Singapore ra mắt trung tâm dữ liệu dùng tế bào não người đầu tiên trên thế giới

Singapore đã ra mắt nguyên mẫu trung tâm dữ liệu sinh học, sử dụng các tế bào não người sống cho một số tác vụ tính toán. Theo Trường Y thuộc Đại học Quốc gia Singapore (NUS Medicine), đây là hệ thống máy chủ tích hợp sinh học được vận hành độc lập đầu tiên trên thế giới.

NUS Medicine công bố nguyên mẫu này hồi đầu tháng, hợp tác với DayOne, nhà vận hành trung tâm dữ liệu có trụ sở tại Singapore, và công ty công nghệ sinh học Cortical Labs của Úc. Đặt tại trường đại học, hệ thống này được các nhà phát triển mô tả là cụm máy chủ tích hợp sinh học đầu tiên trên thế giới được vận hành độc lập.

Hệ thống gồm 20 đơn vị máy tính sinh học CL1, mỗi đơn vị chứa ít nhất 200.000 tế bào thần kinh người được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm trên một chip silicon tích hợp các điện cực. Các tế bào thần kinh này được tạo ra từ các tế bào máu được tái lập trình để trở thành tế bào gốc, sau đó tương tác bằng tín hiệu điện với chip silicon và phần cứng máy tính, cho phép hoạt động của chúng được chuyển thành dữ liệu phục vụ xử lý tính toán.

Hệ thống tiêu thụ một phần nhỏ năng lượng so với phần cứng máy tính truyền thống, trong khi các tế bào thần kinh được cung cấp dưỡng chất ba ngày một lần và duy trì bằng thiết bị hỗ trợ sự sống chuyên dụng.

Ông Hon Weng Chong, nhà sáng lập kiêm CEO của Cortical Labs, cho biết nguyên mẫu này đưa công nghệ điện toán sinh học “từ nghiên cứu sang ứng dụng thương mại”, đồng thời cho rằng nó có thể bổ trợ cho AI trong những lĩnh vực “có ít dữ liệu” và các điều kiện luôn thay đổi. Ông chỉ ra những ứng dụng tiềm năng trong nghiên cứu phát triển thuốc, robot hình người, an ninh mạng và phát hiện gian lận.

Không giống các trung tâm dữ liệu truyền thống với hàng loạt máy chủ tiêu thụ nhiều điện năng và các hệ thống làm mát, máy tính sinh học có thể hoạt động với mức tiêu thụ điện thấp hơn nhiều nhờ khai thác khả năng xử lý thông tin vốn có của các mạng lưới thần kinh sống.

Việc duy trì những “máy tính” này hoạt động giống với việc vận hành một phòng thí nghiệm hơn là một phòng máy chủ. Các kỹ thuật viên cung cấp cho tế bào hỗn hợp đường, vi chất dinh dưỡng và các chất duy trì độ pH ba ngày một lần, trong khi một hệ thống khí cung cấp carbon dioxide, oxy và nitơ.

Theo ông Chong, mỗi máy CL1 tiêu thụ khoảng 30 watt, bao gồm cả thiết bị hỗ trợ sự sống. Trong khi đó, GPU AI Nvidia H100 SXM có thể tiêu thụ tới 700 watt khi hoạt động với tải nặng. Một máy chủ trang bị 8 GPU như vậy có mức tiêu thụ tổng cộng khoảng 10.200 watt, bao gồm cả các thành phần phần cứng hỗ trợ.

Sự chênh lệch về mức tiêu thụ điện đặc biệt có ý nghĩa đối với Singapore, nơi từng tạm thời ngừng phân bổ đất công cho các dự án trung tâm dữ liệu mới vào năm 2019 do lo ngại về mức tiêu thụ điện và nước. Các trung tâm dữ liệu chiếm khoảng 7% tổng lượng điện tiêu thụ của quốc gia này vào năm 2020.

Công nghệ này không được phát triển để thay thế hoàn toàn chip silicon. Ông Chong cho biết công nghệ silicon vẫn “vượt trội hơn nhiều” trong những phép tính nhanh, lặp đi lặp lại, vốn là nền tảng cho các mô hình ngôn ngữ lớn như ChatGPT. Tuy nhiên, các hệ thống sinh học có khả năng học từ ít ví dụ hơn và thích ứng với môi trường thay đổi.