Trung Tâm Dữ Liệu Sinh Học Đầu Tiên Thế Giới Tại Singapore Sử Dụng 16 Triệu Tế Bào Thần Kinh Người

Tại Singapore, một trung tâm dữ liệu mang tính cách mạng đã ra đời, vận hành khác biệt so với những trung tâm truyền thống bằng cách sử dụng tế bào thần kinh sống của con người để xử lý thông tin. Được xem là trung tâm dữ liệu sinh học đầu tiên trên toàn cầu, dự án này hứa hẹn sẽ thay đổi cách chúng ta tiếp cận công nghệ thông tin trong tương lai.

Được phát triển bởi Trường Y Yong Loo Lin thuộc Đại học Quốc gia Singapore (NUS), dự án này phối hợp cùng với công ty khởi nghiệp điện toán sinh học Cortical Labs và công ty phát triển trung tâm dữ liệu DayOne. Hệ thống này đặt tại Viện Khoa học Sự sống NUS và bao gồm 20 máy tính sinh học mang tên CL1.

Mỗi máy tính CL1 sử dụng khoảng 800.000 tế bào não sống được nuôi trồng trong phòng thí nghiệm. Tổng cộng, toàn bộ 20 máy tính này sử dụng khoảng 16 triệu tế bào thần kinh, được phát triển từ tế bào gốc và liên kết với các chip silicon thông qua các mảng vi điện cực. Nhờ vậy, điện tín hiệu có thể được truyền giữa tế bào thần kinh và hệ thống máy tính.

Đặc điểm nổi bật của hệ thống này là sự khác biệt căn bản so với các trung tâm dữ liệu truyền thống, nơi thường sử dụng chip silicon và nhiều thiết bị làm mát. Với CL1, một phần quy trình xử lý được thực hiện bởi mô sống, hay còn gọi là “wetware”.

Để đảm bảo hoạt động của những “bộ xử lý” sinh học này, trung tâm dữ liệu phải duy trì chúng như những hệ thống sống thực thụ. Máy chủ được trang bị một hệ thống hỗ trợ sự sống nhằm điều chỉnh nhiệt độ, duy trì cân bằng chất lỏng và cung cấp dưỡng chất cho các tế bào. Theo thông tin công khai, các tế bào có thể duy trì hoạt động trong khoảng thời gian lên tới 6 tháng.

Công nghệ này đặc biệt không chỉ vì việc sử dụng tế bào thần kinh sống mà còn bởi khả năng tiết kiệm điện năng mà nhóm phát triển nhấn mạnh.

Mỗi máy tính sinh học CL1 tiêu thụ khoảng 30 watt, bao gồm cả hệ thống hỗ trợ sự sống, con số này thấp hơn nhiều so với mức tiêu thụ điện có thể lên đến hơn 700 watt của một GPU Nvidia H100 cao cấp.

Sự khác biệt này trở nên nổi bật trong bối cảnh nhu cầu điện năng cho các trung tâm dữ liệu đang gia tăng mạnh mẽ cùng với sự phát triển của trí tuệ nhân tạo (AI). Theo số liệu từ Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), lượng điện mà các trung tâm dữ liệu tiêu thụ đã tăng đến 17% trong năm 2025.

Tuy nhiên, mục tiêu của Cortical Labs không phải là thay thế hoàn toàn chip silicon bằng tế bào thần kinh. Họ định hướng điện toán sinh học trở thành phương pháp bổ sung, đặc biệt cho những nhiệm vụ mà khả năng học hỏi từ lượng dữ liệu hạn chế và thích ứng nhanh có thể mang lại lợi thế cạnh tranh.

Các ứng dụng được đề cập bao gồm phát hiện thuốc mới, phát hiện gian lận và robot có khả năng tự thích ứng. Theo Cortical Labs, hệ thống thần kinh sống có khả năng học từ lượng thông tin hạn chế, trong khi các hệ thống AI hiện tại thường yêu cầu khối lượng dữ liệu lớn hơn để đạt hiệu quả tối ưu.

Dự án này không chỉ là một thử nghiệm cho một loại máy tính mới. Với NUS, việc kết hợp tế bào thần kinh của con người với phần cứng và phần mềm tạo ra một nền tảng nghiên cứu sâu về cách mà hệ thần kinh học tập và thích ứng ngay tại cấp độ sinh học.

Hệ thống đã được trình diễn vào ngày 6/8, với sự chứng kiến của hơn 80 khách mời, tại đây CL1 cùng hệ thống Cortical Cloud hoạt động, bao gồm cả quá trình tích hợp mảng vi điện cực và hoạt động của mạng lưới thần kinh theo thời gian thực.

Trong khi các trung tâm dữ liệu hiện tại ngày càng phụ thuộc vào những chip mạnh mẽ hơn và tiêu tốn nhiều điện năng hơn, Singapore đang định hình một hướng đi hoàn toàn khác: tích hợp tế bào thần kinh sống vào trong hệ thống máy tính. Thay vì chỉ nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã đem những “bộ xử lý sinh học” này vào trong một giá đỡ máy chủ thực sự, mở ra một hướng tiếp cận mới cho công nghệ điện toán tiết kiệm năng lượng và khả năng tự điều chỉnh.