di Ivan Miralli
Nasce il primo data center biologico formato da neuroni creati da staminali pluripotenti: vanno nutriti con zuccheri e micronutrienti ma consumano pochissima energia e non hanno bisogno di essere raffreddati
Sedici milioni di neuroni umani vivi: è questo l’impressionante numero di cellule necessarie ad alimentare il primo data center «biologico» al mondo recentemente inaugurato a Singapore, frutto della stretta collaborazione tra Nus Medicine (l’Università nazionale di Singapore), Day One (un’azienda di infrastrutture digitali) e Cortical Labs, una startup australiana specializzata in biotecnologie.
L’intelligenza artificiale, ormai entrata a pieno regime nelle vite quotidiane di milioni di persone in tutto il mondo, richiede un fabbisogno energetico sempre più crescente, difficile da sostenere con i mezzi tradizionali (lo sa bene il governo del Kenya): è proprio qui che entra in gioco l’idea, sviluppata da Cortical Labs, di alimentare i server dedicati all’AI con cellule neuronali.
Tutto inizia dalle cellule staminali pluripotenti coltivate in laboratorio, che poi si differenziano in neuroni e vengono posizionati sopra una piattaforma in silicio, contenente una matrice di microelettrodi. Sono proprio questi microelettrodi, in particolare, a mandare segnali elettrici alla rete neurale, permettendo di registrare l’attività elettrica prodotta a loro volta dalle cellule. È come uno scambio biunivoco tra giocatori di ping-pong: i microelettrodi inviano un’informazione sottoforma di input, i neuroni lo elaborano e rispondono con un certo segnale di output capace di influenzare un ambiente simulato o la successiva operazione di calcolo del computer, alla stregua di un classico processore.
Dimenticatevi dunque i tradizionali server con chip in silicio, capaci di spegnersi o accendersi al bisogno: per vivere e funzionare, le cellule che compongono questo innovativo data center devono essere quotidianamente nutrite, al pari di un qualsiasi essere umano o di un Tamagotchi. Ogni tre giorni, i tecnici di laboratorio alimentano i neuroni con un «cocktail» a base di zuccheri, micronutrienti e soluzioni tampone, utili a stabilizzare il pH dell’ambiente in cui sono immersi. A questo si aggiunge un miscelatore di gas, che infonde anidride carbonica, ossigeno e azoto e funge da sistema di supporto vitale. Le colture di neuroni possono essere mantenute in vita per un massimo di 6 mesi, al termine dei quali devono essere sostituite da nuove cellule.
Benché il progetto di Singapore si trovi ad un livello ancora sperimentale, la combinazione tra neuroni e hardware tradizionale potrebbe rappresentare un’alternativa valida e sostenibile per il futuro dei data center dedicati all’intelligenza artificiale. A suggerirlo è Chong Hon Weng, fondatore e amministratore delegato di Cortical Labs, secondo cui i data center biologici rappresentano la soluzione ideale in caso di banche dati più piccole e limitate, al contrario di quelli tradizionali che necessitano di un numero spropositato di esempi statistici per addestrarsi e funzionare correttamente. A questo si aggiunge poi l’alta plasticità dei neuroni, in grado di adattarsi alle condizioni più imprevedibili stabilendo nuove connessioni (o sinapsi, nello specifico) tra loro.
Non ultimo, il minor consumo energetico: ogni unità CL1 che compone il data center di Singapore richiede all’incirca 30 Watt, un valore infinitamente piccolo se confrontato con i chip in silicio, come H100 Sxm di Nvidia, che a pieno regime consumano oltre 700 Watt. Numeri alla mano, un data center tradizionale composto da 8 chip H100 Sxm può arrivare ad un consumo complessivo di 10.200 Watt, considerando anche l’energia richiesta dall’hardware di supporto.
Infine, i neuroni non necessitano di sistemi di raffreddamento e possono essere tranquillamente mantenuti in vita ad una temperatura media di 37 gradi centigradi, al contrario dei server tradizionali che generano un enorme quantitativo di calore che va necessariamente dissipato.
Al netto di questi vantaggi le sfide da affrontare sono ancora tante, prime tra tutte la velocità di calcolo e la ripetibilità nettamente inferiori rispetto ai server in silicio, ad oggi indispensabili per il funzionamento di modelli linguistici di grandi dimensioni come ChatGpt e simili.