长了,资本是以自然年来考核我们,但是我们接的项目没有一个是自然年内能完成的,这对于我们来说也是一个挑战。

  王玮:大容量存储是一个产品。艾可萨科技最核心的技术能力是芯片的设计能力,航天一直受限于自身的市场容量,没有办法芯片化。大家都说可以按照编程的逻辑单元 FPGA 来做,其实能产生芯片化的不多。

  艾可萨科技与科研院所合作研发了中国第一个宇航级的抗辐照存储控制器芯片 Bifort,是完全围绕着航天的应用来设计定制的芯片。我们和西安微电子研究所合作,选择了中国最先进的 3D 叠装技术,作出了一个方糖大小的存储模组。这个模组的体积小,重量、体积功耗都低,非常适合作为卫星工业化的标准化配套。

  王玮:航天行业有一个巨大的先发优势,当你的产品被验证在轨以后,随着你的在轨套数的增多,成本会继续下降,而且这个信任感是先天的,而且价格敏感性也不高。这个确实是航天这个赛道的创业优势,先行者已经先发验证了,后来者就很难靠成本优势争取市场。

  王玮:看怎么对标。我们作为航天存储存储的一个从业者,在这个时期不太看重竞争对手,更注重提升自己,能跟紧用户的需求就好。竞争看多了只能分心,而且也阻碍不了别人跑得更快。坦白讲我们是不担心竞争的,以我们自己的认知,卫星上的存储我们有很大的领先优势。我们已经有十一套在轨产品,今年年底应该会超过 25 套在轨。我们从芯片、算法、系统都围绕着航天应用的智能化的布局,在任何一个横截面上拿出一个产品做竞争,都是不担心的。

  以上嘉宾观点不代表 Founder Park 立场,也不构成任何投资建议。

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