Googleの宇宙AIは放射線に耐える？地上で5年分を浴びても壊れなかったTPU

心配なのは放射線なんだ。
チップは0と1の並びを覚えて、AIの答えを作っているよね。
一般にその0と1は、とても小さな場所に電気がたまっているかどうかで表すんだ。

たとえるなら、小さなコップに水が入っていれば1、空なら0。
本物の回路は、もっと複雑だけどね。

いきなり溶けるわけじゃないんだ。
Googleの論文は、放射線の害を2つに分けているよ。

1つ目は、浴びた量が少しずつたまって、部品が傷んでいくものだよ。

合計の量で決まるところは似ているね。
2つ目は、勢いのある粒が1個当たっただけで起きる誤りなんだ。

粒の通った跡に電気の粒がたくさんでき、0と1が入れ替わることがある。
これをビット反転と呼ぶよ。

だいたいそんな感じだよ。
チップは壊れなくても、覚えていた中身や答えが変わってしまうんだ。

Googleは打ち上げの前に、アメリカの大学の施設でTPUに陽子のビームを当てたんだ。
AIを動かしたまま当てて、誤りの出方を見たよ。

そう、試したのはGoogleのクラウド向けのTPUで、衛星の上で測った値じゃないんだ。
浴びた放射線の量は、radという単位で数えるよ。
アルミの板などで守った衛星なら、5年で浴びるのは約750radという見積もりなんだ。

TPUが使う大きなメモリが、いちばん弱かったんだ。
そのメモリが乱れ始めたのは約2,000radを浴びたあとで、5年分の約3倍だよ。
ほかは1つのチップで試した最大の15,000radまで正しく動き、傷みによる故障は出なかったんだ。

Googleも、驚くほど放射線に強いと書いているよ。
ただ論文は、専門家の審査を受ける前のプレプリントなんだ。

こっちは、起きる頻度が大事なんだ。
研究者は、ECCのような方法で扱える程度に収まる必要があると書いているよ。

ECCは一般に、データと一緒に確かめ用のビットを余分にしまう仕組みなんだ。
読み出すときに照らし合わせて、入れ替わったビットを見つけて元に戻すよ。
答案の横に検算の数を書いておくようなものだね。

一般に、たくさんのビットが一度に入れ替わると直しきれないんだ。
陽子を当てたときも、大きなメモリで直せない誤りが出て、テストが止まることがあったよ。
止まれば、少なくとも誤りに気づけるよね。

困るのはここからなんだ。
いちばん多かった誤りは、計算の回路と、チップの中の小さな記憶の場所で起きていたよ。
そこでは直せない誤りの合図が出ないまま、データだけが食い違っていたんだ。

近いね。
研究者が、陽子を当てた結果を軌道の上に当てはめて見積もったよ。
1秒に1回AIに答えさせると、約300万回に1回なんだ。

答えを出させる使い方なら、たぶん許せる割合だと書いているよ。
今回の衛星でも、Gemma 4というAIに俳句や機器の状態の報告を答えさせたんだ。

AIに学ばせる使い方は別なんだ。
その影響と、システム全体での防ぎ方は、まだ調べる必要があるとしているよ。

学ばせている途中で気づかれないビット反転が起きると、結果を壊すおそれがあるからだよ。
それに宇宙では、壊れたチップを技術者が取りかえられない。
いちばん簡単な手は替えを多めに積むことだと、論文は書いているんだ。

Googleは次に、軌道の上でTPUが熱と放射線にどう耐えるかを試すそうだよ。
2027年には、つながった2機の衛星を打ち上げる予定なんだ。