Khám Phá Trung Tâm Dữ Liệu Sinh Học Đầu Tiên Thế Giới Tại Singapore

Trung tâm dữ liệu tại Singapore đang thực hiện một bước đột phá lớn trong lĩnh vực công nghệ thông tin: thay vì phụ thuộc vào các chip silicon truyền thống, hệ thống này đã tích hợp khoảng 16 triệu tế bào thần kinh người sống để xử lý thông tin. Đây được coi là mô hình trung tâm dữ liệu sinh học đầu tiên trên toàn cầu.

Dự án độc đáo này được triển khai bởi Trường Y Yong Loo Lin, thuộc Đại học Quốc gia Singapore (NUS), hợp tác với công ty khởi nghiệp điện toán sinh học Cortical Labs và công ty phát triển trung tâm dữ liệu DayOne. Hệ thống này được 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 người được nuôi cấy trong điều kiện phòng thí nghiệm. Tổng cộng, hệ thống sở hữu khoảng 16 triệu tế bào thần kinh được nuôi từ tế bào gốc và kết nối với các chip silicon thông qua mảng vi điện cực. Điều này cho phép tín hiệu điện di chuyển giữa tế bào thần kinh và hệ thống máy tính kỹ thuật số.

Điều này tạo nên sự khác biệt rõ rệt so với các trung tâm dữ liệu truyền thống, vốn chủ yếu sử dụng bộ xử lý silicon và yêu cầu nhiều thiết bị làm mát để thực hiện các tác vụ như điện toán đám mây, lưu trữ dữ liệu hay cung cấp dịch vụ trực tuyến. Với CL1, một phần quy trình xử lý thông tin diễn ra qua các tế bào sống.

Để đảm bảo các “bộ xử lý” đặc biệt này hoạt động chính xác, trung tâm dữ liệu cần duy trì môi trường sống thực sự cho chúng. Hệ thống vỏ máy chủ được trang bị các cơ chế hỗ trợ sự sống, với nhiệm vụ điều chỉnh nhiệt độ, duy trì cân bằng chất lỏng và cung cấp dưỡng chất cho các tế bào. Theo thông tin được công bố, hệ thống có thể giữ cho các tế bào hoạt động lên đến 6 tháng.

Điểm nổi bật của công nghệ này không chỉ nằm ở việc sử dụng tế bào thần kinh trong một trung tâm dữ liệu, mà còn ở khả năng tiết kiệm năng lượng mà nhóm phát triển đã nhấn mạnh.

Mỗi máy tính sinh học CL1 tiêu thụ khoảng 30W, bao gồm cả hệ thống hỗ trợ sự sống, một con số ấn tượng so với mức tiêu thụ điện có thể vượt quá 700W của một GPU Nvidia H100 cao cấp.

Điều này trở nên quan trọng trong bối cảnh nhu cầu điện cho các trung tâm dữ liệu đang gia tăng mạnh mẽ, đặc biệt là khi AI ngày càng phát triển. Theo số liệu từ Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), lượng điện tiêu thụ bởi các trung tâm dữ liệu đã tăng 17% trong năm 2025.

Tuy nhiên, mục tiêu của Cortical Labs không phải là thay thế hoàn toàn các máy tính silicon bằng tế bào thần kinh. Công ty dự định phát triển điện toán sinh học như một phương pháp bổ sung, đặc biệt trong các nhiệm vụ mà khả năng học hỏi từ dữ liệu hạn chế và thích ứng với điều kiện thay đổi sẽ mang lại những lợi thế.

Các ứng dụng được nhắc đến bao gồm phát hiện thuốc, phát hiện gian lận và robot có khả năng tự thích nghi. Theo Cortical Labs, hệ thống thần kinh sống có năng lực học hỏi từ lượng thông tin hạn chế, trong khi các hệ thống AI truyền thống thường yêu cầu một lượng dữ liệu lớn hơn để đạt được hiệu suất tối ưu.

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

Ngày 6/8 vừa qua, hệ thống đã được giới thiệu và trình diễn trước hơn 80 khách mời, chứng kiến hoạt động của CL1 cùng các hệ thống Cortical Cloud, bao gồm cả quá trình tích hợp các mảng vi điện cực và hoạt động của mạng lưới thần kinh theo thời gian thực.

Nếu các trung tâm dữ liệu hiện tại ngày càng phụ thuộc vào những con chip mạnh mẽ và tiêu thụ nhiều điện hơn, Singapore đang khám phá một hướng đi hoàn toàn khác: tích hợp tế bào thần kinh sống vào hệ thống máy tính.

Chúng không chỉ được nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, mà còn được các nhà nghiên cứu triển khai vào một giá đỡ máy chủ thực tế, mở ra một hướng đi mới cho điện toán hiệu quả và thích ứng.