В Австралии начали тестировать необычный формат дата-центров — в них часть вычислений выполняют живые клетки человеческого мозга. Эту технологию разрабатывает компания Cortical Labs, которая уже запустила первый такой объект в Мельбурне и планирует более крупный проект в Сингапуре.
Как работают нейроны на кремниевом чипе
Вместо привычных серверных стоек здесь используются специальные модули CL1. Каждый модуль содержит примерно 200 000 человеческих нейронов. Эти клетки получают из стволовых клеток и выращивают прямо на кремниевом чипе.
Нейроны размещаются на микроэлектродах: система подает им электрические сигналы и одновременно считывает их реакцию. Чтобы клетки оставались «живыми», вокруг них поддерживается стабильная среда — температура, питание и другие условия.
Резервуарные вычисления и взаимодействие биологии с кодом
Сверху работает программная система, которая переводит активность нейронов в цифровые данные. По сути, она «общается» с биологической тканью и использует её как вычислительный элемент.
В прошлых экспериментах разработчики уже показали, что такие нейронные сети можно обучать простым задачам. Например, они могли играть в упрощённую версию Pong или взаимодействовать с базовой версией Doom.
Такой подход относится к так называемым «резервуарным вычислениям»: биологическая среда обрабатывает сигналы, а обычное программное обеспечение интерпретирует результат.
Энергоэффективные вычисления и нагрузка на дата-центры
Интерес к этой технологии связан с быстрым ростом энергопотребления современных дата-центров, особенно из-за развития искусственного интеллекта. Традиционные серверы требуют огромного количества электричества и воды для охлаждения. При этом человеческий мозг работает примерно на 20 ваттах, но отлично справляется с задачами распознавания и обучения.
Ограничения биологических вычислительных систем
Cortical Labs утверждает, что их гибридные системы могут быть значительно энергоэффективнее в отдельных задачах. Однако пока они сильно уступают обычным процессорам и видеокартам по универсальности и масштабу.
Есть и серьёзные ограничения. Текущие установки — это скорее лабораторные прототипы: их немного, и они небольшие. Живые клетки требуют постоянного ухода, их поведение нестабильно и может отличаться от образца к образцу. Кроме того, срок их «жизни» ограничен. Всё это усложняет масштабирование технологии до уровня крупных дата-центров.
Будущее нейротехнологий и этические вопросы
Также поднимаются вопросы этики. Хотя такие нейронные культуры очень далеки от сознания, по мере усложнения систем учёные обсуждают необходимость чётких правил и ограничений.
На данный момент проект Cortical Labs — это ранний эксперимент по переносу биологических вычислений из лаборатории в практическую инфраструктуру. Пока не ясно, смогут ли такие системы стать полноценной альтернативой традиционным чипам, но их рассматривают как один из возможных путей развития, если классические технологии упираются в свои пределы.
