Vicor colabora con Spacechips para impulsar el procesamiento de la IA en órbita

Vicor, proveedor de soluciones de potencia de alta densidad, ha colaborado con Spacechips, que desarrolla soluciones electrónicas destinadas a satélites y vehículos espaciales, para diseñar un transpondedor fiable con la máxima densidad de potencia para procesamiento de la IA en órbita. El transpondedor AI1 de Spacechips, que tolera las radiaciones, es resistente y compacto, incorpora módulos de potencia de alta densidad de Vicor, establece una nueva referencia para el procesamiento de potencia y abre una nueva generación de computación y diseño de nuevas aplicaciones espaciales.

La demanda de satélites más pequeños que ofrezcan altas prestaciones computacionales y sistemas con procesadores fiables y robustos a bordo en misiones de cinco a diez años de duración está superando los límites de las FPGA y los ASIC más avanzados de muy alta integración, así como de sus redes de alimentación. Estos procesadores de alto rendimiento presentan unos exigentes requisitos de alimentación con baja tensión y alta corriente, a los cuales se suma un diseño del sistema caracterizado por la complejidad de la gestión térmica y los niveles de radiación en el espacio.

Como respuesta ante este desafío, Spacechips ha presentado su transpondedor AI1, una pequeña tarjeta procesadora instalada a bordo que contiene un acelerador de IA basado en una plataforma ACAP (Adaptive Compute Acceleration Platform). Este receptor/transmisor inteligente y reconfigurable alcanza un rendimiento de hasta 133 teraoperaciones por segundo (TOPS) que permite implementar nuevas aplicaciones de observación terrestre, mantenimiento, ensamblaje y fabricación en el espacio o ISAM (in-space servicing, assembly and manufacturing), inteligencia de señales (SIGINT), inteligencia, vigilancia y reconocimiento (ISR) y telecomunicaciones para computación autónoma en tiempo real, todo ello garantizando la fiabilidad y la durabilidad para completar misiones más largas.

“Muchos operadores espaciales simplemente no tienen el ancho de banda suficiente en el espectro de RF para descargar todos los datos que han adquirido para el procesamiento en tiempo real”, declaró Rajan Bedi, CEO de Spacechips. “Una solución alternativa consiste en realizar el procesamiento en órbita y descargar los conocimientos inteligentes”.

Los actuales vehículos espaciales de observación en órbita terrestre baja pueden establecer una línea de visión directa sobre una región determinada tan solo una vez cada 10 minutos, aproximadamente.

Si los satélites fueran entrenados para rellenar esas zonas ciegas mediante algoritmos de IA, los equipos de gestión de emergencias podrían tomar decisiones con más rapidez y mejor información cuando no es posible establecer una comunicación de alcance visual con la Tierra. Spacechips está recurriendo a estos potentes motores de computación con inteligencia artificial para que la IA en órbita aborde diversos problemas de conexión con la Tierra y relacionados con el espacio:

• Seguimiento de la basura espacial para evitar soluciones costosas.
• Monitorizar el estado de los sistemas de misión crítica en vehículos espaciales.
• Identificar patrones climáticos extremos.
• Informar sobre datos de pluviométricos que afecten gravemente a la producción agrícola.

Ante un entorno operativo con tantas limitaciones como el espacio, la computación basada en IA exige una gestión muy precisa de la alimentación. Esta necesidad se ve agudizada por el creciente número, alcance y variedad de misiones que requieren diferentes de tipos de vehículos espaciales y una mayor dependencia de algún tipo de energía solar para suministrar la alimentación adecuada.

Esto ha llevado a Spacechips a colaborar con Vicor para incorporar la arquitectura FPA (Factorized Power Architecture) de Vicor en módulos de potencia de alta densidad instalados en la tarjeta transpondedora AI1 de Spacechips.

FPA es un sistema de alimentación cuyo diseño separa las funciones de conversión CC/CC en módulos independientes. En los módulos tolerantes a la radiación de Vicor, el módulo convertidor de bus (BCM) proporciona el aislamiento y la reducción de la tensión hasta 28V, mientras que el módulo prerregulador (PRM) asume la regulación hasta un módulo transformador de tensión (VTM) o un multiplicador de corriente que se encarga de la transformación de 28V CC a 0,8V.

El valor de la solución de Vicor, según Bedi, es su pequeño tamaño y su alta densidad. Esto mejora su eficiencia y su flexibilidad gracias a la reducción del tamaño y el peso, y alcanza una mayor densidad de potencia, especialmente en aplicaciones de computación de alto rendimiento.

La adopción del sistema de alimentación FPA de Vicor permite que Bedi ayude a los operadores de telecomunicaciones y SIGINT a realizar el procesamiento a bordo en tiempo real cargando de manera autónoma los planes de frecuencia de RF, la canalización, la modulación y los estándares de comunicación dependiendo de las necesidades del tráfico en cada momento. Los módulos convertidores de potencia de Vicor también incorporan una etapa doble de potencia que en las aplicaciones espaciales intolerantes a fallos añade redundancia al controlar cargas de hasta el 100% en cada lado de la etapa de potencia.

“La arquitectura FPA de Vicor ofrece una solución mucho más elegante y eficiente en un factor de forma muy pequeño”, declaró Bedi. “Las ventajas de la arquitectura FPA de Vicor superan en órdenes de magnitud al resto del mercado”.