Эксклюзив 36Kr: Команда Университета науки и технологий Китая создала платформу для космических интеллектуальных вычислений и привлекла более 100 млн юаней

Автор | Цяо Юйцзе Редактор | Юань Силай *Эта статья объемом около 3500 слов, рекомендуемое время чтения — 7 минут.

Как стало известно 36Kr, компания «Чжункэ Мивэй» (Zhongke Miwei), специализирующаяся на космических интеллектуальных вычислениях и интеллектуализации спутников, недавно завершила раунды финансирования A1 и A2. Общая сумма двух раундов превысила 100 млн юаней. В число инвесторов вошли Bohua Capital, Matrix Partners China, Hillhouse Capital, Yushi Space,中新集团 (Sino-Singapore Group), Baidu Ventures, Xinrui Capital, Huakong Fund, Keda Silicon Valley Venture Capital и другие.

IO Capital выступила в качестве эксклюзивного финансового советника. Состав инвесторов в этом раунде охватывает капитал аэрокосмической отрасли, ведущие венчурные фонды и промышленные компании, что обеспечивает компанию ресурсами для дальнейшего расширения бизнеса в сфере космических интеллектуальных вычислений и основных систем умных спутников.

Что касается коммерческой космонавтики, по мере постоянного увеличения количества спутников, то, как обрабатывать огромные объемы данных на орбите, снижать нагрузку на передачу данных на Землю, а также делать спутники более интеллектуальными и способными к автономной работе, становится новой инфраструктурной потребностью.

«Чжункэ Мивэй» была инкубирована Университетом науки и технологий Китая (USTC) и Шанхайским центром процессоров. Команда на протяжении почти 10 лет непрерывно ведет разработки в области архитектуры интеллектуальных вычислений и космической инженерии. Основатель компании Ван Цзыянь ранее занимал должность вице-президента в одной из листинговых компаний по производству чипов для искусственного интеллекта, а члены команды соучредителей все являются выпускниками Школы программного обеспечения USTC.

«Чжункэ Мивэй» позиционирует себя как «создатель решений для космических интеллектуальных вычислений и интеллектуализации спутников», создавая архитектуру вычислений для нового поколения интеллектуальных созвездий по принципу «интеллект спутника — вычисления на острове, координированный интеллект спутника и острова». В настоящее время основные продукты компании включают высоконадежное аппаратное обеспечение для космических компьютеров, бортовую сервис-ориентированную операционную систему, а также вычислительную архитектуру для распределенной координации созвездий.

На аппаратном уровне «Чжункэ Мивэй» выпустила полностью отечественную гетерогенную интеллектуальную вычислительную систему «Хунхуан» (Honghuang), охватывающую различные формы: от модулей до整机 и целых систем. Этот продукт обладает четырехуровневой надежностью (аппаратное обеспечение, прошивка, программное обеспечение, система), поддерживает работу в суровых условиях радиационного облучения на всех орбитальных плоскостях и в основном решает проблему плотных интеллектуальных вычислений на спутниках в условиях ограниченного энергопотребления, ограниченного объема и сильного радиационного фона. В то же время он поддерживает совместную работу различных типов чипов, таких как CPU, GPU, NPU и FPGA.

Вычислительная мощность может комбинироваться модульно по требованию, а вычисления и тепловое управление поставляются в едином комплексе, охватывая потребности в космических вычислениях от десятков TOPS до десятков POPS.

(Источник изображения: компания)

На программном уровне «Чжункэ Мивэй» представила сервис-ориентированную операционную систему «Сюаньхуан OS» (Xuanhuang OS) для гетерогенных интеллектуальных вычислений. Она выполняет унифицированную абстракцию базового оборудования различных типов вычислительных мощностей, позволяя разработчикам не писать код и адаптировать его отдельно для разных чипов. Вместо этого они могут вызывать базовые вычислительные мощности через единую программную среду, что снижает порог разработки и развертывания интеллектуальных приложений и повышает эффективность итераций алгоритмов.

(Источник изображения: компания)

Помимо обеспечения отдельных спутников интеллектуальными вычислительными мощностями, компания самостоятельно разработала координированную вычислительную архитектуру «спутник — остров». Здесь «спутник» относится к сенсорным спутникам, оснащенным интеллектуальными вычислительными мощностями, а «остров» — к спутникам-узлам вычислительных мощностей, развернутым в космосе, которые обеспечивают сенсорные спутники пополнением и доступом к орбитальным вычислительным ресурсам. В рамках этой архитектуры спутники могут формировать координацию с другими спутниками и космическими узлами вычислительных мощностей.

Отдельный спутник может выполнять на орбите распознавание целей, планирование задач, интерпретацию данных и т. д. В то же время для задач с более высокими требованиями к вычислениям могут задействоваться вычислительные мощности других узлов.

(Источник изображения: компания)

С точки зрения пути коммерциализации, «Чжункэ Мивэй» в настоящее время сформировала многоуровневую модель обслуживания: от стандартных продуктов до системных решений. С одной стороны, компания может поставлять стандартизированные аппаратные и программные продукты, такие как модули и整机 «Хунхуан»; с другой стороны, она может предоставлять кастомизированные интеллектуальные вычислительные системы для различных спутниковых задач, расширяя поддержку до помощи предприятиям по производству спутников и операторам созвездий в гибкой, оперативной и более экономичной разработке, промышленном производстве и других услугах.

В настоящее время продукты «Чжункэ Мивэй» уже применяются в коммерческой космонавтике, в национальных крупных специальных проектах, пилотируемой космонавтике и глубоком исследовании космоса. По данным компании, благодаря накопленному за почти десять лет опыту, команда уже обеспечила работу четырех спутников с вычислительными продуктами на орбите, причем максимальное время работы на орбите приближается к 5 годам. В настоящее время компания разрабатывает более 25 продуктов и является единственной в Китае компанией, способной поставлять полностью отечественные космические вычислительные продукты для низких, средних и высоких орбит.

Ниже приведены избранные фрагменты беседы 36Kr с основателем Ван Цзыянем:

36Kr: Команда начала разработку концепции «вычислительные мощности в космосе» в 2018 году. В чем разница между тогдашними разработками и нынешними?

Ван Цзыянь: Вся работа по отправке вычислительных мощностей в космос постоянно эволюционирует вместе с развитием отечественной полупроводниковой и базовой промышленной цепочки. На раннем этапе мы использовали чипы с относительно небольшой вычислительной мощностью и энергопотреблением, решая задачи вывода небольших моделей. Кроме того, задачи, которые помогли нам сформировать наш опыт, предъявляли крайне высокие требования к космической инженерии.

Переход от 0 до 1 был огромным вызовом, но он стал для нас всесторонней и комплексной тренировкой возможностей, что стало нашим преимуществом.

Сейчас вычислительные возможности чипов постоянно растут, техпроцессы преодолевают новые рубежи. Для современных разработок вызовы носят всесторонний характер. Мы всегда сосредотачиваемся на двух отправных точках: инженерной реализуемости и коммерческой замкнутости.

Необходимо учитывать ограничения рабочей среды спутниковой платформы, проблемы радиационной стойкости мощных устройств и отвода тепла в вакууме, а также оптимизацию адаптации к бортовым приложениям и оптимизацию общей вычислительной архитектуры в условиях сильно изменяющейся и нестационарной среды связи. Это требует от команды очень широкого технологического стека и предъявляет более высокие требования к инженерным возможностям.

36Kr: От ранних чипов с малой вычислительной мощностью до нынешних крупногабаритных вычислительных нагрузок — какие технические трудности возросли? С какими проблемами сталкиваются аппаратное и программное обеспечение?

Ван Цзыянь: Раньше у отправляемых в космос чипов были небольшие вычислительная мощность и энергопотребление, задачи спутников были весьма сфокусированными, и мы могли оптимизировать специализированную систему под конкретное приложение. Сейчас бортовые потребности приложений стали более обобщенными, а спрос на вычисления — большим. Столкнувшись с множеством различных ИИ-чипов, архитектурные различия и фрагментация программного стека становятся вызовом для обобщения приложений.

В то же время космические вычисления ограничены жесткими рамками энергоснабжения, веса, плотности энергопотребления и теплоотдачи. Архитектура системного программного обеспечения должна адаптироваться к этим экстремальным условиям: операционную систему, планирование задач и распределенную координацию необходимо проектировать заново.

Если взглянуть на конкретный аппаратный уровень, то для крупномасштабных вычислений...