太空算力兴起，商业航天存储的新需求催生怎样的SSD设计？天硕X55实践
过去几年，商业航天领域讨论最多的是卫星数量、通信容量和组网速度等话题。但是到了 2026 年，一个新词开始高频地出现：太空算力。在这一趋势下,商业航天存储作为太空算力的数据基座,其重要性正日益凸显。
从国星宇航完成全球第一次通用大模型的在轨部署，到千亿航天发布“阿赖耶识”万星算力星座计划，再到北京太空算力创新中心正式揭牌，一系列动作都正在向人们传递同一个信号：卫星在逐步成为具备计算能力的空间基础设施。
这种变化，让过去相对低调的星载存储系统，站到了台前。湖南天硕创新科技有限公司入选北京太空算力创新联盟首批意向成员之一，在商业航天存储领域的布局,也是这一产业变化的一个缩影。
因为“算力上天”，对于卫星研制单位来说，是整个星载计算架构的变化，是星载存储系统必须承担更多责任。
与此同时，太空环境也不会因为空间中加入了 AI 而变得更为友好。持续的空间辐射、高动态计算负载导致的电源波动、越来越高数据吞吐的需求，都在同时考验着星载 SSD 设计的能力。
持续辐射环境，为什么仍是可靠性的第一道门槛
空间辐射并不是算力卫星时代才出现的新问题。
在过去不管是通信卫星还是遥感卫星，星上搭载的各种电子设备都面临着来自高能粒子和宇宙射线所带来的影响。所以抗辐照一直都是航天电子设计中的基本需求。
真正发生变化的是，AI 让辐射对系统的这种影响被进一步放大了。
传统的卫星更多的是负责数据采集、存储以及回传的任务，即便发生了单粒子翻转 (SEU) ，也通常可以通过数据校验或者纠错编码等手段进行缓解。
但算力卫星不同，数据需要在轨完成推理、分析与决策，模型权重、缓存数据和推理中间结果都需要长期驻留于 SSD 中，并在计算时被反复读取。
如果这些关键数据受到了辐射干扰，可能会直接影响到后续的计算过程，干扰 AI 模型的推理结果甚至是任务执行。
所以，辐射的影响的已经不仅仅是数据可靠性的问题了，而是整个计算过程的可靠性。
天硕 X55 系列航天级 SSD 使用的是芯片级抗辐照加固方案。尤其是在 SSD 中起到“大脑”作用的自研抗辐照主控，它经过重离子试验测试后，总剂量耐受能力达到了 TID ≥100 krad(Si), 单粒子锁定阈值 LET>37 MeV·cm2/mg, 能够覆盖商业航天存储、低轨卫星典型的任务周期的辐照环境。
在此之上，X55 系列更是使用了增强型 LDPC 纠错算法(>=700 bit/4K) ，把不可恢复误码率 (UBER) 控制到 10^17bits 读不到一个 Sector 错误的水平，使得固态硬盘不但能抵抗辐射，还可以长久地保证数据可靠性。
AI 负载变化，为什么让电源设计变得更加关键？
如果说辐射考验的是 SSD 的可靠性，AI 负载的变化就考验了整个供电系统的稳定性。
传统的卫星载荷的功耗变化较为平缓。但 AI 推理、智能调度等计算任务是典型的动态负载。
在模型加载、高并发计算的过程中会存在瞬时功耗变化，并且由于低轨卫星频繁进入/离开光照区、整星载荷启停、星地通信切换等因素，会使星上的电源总线一直处于波动中。
SSD 中的 NAND Flash 是通过阈值电压来存储数据的，写入的时候如果供电出现了纹波或者瞬态波动，可能会造成阈值分布发生偏移从而增加数据写入出错的概率。主控芯片和电源管理芯片也需要稳定的供电环境，才能保证其进行高速的数据处理与读写的准确性和正确性。因此,对于商业航天存储产品而言,电源管理能力已成为决定在轨寿命与计算稳定的核心环节。
除此之外，空间辐射还会诱发单粒子闩锁 (SEL) ，当高能粒子触发器件内的寄生结构之后，轻则会造成供电异常、数据写入中断，重则会导致持续的大电流甚至是器件损坏。所以对长期执行 AI 计算任务的算力卫星而言，除了要拥有稳定的供电能力外，还需要有快速检测、主动保护和异常恢复的能力。
所以越来越多的星载 SSD 开始把电源系统作为一个整体来设计，而不是简单的外围配套。天硕 X55 系列 XMC 加固型 SSD 使用了宇航级电源管理系统，集成了宽电压输入芯片和大容值宇航级模块电源。
在星上的总线波动或者姿态调整甚至异常掉电的情况下，都能保持稳定的供电并且配合智能断电保护实现缓存数据的安全落盘。同时拥有独立的保护电路，可以在检测到 SEL 异常时迅速切断相关的供电并进行自动恢复，大大降低了单粒子闩锁造成的失效概率。
算力越来越强，为什么 SSD 反而更容易成为瓶颈？
过去，人们评价星载存储更多关注的是容量和可靠性。而到了算力卫星的时代，数据吞吐的能力也开始直接的影响到算力利用率。
这种影响，在大模型部署和星上智能处理场景中尤其显著：无论是 AI 处理器再强大，如果数据不能及时送达，计算资源就只能等待存储完成读写。就比如 SAR 图像在轨解译、遥感目标识别等等，都需要不断读取模型参数，然后高速地进行中间数据交换。
如果仍然使用传统的 SATA 接口，其带宽已经无法满足星上的 AI 计算的需求了。存储系统很可能会成为整个计算链路上的性能瓶颈。在这种趋势之下，新一代商业航天存储方案星载SSD逐渐由 SATA 向着 PCIe NVMe 的架构转变。
而且对于算力卫星 SSD 选型来说，不仅要求 SSD 快，还要考虑其持续读写的性能和低时延响应，尤其是长时间运行而不发生明显的降速现象。只有存储系统可以持续地跟上 AI 计算的节奏，才能真正地让星上的算力发挥出效果。
X55 全系列均支持 PCIe Gen3 ×4 和 NVMe 1.4 协议，在顺序读取方面最高可达 3.7GB/s，完全可以满足星载 AI 处理、多源载荷持续高速读写的需求。同时，得益于天硕专研的主动式闭环温控体系，可根据器件温度来调整运行状态，在 -55 ℃到 85 ℃宽温下，进一步增强了 SSD 保持持续稳定的数据吞吐的能力，减少环境变化对星载计算的影响。
总结
算力卫星的涌现，正在改变着行业对星载存储系统的认知，竞争的重点也开始延伸到星上计算能力本身。而天硕 X55 系列就是在这种需求下，形成的一套高可靠航天级存储方案。
随着越来越多AI任务部署到轨道，未来的商业航天存储的重要性只会进一步提升，成为太空算力时代最重要的基础能力之一。
编辑：ZXSD04
