HPE muốn đưa AI lên Mặt Trăng trước cuối năm 2026

Trong khi các trung tâm dữ liệu ngoài không gian vẫn chủ yếu nằm trên bản vẽ, HPE đang chuẩn bị cho một thử nghiệm cụ thể hơn: đưa máy tính chạy trí tuệ nhân tạo lên bề mặt Mặt Trăng trước cuối năm 2026.

Thiết bị mang tên Spaceborne Computer 4, gọi tắt là SBC4, sẽ đi cùng xe tự hành FLIP của Astrolab. Theo kế hoạch, tên lửa Falcon Heavy của SpaceX sẽ đưa tổ hợp lên không gian, trước khi tàu đổ bộ Griffin-1 của Astrobotic vận chuyển xe tới khu vực gần Mons Mouton, ven cực nam Mặt Trăng.

Nhiệm vụ thuộc chương trình Dịch vụ vận chuyển tải trọng thương mại lên Mặt Trăng của NASA, thường được biết đến với tên viết tắt CLPS. Nếu hạ cánh an toàn, FLIP sẽ trở thành nơi thử nghiệm nhiều công nghệ trong khoảng một năm, trong đó có khả năng xử lý AI và tính toán hiệu năng cao ngay trên bề mặt thiên thể này.

HPE chưa công bố tên chip bên trong SBC4. Theo thông tin được chia sẻ, đối tác cung cấp bộ xử lý không muốn thương hiệu bị gắn với một sự cố phần cứng trong nhiệm vụ có mức rủi ro cao. Chi tiết hơn về cấu hình được kỳ vọng sẽ xuất hiện sau khi hệ thống bắt đầu hoạt động.

Những gì đã được xác nhận gồm bộ xử lý trung tâm tiết kiệm điện, bộ xử lý đồ họa và hai ổ lưu trữ thể rắn Kioxia với tổng dung lượng 1 TB. Bộ xử lý đồ họa, hay GPU, có khả năng thực hiện nhiều phép tính song song, phù hợp với xử lý hình ảnh và nhiều tác vụ AI.

SBC4 chỉ có kích thước khoảng 12,7 × 25,4 cm, dày khoảng 2,5 cm. Sự nhỏ gọn này phản ánh giới hạn thực tế của xe tự hành: điện năng không dư dả, còn bộ tản nhiệt chỉ có thể thải một lượng nhiệt nhất định. Bởi vậy, mục tiêu không phải nhồi vào xe một siêu máy tính thu nhỏ bằng mọi giá, mà là cân bằng giữa năng lực xử lý, điện năng và khả năng sống sót.

NASA dự kiến thử nghiệm các mô hình ngôn ngữ lớn đã được tinh chỉnh trên SBC4. Đây là loại mô hình AI có thể xử lý và tạo ngôn ngữ, nhưng quy mô cụ thể của những mô hình dành cho nhiệm vụ này chưa được tiết lộ.

Một thử nghiệm sẽ sử dụng kỹ thuật tạo sinh tăng cường truy xuất, gọi tắt là RAG. Thay vì chỉ dựa vào kiến thức đã học, hệ thống tìm thông tin trong kho tài liệu liên quan rồi sử dụng nội dung đó để hỗ trợ trả lời. Trên FLIP, cách tiếp cận này sẽ phục vụ việc tra cứu và diễn giải tài liệu lưu sẵn trên xe.

SBC4 còn chạy các thuật toán học máy để phân tích dữ liệu từ camera và LiDAR. LiDAR là công nghệ dùng xung laser để đo khoảng cách, giúp mô tả hình dạng và cấu trúc không gian xung quanh.

Song song với AI, HPE sẽ thực hiện các bài đo hiệu năng tính toán hiệu năng cao, hay HPC, gồm HPL và HPCG. Hai phép thử này đánh giá khả năng giải những bài toán số học nặng theo các cách khác nhau. HPE và Astrolab kỳ vọng kết quả sẽ tạo cơ sở cho lần gửi dữ liệu đánh giá tới bảng xếp hạng siêu máy tính Top500 đầu tiên từ một thiên thể ngoài Trái Đất.

Mặt Trăng đặt ra hàng loạt thử thách: rung động khi phóng và hạ cánh, nhiệt độ biến động mạnh, tia vũ trụ cùng bức xạ Mặt Trời. Khác với Trái Đất, nơi đây không có lớp khí quyển dày và từ trường toàn cầu để bảo vệ thiết bị.

Dù vậy, SBC4 phần lớn được lắp từ linh kiện thương mại có sẵn. Hai ổ Kioxia BG6 dạng M.2 được bảo vệ chủ yếu bằng RAID 1 triển khai qua phần mềm. Đây là cách lưu dữ liệu theo dạng bản sao trên hai ổ, giúp hệ thống có thể chuyển sang ổ còn lại nếu một ổ gặp sự cố.

Mark Fernandez, nhà khoa học trưởng phụ trách công nghệ và giải pháp không gian của HPE, cho biết kinh nghiệm vận hành máy tính trên Trạm Vũ trụ Quốc tế đã giúp hãng tự tin hơn với cách làm này. Những lỗi ổ lưu trữ trong giai đoạn đầu, theo ông, bắt nguồn từ tụ điện lỗi chứ không phải bức xạ; ông cho biết chưa ghi nhận thêm lỗi SSD kể từ năm 2019 trong các hệ thống mình theo dõi.

Lớp bảo vệ quan trọng khác là phần mềm liên tục giám sát trạng thái phần cứng. Khi thông số vượt ngưỡng, SBC4 có thể giảm tốc độ xử lý, ngừng chạy tác vụ hoặc tắt nguồn để tránh hư hỏng. HPE gọi cách tiếp cận này là gia cường độ bền phần cứng bằng phần mềm.

Lý do thiết thực nhất nằm ở đường truyền. Thời gian liên lạc khứ hồi giữa Trái Đất và Mặt Trăng vào khoảng 2,5 giây, đủ khiến điều khiển tương tác từ xa trở nên kém thuận tiện. Băng thông hạn chế cũng khiến việc liên tục gửi toàn bộ hình ảnh và dữ liệu cảm biến về mặt đất khó khả thi.

SBC4 áp dụng điện toán biên: xử lý dữ liệu gần nơi dữ liệu được tạo ra, thay vì chuyển tất cả về một trung tâm ở xa. Với FLIP, nơi xử lý đó nằm ngay trên xe tự hành.

Theo giám đốc điều hành Astrolab Jaret Matthews, điều quan trọng là ưu tiên gửi những thông tin có ý nghĩa về Trái Đất thay vì toàn bộ dữ liệu thô. Camera, LiDAR và cảm biến môi trường có thể thu thập dữ liệu tại chỗ; máy tính trên xe xử lý trước, qua đó giảm tải cho kết nối về mặt đất.

Đây cũng là điểm khác biệt giữa SBC4 và ý tưởng xây dựng trung tâm dữ liệu trên quỹ đạo. Hệ thống của HPE trước hết giải quyết nhu cầu tính toán phát sinh ngay trong một nhiệm vụ không gian, không phải thay thế các trung tâm dữ liệu phục vụ người dùng trên Trái Đất.

Dài khoảng 2,13 m và nặng khoảng nửa tấn, FLIP không chỉ mang theo máy tính của HPE. Xe còn tích hợp camera, cảm biến, tấm pin Mặt Trời, bộ tản nhiệt và các công nghệ cần được kiểm chứng trước những nhiệm vụ tiếp theo.

Đáng chú ý là bộ bánh xe lớn do Venturi Space phát triển, được thiết kế để có đặc tính đàn hồi tương tự lốp hơi nhưng không dùng không khí hay cao su. Loại bánh này cũng được dự kiến sử dụng trên xe CLV-1 của NASA, với lịch phóng năm 2028.

Với SBC4, bài kiểm tra không kết thúc khi máy tính bật nguồn thành công. Hệ thống còn phải duy trì hoạt động qua những biến động nhiệt và các giai đoạn ban đêm kéo dài khoảng 14 ngày. Nhiệt sinh ra từ những tác vụ tính toán nặng thậm chí có thể hỗ trợ giữ ấm cho xe.

Nếu nhiệm vụ diễn ra đúng kế hoạch, giá trị lớn nhất sẽ không nằm ở danh hiệu máy tính mạnh nhất Mặt Trăng, mà ở việc chứng minh một hệ thống nhỏ gọn, dùng nhiều linh kiện thương mại, có thể xử lý dữ liệu hữu ích tại nơi cách Trái Đất hàng trăm nghìn kilômét.