Bạn còn nhớ cụm neuron từng khiến cộng đồng công nghệ ngạc nhiên khi có thể chơi được Doom chứ? Giờ đây, chúng đang trên đường được kết nối lại để hình thành một trung tâm dữ liệu sinh học.

Để phân biệt với hai khái niệm quen thuộc là phần cứng và phần mềm, giới nghiên cứu đặt cho lĩnh vực này một cái tên khá đặc biệt: "phần ướt".

Một hướng phát triển hoàn toàn mới trong ngành điện toán đang dần lộ diện: Cortical Labs bắt tay xây dựng các trung tâm dữ liệu vận hành bằng neuron người sống, đóng vai trò lõi xử lý.

Trước đó không lâu, công ty đã gây chú ý khi giới thiệu nền tảng phần cứng CL1 — một hệ thống máy tính sinh học thậm chí có thể chạy trò chơi Doom. Công nghệ này kết hợp neuron người nuôi cấy trong phòng thí nghiệm với chip silicon, tạo nên một nền tảng “lai” cho phép phần mềm tương tác trực tiếp với tế bào sống theo thời gian thực.

Gần đây, Cortical Labs cho biết họ đã hợp tác cùng DayOne nhằm xây dựng trung tâm dữ liệu sinh học đầu tiên tại Melbourne, đồng thời lên kế hoạch cho một cơ sở quy mô lớn hơn đặt tại Singapore. Không giống các trung tâm dữ liệu truyền thống phụ thuộc vào CPU hay GPU, các địa điểm này sẽ vận hành dựa trên những máy tính sinh học CL1.

Theo kế hoạch triển khai, cơ sở ở Melbourne sẽ vận hành khoảng 120 hệ thống CL1. Trong khi đó, dự án tại Singapore được thiết kế theo nhiều giai đoạn mở rộng, với quy mô tối đa dự kiến lên tới khoảng 1.000 đơn vị. Trước khi mở rộng toàn diện, 20 hệ thống CL1 sẽ được đưa vào giai đoạn thử nghiệm xác nhận tại Trường Y Yong Loo Lin thuộc Đại học Quốc gia Singapore.

Bản thân CL1 được phát triển như một hệ thống khép kín hoàn chỉnh. Thiết bị tích hợp các cơ chế duy trì sự sống cho tế bào, hệ thống ghi nhận dữ liệu và môi trường chạy ứng dụng. Nhờ vậy, các neuron có thể duy trì hoạt động liên tục trong khoảng thời gian lên tới sáu tháng. Các báo cáo gần đây cho thấy mỗi đơn vị CL1 hiện sử dụng khoảng 200.000 neuron.

Bên cạnh khía cạnh công nghệ, Cortical Labs cũng đặc biệt nhấn mạnh ưu thế về hiệu quả năng lượng của mô hình điện toán sinh học này. Một số đánh giá cho thấy mỗi đơn vị CL1 chỉ tiêu thụ lượng điện rất nhỏ so với các chip AI hiện nay. CEO Hon Weng Chong thậm chí nhận định hệ thống này còn dùng ít điện hơn cả một chiếc máy tính cầm tay.

Về nguyên tắc vận hành, các neuron sẽ phát triển trực tiếp trên bề mặt con chip và tiếp nhận những xung điện đóng vai trò như dữ liệu đến từ môi trường mô phỏng. Phản ứng của chúng sau đó được thu nhận và xử lý thông qua hệ điều hành Biological Intelligence Operating System, hay còn gọi tắt là biOS. Cơ chế này hình thành một vòng phản hồi liên tục, cho phép các tế bào dần thích nghi với dòng thông tin theo thời gian thực.

Vì vậy, CL1 không được xem là một bộ xử lý theo nghĩa truyền thống. Thay vào đó, nó được coi là một nền tảng “wetware” có thể lập trình, nơi phần silicon đảm nhiệm việc giao tiếp và kiểm soát, còn thành phần sinh học phụ trách quá trình học hỏi cũng như tự tổ chức.

Ở thời điểm hiện tại, Cortical Labs chưa định hướng các trung tâm dữ liệu sinh học này trở thành sự thay thế trực tiếp cho hạ tầng máy chủ đang tồn tại. Tuy vậy, công ty tin rằng điện toán sinh học có thể mở ra một phân khúc hoàn toàn mới, đặc biệt phù hợp với những lĩnh vực đòi hỏi khả năng thích nghi cao cùng mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn so với các hệ thống tính toán truyền thống.