10월 1일 구글 TPU 위성, 우주 AI 첫 궤도 시험

구글이 10월 1일 인공지능(AI) 반도체를 탑재한 시제품 위성을 발사해 우주에서 AI 연산이 가능한지 검증한다. 이번 임무는 지상 데이터센터의 전력과 냉각 부담을 우주에서 줄일 수 있는지 확인하는 첫 궤도 시험이다.

구글은 프로젝트 선캐처(Project Suncatcher) 위성을 스페이스X의 Transporter-18 라이드셰어 임무로 발사할 예정이다. 위성은 발사 과정의 진동과 가속도, 우주 방사선, 진공 환경의 열 조건에서 구글 TPU가 작동하는지 확인한다.

위성에는 구글의 트릴리엄(Trillium) TPU가 탑재된다. Ars Technica는 위성에 TPU 4개가 들어가며, 구글이 생성형 AI 모델 제미나이(Gemini)를 실행해 궤도 환경의 성능을 측정할 예정이라고 보도했다.

다만 TPU는 냉각 능력의 한계로 약 15분 단위로만 작동한다. 진공 상태에서는 공기 흐름을 이용한 냉각이 불가능해 반도체에서 발생한 열을 우주로 방출해야 하기 때문이다.

구글은 열 파이프와 복사판을 결합한 냉각 방식을 열진공실에서 시험했다. 지상 데이터센터처럼 냉각 설비를 확대하는 방식과 달리, 위성 표면에서 열을 우주로 내보내는 구조다.

방사선 내구성도 핵심 시험 항목이다. 구글 연구진은 UC 데이비스 크로커 핵연구소에서 67MeV 양성자 빔을 이용해 TPU를 시험했다.

연구 논문은 트릴리엄 TPU의 고대역폭 메모리에서 누적 2krad(Si) 이후 불규칙성이 나타났지만, 단일 칩 시험 한도인 15krad(Si)까지 방사선에 따른 하드웨어 고장은 확인되지 않았다고 기록했다. 5년 임무에 필요한 총이온화선량은 약 750rad(Si)로 제시됐다.

선캐처의 전력 구상은 태양광에 기반한다. 구글은 낮과 밤의 경계에 가까운 태양동기궤도에서 위성이 지상보다 최대 8배 많은 태양광 발전량을 확보할 수 있다고 설명했다.

태양동기궤도는 위성이 특정 지역을 비슷한 태양 고도에서 통과하도록 설계한 궤도다. 구글은 태양광으로 AI 연산에 필요한 전력을 공급해 지상 데이터센터의 전력 확보 부담을 줄이는 방안을 연구하고 있다.

이번 발사는 플래닛(Planet)이 참여하는 2027년 초 위성 2기 임무와는 별개다. 구글이 2027년 초 위성 2기 발사 계획을 공개한 내용은 두 위성 간 고대역폭 통신 시험을 포함하지만, 이번 Transporter-18 임무는 단일 시제품 위성의 궤도 환경 검증에 초점을 둔다.

플래닛은 구글을 위해 시제품 위성 2기를 제작하고 두 위성 간 고대역폭 통신을 시험할 계획이라고 밝혔다. 해당 임무의 목표 시점은 2027년 초로 제시됐다.

구글의 장기 구상은 태양광 패널과 TPU, 위성 간 레이저 통신을 결합한 저궤도 컴퓨팅 클러스터다. 여러 위성을 편대로 운용해 우주에서 AI 연산을 수행하는 구조를 연구하고 있지만, 현재 단계는 설계와 성능 검증에 머물러 있다.

시장·업계의 공식 성능 평가는 아직 나오지 않았다. 플래닛 관련 Reddit 커뮤니티에서는 선캐처가 위성 사업 확대에 미칠 영향과 구글이 우주에서 추론 연산을 수행하려는 것인지에 대한 의견이 나왔지만, 이는 온라인 반응일 뿐 공식 사업 전망은 아니다.

이번 계획은 국내 AI·반도체 업계와 직접 연결된 사업으로 공개되지는 않았다. 다만 우주 환경에서 AI 반도체와 통신 시스템을 함께 운용하는 시험이라는 점에서 AI 인프라와 반도체 신뢰성 논의의 사례가 될 수 있다.

발사에 성공하더라도 발사 비용, 위성 유지보수, 방사선 오류, 냉각 효율, 위성 간 통신 안정성, 우주 잔해와 충돌 위험은 남는다. 프로젝트 선캐처의 상용 제품 전환 시점은 공개되지 않았다.