구글, 10월 1일 TPU 4개 탑재 위성 발사… '우주 데이터센터' 첫 실물 검증

구글이 자사 AI 가속기를 실은 시험 위성을 이번 주 우주로 보낸다. 태양광 위성에서 AI 연산을 하겠다는 구상을 실제 궤도 환경에서 처음 확인하는 단계다.

구글은 지난 24일(현지시간) 공식 블로그를 통해 이번 초기 발사가 스페이스X의 트랜스포터-18 합승 임무로 진행되며, 위성은 위성 기업 플래닛과 함께 개발했다고 밝혔다. 구글은 발사 시점을 ‘다음 주’로만 밝혔지만, 여러 외신은 10월 1일 캘리포니아 반덴버그 우주군 기지에서 팰컨9 로켓으로 발사된다고 보도했다.

MVP로 불리는 이 위성의 규모는 크지 않다. 위성에는 구글 트릴리움 세대 TPU 4개가 실리고, 약 1kW급 태양광 패널이 전력을 공급한다. 탑재된 연산 능력은 상용 데이터센터보다는 서버 1대에 가까운 수준이며, 위성은 계획대로라면 1년간 궤도에서 운용된다.

구글은 이번 임무가 데이터센터 가동과는 거리가 있다고 선을 그었다. 목표는 TPU가 우주 비행 과정의 물리적 부담과 방사선, 극한의 온도 변화를 어떻게 견디는지에 대한 궤도 데이터를 모으는 것이다. 궤도에 안착해 칩이 켜지면, 구글은 이후 몇 달간 방사선에 의한 칩 오류, 반복되는 온도 변화에 따른 부담, 태양광 패널이 예상보다 빨리 열화되는지 등을 살필 예정이다.

첫 관문은 발사다. 로켓이 저궤도에 도달하는 약 10분 동안 위성 전체에 중력의 최대 10배에 이르는 하중이 걸리고, TPU 같은 개별 부품에는 50~100g의 충격이 가해질 수 있다. 구글은 이에 대비해 위성을 세 축 방향으로 강하게 흔들어 로켓 발사 진동을 재현하는 시험을 거쳤다.

방사선 내구성은 지상 실험에서 일부 확인됐다. 구글은 UC데이비스 크로커 핵연구소의 양성자 빔 시설에서 AI 연산을 돌리며 TPU에 방사선을 쐈고, 트릴리움 TPU는 5년 우주 임무 동안 받을 누적 방사선량보다 많은 양을 견뎠다. 다만 취약점도 드러났다. 고대역폭메모리(HBM)가 누적 방사선에 가장 민감했고 일부 수정 불가능한 오류가 나왔는데, 구글은 추론 작업에는 수용할 만한 수준으로 봤지만 학습 작업에 미치는 영향은 추가 연구가 필요하다고 했다.

가장 까다로운 문제로는 열이 꼽힌다. 진공 상태에서는 공기로 열을 식힐 수 없어 구글은 히트파이프와 방열판을 결합한 냉각 방식을 적용했고, 이번 실험에서는 TPU를 한 번에 약 15분 가동한 뒤 식히기 위해 멈추는 방식으로 성능을 확인한다. 전력은 충분해도 열을 내보낼 수단이 제한돼 연속 운전이 어렵다는 뜻이다.

구글이 우주에 주목하는 이유는 전력이다. 구글에 따르면 저궤도 위성은 거의 끊김 없이 햇빛을 받아 지상보다 최대 8배 많은 태양광 전력을 만들 수 있다. 장기적으로는 위성 1기마다 수십 개의 TPU를 싣고 여러 위성에 연산 작업을 나누는 위성군을 구상하고 있다. 구글이 공개한 논문은 반경 1km 안에 위성 81기를 묶는 클러스터를 기본 모델로 제시했지만, 기술적·물류적 과제가 크고 최종 규모는 바뀔 수 있다고 밝혔다.

프로젝트 선캐처는 2025년 11월 처음 공개됐다. 당시 구글은 2027년 초까지 플래닛과 시제 위성 2기를 발사해 TPU 하드웨어의 우주 작동과 위성 간 광통신을 활용한 분산 연산을 검증하겠다고 했다. 이번 MVP 위성은 그보다 앞서 진행되는 조기 시험이며, 위성 2기 계획은 여전히 2027년 일정으로 남아 있다. 위성 간 광통신은 아직 지상 실험 단계다. 벤치 규모 시연에서 송수신기 한 쌍으로 방향별 800Gbps, 합계 1.6Tbps를 기록했지만 이는 궤도가 아닌 실험실 결과다.

경제성은 발사 비용에 달려 있다. 구글은 발사 비용이 kg당 약 200달러 수준으로 내려가야 지상 데이터센터 전력비와 비슷해질 수 있다고 보는데, 분석에 적용한 현재 비용은 kg당 약 3600달러로 목표치의 18배다. 구글은 이 조건이 2030년대 중반쯤 충족될 수 있다고 본다.

우주 데이터센터 경쟁도 이미 시작됐다. 2025년 11월에는 스타트업 스타클라우드가 엔비디아 H100을 탑재한 스타클라우드-1 위성을 발사했다. 스페이스X도 궤도 AI 데이터센터 계획을 내놓고 미국 연방통신위원회(FCC)에 관련 신청을 했다. 구글 TPU가 궤도에 오르는 것은 이번이 처음이지만, AI 칩 자체가 우주에 간 첫 사례는 아니다.

업계에서는 당장 상용화는 어렵다는 시각이 많다. 우주 데이터센터가 곧바로 지상 시설을 대체하기보다는, 위성이 만든 데이터를 궤도에서 바로 분석하는 엣지컴퓨팅 형태부터 쓰일 것이라는 전망이 나온다.

<마켓잉크 장경호 기자>

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