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マイクロソフトとHPE、火星ミッションに備えてAI、エッジ、クラウドを地球軌道に投入

マイクロソフトが検討しているアイデアの1つは、Spaceborne Computer-2（SBC-2）でデータを実行し、少量のデータを地球に送り返し、それをAzureへのデータのバーストと比較して、どちらがより高速に動作するかを見ることだ。

吉田拓史

2021年2月13日 — 4 min read

国際宇宙ステーションはまもなく、HPEとMicrosoft Azureから強力なAI、エッジ、クラウドコンピューティングツールの納品を受け、NASAが火星への将来の有人探査ミッションを打ち上げるための準備を目的とした技術実験を拡大する。

マイクロソフトのAzureグローバル担当バイスプレジデントであるトム・キーンは2月11日のAzureブログ投稿で、HPEの特化した第2世代のSpaceborne Computer-2（SBC-2）を含む新しい機器とソフトウェアによって、宇宙ステーション（ISS）の研究者が幅広いAIとエッジコンピューティング機能を利用できるようになるのは初めてのことだと述べている。

新しいハードウェア、ソフトウェア、サービスは、2月20日12時36分にNorthrop Grummanの第15号（NG-15）商用再供給サービス貨物ミッションに乗ってISSに打ち上げられる予定だ。バージニア州ワロップス島のワロップス飛行施設からのNG-15ミッションの打ち上げは、必要な物資を運ぶためにNASAと契約している。

宇宙飛行士や宇宙探査者は、最高のクラウド・コンピューティング技術と究極のエッジでの高度な処理を利用することができます。一瞬一瞬を大切にするエッジですぐに分析を行う必要がある場合もあれば、超大規模なクラウドの力がなければ実行できないような超複雑な分析を行う場合もあります。マイクロソフトとHPEは、Spaceborne Computer-2からMicrosoft Azureへの接続を確立する（NASAとHPEの地上局を介して）。

ISSに向かう新しいSBC-2コンピュータは、軌道上の実験室に搭載された宇宙の厳しさをテストするための検証研究の一環として2017年にISSに送られたオリジナルのSpaceborne Computer-1に続くものだ。SBC-1はミッションを終えて2019年に地球に帰還した。Spaceborne Computer-1とSpaceborne Computer-2の両方は、ISSナショナルラボがスポンサーとなっている。

HPEのコンバージドエッジシステムのソリューションアーキテクトであり、SBC-2の主任研究員でもあるMark Fernandez博士は、HPCwireの姉妹サイトEnterpriseAIに対して、2017年から2019年にかけて、ISSの研究者たちにオリジナルのSpaceborneマシンでは得られなかった幅広い新機能をもたらすだろうと語った。AIやクラウドなどの技術的な進歩は、ISSの研究者に新しいマシンでより多くの可能性を提供するだろう、と同氏は述べている。

ハードウェア的には、エッジ上で動作し、オンボードのNvidia T4 GPUを搭載したAIとML機能を活用するために目的を持って設計・構築されたHPE Edgeline Converged EL4000 Edgeシステムを送り出している。これらは、データセンターに設置されるエンタープライズクラスの商用既製品サーバーだ。

Edgeline EL4000サーバーは、AIや機械学習、画像処理、映像処理などのタスクにNvidia T4 GPUを使用する。これまでの初代SBC-1では、これらのタスクにCPUを使用していた。最新のSBC-2では、CPUとGPUを搭載し、宇宙空間での比較性能の実験が可能になるという。

ボックスは、ISSの標準的なデータセンターの19インチラックに挿入される。その後、ラックはISS内のロッカーに挿入され、しっかりと固定される。また、激しい計算要件に対応するために、エンタープライズクラスのコンピュートノードであるHPEのProLiant DL360も提供されている。

NASAは、火星に人間を送るための作業を続けることができるように、SBC-2の計算能力を2倍にするように要求したという。SBC-1は18ヶ月間のプルーフ・オブ・コンセプトのデバイスだったが、新しいSBC-2は、火星へのミッションに対応するために、宇宙で2年から3年の間にどのように反応するかを確認するためにテストされることになった。

宇宙でのAzure

Azureのクラウド機能は、できるだけ迅速かつ効率的にISSから地球にデータを前後に取得する実験を可能にするためのマシンで使用される。このようなデータ転送は、現在のNASAの既存の技術を使って行われている。

ISSは地球軌道上で220マイルしか離れていないが、ネットワークは1980年頃のものだ。ISSに毎秒2メガビットで、通常の家庭用では秒速50メガビットと比べると貧弱だ。これらの速度を向上させることは、火星ミッションにとって非常に重要である。

マイクロソフトが検討しているアイデアの1つは、SBC-2でデータを実行し、少量のデータを地球に送り返し、それをAzureへのデータのバーストと比較して、どちらがより高速に動作するかを見ることだ。毎秒2メガバイトの利点を最大限に活用するために、メッセージをエンコードして圧縮するつもりだという。

実験は、機器がISSに到着した後、設置とセットアップを行った後に開始される。これらの作業は、貨物ミッションが宇宙ステーションに到着するまでに数日かかることも含め、完了までに時間がかかると予想されている。

これには、火星ミッションのための将来のモデリングを可能にする粉塵嵐の気象モデリング、宇宙での食品の成長と生命科学をサポートする植物と水耕栽培の分析、宇宙飛行士のヘルスケアをサポートするためのISSでの超音波を使用した医療画像実験などが含まれる。また、ISSへの追加実験に貢献する前に、ハイブリッドエッジクラウド環境の開発とテストのためのプラットフォームも作成されている。

Photo: "View of the departing ISS Progress 76 resupply ship" via Nasa.

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