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HPE Spaceborne Computer-4がアストロラブのFLIPローバーに搭載され、月面でAI推論を実行

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HPEは、AI推論を実行するコンピューティングモジュール「HPE Spaceborne Computer-4」を発表しました。HPEによれば、これは月面で初のHPCベンチマークとなる予定です。KIOXIA製SSDを搭載したこのモジュールは、Astrolab社のFLIPローバーに搭載され、Voyager Technologies社のGriffin-1着陸機によって月の南極付近に届けられます。2026年後半に打ち上げ予定のこのミッションは、NASAの商業月面ペイロードサービス(CLPS)イニシアチブの一環であり、商業ベンダーから科学、探査、技術関連のペイロードを月に届けることを目的としています。

HPEのマーク・フェルナンデス博士が、ロサンゼルスのアストロラボで、HPE Spaceborne Computer-4のモックアップ(約249×132×26mmの平らなアルミニウム製コンピューティングモジュール)を手にしている。

HPEのマーク・フェルナンデス博士(HPE Spaceborne Computer-2の主任研究員)が、HPE Spaceborne Computer-4のモックアップを手にしている。システム全体は、約249mm×132mm×26mmのアルミニウム製シャーシに収められている。

HPEは、カリフォルニア州ホーソーンにあるアストロラボの施設で開催されたプレスイベントに私たちを招待してくれました。イベントでは、ISS国立研究所のCOOであるフランシスコ・コルドバ氏、HPEのスコット・ウィースト氏、アストロラボのCEOであるジャレット・マシューズ氏、そしてKIOXIAのファラズ・ヴェラニ氏による1時間のパネルディスカッションが行われました。パネルディスカッションの後には、ミッションコントロールセンターとなる予定の場所(HP Omenシステムを搭載)や、HPE AlletraストレージとHPE Private Cloud PC3000で稼働するITインフラストラクチャなど、施設の見学が行われました。

クリーンルームの見学と、実際に月面探査車FLIPを間近で見る機会にも恵まれました。探査車、そのミッション、そしてHPEのSpaceborne Computer-4がFLIPの機器から得られる科学データをオンプレミス(月の表面を表現するにはなんとも奇妙な言い方ですが)で処理する方法について学びました。

アストロラボで開催されたパネルディスカッションには、ISS国立研究所のフランシスコ・コルドバ氏、KIOXIAのファラズ・ヴェラニ氏、HPEのスコット・ウィースト氏、アストロラボCEOのジャレット・マシューズ氏が参加し、HPEのノーム・フォレット氏がモデレーターを務めた。会場にはFLIPローバーのモックアップが展示された。

フランシスコ・コルドバ、ファラズ・ヴェラニ、スコット・ウィースト、ジャレット・マシューズの4人が、HPEのノーム・フォレットが司会を務めるパネルディスカッションに、FLIPのモックアップの横に座っている。

アストロラボのFLIP Rover

クリーンルーム内のアストロラブFLIP月面探査車。大型のベンチュリホイールと垂直ソーラーパネルの背面が写っている。2026年後半にHPE Spaceborne Computer-4を搭載して打ち上げられる予定。

アストロラボ社のFLIPローバーは、2026年末の打ち上げに向けて、同社のクリーンルームに保管されている。垂直に立てられた平らな部分は太陽電池パネルの裏側で、​​FLIPは月の南極で活動するため、この位置で展開される。南極では、月の昼間は常に太陽が地平線上にあるためだ。

まずは、アストロラボ社が開発した月面探査車「FLIP(Flex Lunar Innovation Platform)」から見ていきましょう。FLIPには複数の科学観測機器が搭載されており、もちろんHPE Spaceborne Computer-4も搭載されています。この探査車は月の南極に着陸し、将来の月面基地建設のための調査データや情報収集を行います。南極は、クレーターが永久に暗闇に包まれており、大量の水氷が存在する可能性があるため、特に注目されています。水氷は、将来の月面基地にとって貴重な資源となるでしょう。

FLIPの最も特徴的な点は、ベンチュリ社が設計した大型ホイールで、これにより月のレゴリスという難路を走破することが可能になる。キャデラックのクラシックなワイヤーホイールから着想を得たかどうかは確認できなかったが、そうではないかと推測している。FLIPは、アストロラボ社の将来の探査車FLEX向けに、フルサイズのバッテリー、タイヤ、航空電子機器システム、センサー、ソフトウェアなど、複数のコンポーネントとサブシステムを評価し、成熟させることを目的としている。

HPE Spaceborne Computer-4:ソフトウェアとAIアプリケーション

ソフトウェア評価において、HPE Spaceborne Computer-4は、可能な限り多くのAI推論と処理をオンプレミス(ここでいう「オンプレミス」とは月の南極のことである)で実行することを目指している。ソフトウェアスタックは、Linuxベースのオペレーティングシステム上のコンテナで動作する。

ベンチマークテストでは、HPEは高性能LINPACK(HPL)を実行して、制約のある環境下でSpaceborne Computer-4が持続的に発揮できる性能を評価し、高性能共役勾配法(HPCG)を実行して、メモリへのアクセスや通信パターンに負荷のかかるワークロード下での性能特性を評価します。これらのベンチマークは、システムが月面環境でワークロードをどのように実行するかを把握するのに役立ち、将来のミッションにとって非常に貴重な技術データを提供します。また、ベンチマークテストの実施場所を「月」に設定して提出するのは、単純に面白いものです。

また、いくつかのコアAIアプリケーションも紹介される予定で、その中にはLLM RAG(検索拡張生成)も含まれており、LLMがミッション固有の情報を統合して、月面縁辺部(「月面縁辺部」は素晴らしいバンド名だ)においてより状況に応じた洞察を得る方法を示す。これは地球上でも、テキストが密集したミッション文書をより効率的に検索するために利用できる。

HPEだけがこのモジュール上でワークロードを実行するわけではない。NASAは、地球、月、国際宇宙ステーションのデータでトレーニングされたAIニューラルネットワークであるFLUID(Federated Learning for Unbounded and Intelligent Decentralization)実験を実施し、3つの異なるAIモデルの連携を実証するとともに、機内文書の検索と解釈のための調整済みLLMテストも行う。デロイトの新しい侵入検知システムであるSilent Shieldは、ほぼリアルタイムの予測型サイバー分析と異常検知を提供する。

アストロラブFLIP探査車の前面には、ヘッドライト、カメラアレイ、LiDAR、画像プロジェクターなどの機器が搭載されており、アポロ計画で月へ運ばれたアメリカ国旗のパッチも付いている。

写真には、FLIPに搭載されたヘッドライト、カメラアレイ、LiDAR、画像プロジェクターなどの機器が写っている。また、アポロ計画で月面に届けられたアメリカ国旗のワッペンも写っている。

HPE Spaceborne Computer-4は、LLM(ローカル・ローカル・マッピング)による視覚推論も評価します。このワークロードは、探査車に搭載された多数のカメラからのデータを分析・解釈することを目的としています。視覚推論をローカルで実行することで、基となる視覚データを地球に継続的に送信することなく、情報を識別または解釈することが可能になります。FLIPは月の南極に位置しており、地球へのデータ伝送速度が非常に遅いため、これは特に有効です。

LiDARデータは、マッピング、ナビゲーション、地形解析にも利用されます。特にナビゲーションにおいては、月面を安全に走行するためにLiDAR処理が不可欠です。月への往復は光速でも少なくとも2.6秒かかり、地上での処理時間を加えるとさらに長くなるため、FLIPのリアルタイム制御は不可能であり、火星探査車と同様に、FLIPは自律的にナビゲーションを行う必要があります。

HPEスペースボーンコンピュータ4:ハードウェアと宇宙における課題

KIOXIAのファラズ・ヴェラニ氏とHPEのマーク・フェルナンデス博士が、2台の1TB KIOXIA BG6 SSDをミラーリング構成で搭載したHPE Spaceborne Computer-4のモックアップを前にしている。

KIOXIAのファラズ・ヴェラニ氏が、HPEのマーク・フェルナンデス博士の隣に立っている。フェルナンデス博士は、Spaceborne Computer-4のモックアップを持っている。このモジュールには、1TBのKIOXIA BG6 SSDが2台搭載されている。(写真提供:HPE)

ハードウェア面では、スペースボーン・コンピュータ4は、電力、発熱、形状といった月面探査車特有の制約に合わせて設計された専用コンピューティングモジュールである。

電源に関しては、探査車は28VDCで動作し、余裕のある電力は限られている。Spaceborne Computer-4は、非公開の企業製の低消費電力CPUとGPU、そしてSpaceborneシステムの長年のパートナーであるKIOXIA製のストレージを搭載している。ストレージはKIOXIAのクライアントストレージラインの市販品BG6だが、消費電力を5Wに制限する電力制限機能が有効になっている。どうやら、この機能はKIOXIAのほとんどのドライブで長年利用可能だったようだが、地球上の誰も(誇張ではなく)ドライブのパフォーマンスを制限したくはない。しかし、この用途には最適だった。

熱管理のため、スペースボーン・コンピューター4は特注のアルミニウム製シャーシに収められ、探査車の熱管理システムに統合されています。実際、このシステムで発生する熱の一部は、探査車の他の部分を暖かく保つために利用できます。特に、月面温度が華氏マイナス280度前後まで下がり、極地の影になったクレーターではさらに低くなる月夜において、その効果は顕著です。月面には空気がないため、このシステムは当然ながらファンレスです。シャーシとその構成部品は探査車の形状に合わせて最適化されており、重量はわずか2.6ポンドです。

アストロラボのCEO、ジャレット・マシューズ氏が、FLIPの展開予定地を示す月の南極地図を指差している。地図には、永久影になっているクレーター盆地が青色で示されている。

アストロラボ社のCEO、ジャレット・マシューズ氏が、FLIPが月の南極に配備される場所を示している。青色で網掛けされた部分は、永久に暗闇に包まれたクレーター盆地で、大量の水氷が存在する可能性がある。

月面運用におけるもう1つの重要な考慮事項は、宇宙線への曝露です。ここ地球では、大気が太陽からの宇宙線と荷電粒子のほとんどを吸収します。ビット反転、またはシングルイベントアップセット(SEU)は発生しますが、ここ地球では非常にまれです。月面では、FLIPはほぼ宇宙空間にあり、搭載電子機器を保護する磁場や大気はありません。ハードウェアのシールドと宇宙耐性について尋ねたところ、Spaceborne Computer-4には、もしあったとしても驚くほどほとんど何もないという答えでした。HPEとの話し合いで、彼らはソフトウェアによる宇宙耐性について教えてくれました。2台のKIOXIAドライブがミラーリングされていますが、それ以外は、ソフトウェアが自己チェックと二重チェックを行うことで耐障害性を確保しています。これにはCPUサイクルをいくらか犠牲にしますが、最終的には信頼性を確保する価値があります。

結論

国際宇宙ステーションに搭載されたHPE Spaceborne Computer-2(NASA提供写真)

国際宇宙ステーションに搭載されたHPE社のスペースボーン・コンピュータ2(写真提供:NASA)。

HPE Spaceborne Computer-4は、HPEが宇宙での使用を目的として設計した最新システムです。Spaceborne Computer-2は、長年にわたり国際宇宙ステーションで科学研究を行ってきました。ビル・ヒューレットとデビッド・パッカードはアポロ計画にも関わっており、HPの初期の製品や機器は1950年代後半に打ち上げられた米国初の人工衛星にも使用されました。今回の配備は見ていて非常に楽しみです。FLIPとSpaceborne Computer-4がもたらすであろうあらゆる科学的知見に期待しています。宇宙でお会いしましょう!

HPEスペースボーンコンピュータ

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ビンス・カーネベール

Vincent Carnevale は、ニューヨークを拠点とするデジタル イメージング技術者であり、IATSE Local 600 のメンバーです。彼は、長編映画から大規模な予算のコマーシャル、小規模企業のインタビュー、およびその間のあらゆる仕事に携わってきました。ヴィンスは学士号を取得しています。ニューヨーク州立大学ニューパルツ校でラジオ/テレビ制作の博士号を取得し、副専攻としてコンピューター サイエンスを専攻しました。