データセンターには通常、2 つの敵がいます。 1つ目は、動作に必要な電力です。 2 つ目は、電気の必然的な結果、つまり熱です。 大規模な人工知能モデルをトレーニングするプロセッサは膨大な量のエネルギーを消費します そしてそのかなりの部分は最終的に熱に変換され、その熱は冷却システムを通して排出されなければなりませんが、これも電力と、多くの場合、大量の水を消費します。 大規模なデータセンターでは、 人口30,000人の都市に匹敵する電力量 そして、 国際エネルギー機関によると (IEA) この消費量の最大 40% が施設の冷却に使用されます。 これを念頭に置くと、消費量を削減する代替手段が望ましいだけでなく、必要でもあります。
シンガポールでは、生きた人間の細胞を使って情報を処理するという根本的な代替案を提案する実験が開始されたばかりだ。シンガポール国立大学とCortical Labs社（ニューロンとテクノロジーの融合で知られる）によって開発されたプロトタイプは、20台のCL1生物学的コンピューティングユニットを単一のラックにまとめている。これはニューロンのシミュレーションでも、脳からインスピレーションを得た従来のコンピューターでもありません。 これらは、実験室で幹細胞から培養された本物の人間のニューロンです。、シリコンチップ上の電極のアレイに接続されています。
各ユニットにより、電気刺激をニューロンに送信し、その反応を記録することができます。このようにして、コンピュータは生物学的ニューラルネットワークに情報を提示し、細胞の電気活動をシステムが解釈できるデータに変換することができます。その結果、シリコンがインターフェースと電子機器を提供し、生細胞が一部の処理を実行するハイブリッド マシンが誕生しました。
これは、従来のデータセンターとの根本的な違いの 1 つです。 GPU は計算を実行するために大量の電力を必要とし、その際に熱を発生します。 一方、ニューロンは、エネルギーの観点から見ると非常に効率的です。 Cortical Labs によると、細胞を生き続けるために必要なシステムを考慮しても、各 CL1 は約 30 ワットを消費します。
違いを理解するには、 人工知能に使用される高性能 GPU は、それだけで数百ワットを消費することがあります。 これらを複数搭載したサーバーは数キロワットに達することがあります。その結果、データセンターのインフラストラクチャのかなりの部分がコンピューティングではなく、電力の供給、冷却装置、安全な温度制限内に維持することに専念することになります。
ということは、これらのデータセンターには冷却が必要ないということですか?大部分はその通りですが、重要なニュアンスがあります。 ニューロンはエネルギー消費が小さいため、処理中に発生する熱を除去するために冷蔵する必要がありません。 また、AI プロセッサー特有の巨大な熱負荷も発生しません。 Cortical Labs の責任者自身、生物システムには従来のサーバーのような冷却は必要ないと指摘しています。
しかし、細胞が生き残るためには非常に正確な環境条件が必要です。 CL1 には真の生命維持システムが組み込まれています。温度を制御し、必要なガスを混合し、ニューロンが生息する環境の適切な状態を維持します。 さらに、シンガポールの施設では、細胞は、細胞の活性を維持するために必要な栄養素、糖、その他の成分の混合物を定期的に受け取ります。従来のデータセンターではマシンを冷却する必要がありました。このような生物学的なものは、組織を生かしておく必要があります。そしてそれはインフラストラクチャーの性質も変化させます。潜在的な報酬は莫大です。
シンガポールのプロトタイプは、エネルギー消費量が大幅に少ないコンピューティングの形式、特に生物学的ニューラル ネットワークが利点を持つ可能性のあるアプリケーション、つまりシステムをトレーニングするためのデータがほとんどない状況や、状況が絶えず変化する状況を探ることを目的としています。 提案されているアプリケーションには、人型ロボット工学、サイバーセキュリティ、不正行為検出、創薬などがあります。 その理由は、生物学的な脳は比較的少数の例から学習し、新しい状況に適応できるためです。一方、現在の人工知能システムは通常、同様の動作を実現するために膨大な量のデータと計算能力を必要とします。
賭けは、シリコンを置き換えることではなく、シリコンが苦手とする何かを提供できる生物学をコンピュータに追加することです。そしておそらくそれがシンガポールの実験の最も興味深い部分です。 何十年にもわたって、私たちはアルゴリズムを使用して機械に脳を模倣させようと試みてきました。 現在、私たちは別の可能性を試みています。それは、そもそも脳を特別なものにした特性の 1 つを直接利用することです。
「幹細胞から生きた人間のニューロンを成長させ、それらを厳密なエンジニアリングと組み合わせることで、この進歩の責任者であるリッキー・パタニ氏は声明で結論付けています。私たちはシリコンに代わるより効率的な代替品を作成しているだけでなく、その生物学的起源での学習と適応を理解できるプラットフォームも開発しています。それは私たちに本当の道を与えてくれます。」 創薬と神経疾患の研究を加速する、実験室の知識を以前よりもはるかに速く具体的な結果に変換します。」
