Pusat Data Biologis Singapura Mengandalkan Neuron Manusia, Bukan Hanya Chip Silikon

Singapura kini menguji bentuk komputasi yang terdengar seperti fiksi ilmiah: pusat data dengan neuron manusia hidup sebagai bagian dari inti pemrosesannya.

Prototipe ini berada di Centre for Life Sciences, National University of Singapore (NUS), dan dioperasikan melalui kerja sama NUS Medicine, perusahaan biokomputasi Cortical Labs, serta pengembang pusat data DayOne. Instalasi awalnya terdiri dari satu rak berisi 20 komputer biologis CL1.

Namun, fasilitas ini bukan tanda bahwa server berbasis GPU akan segera digantikan oleh sel hidup. Proyek tersebut lebih tepat dipahami sebagai tahap penelitian dan validasi untuk menguji apakah jaringan saraf biologis dapat menjadi sistem komputasi khusus—terutama untuk tugas dengan data pelatihan terbatas, kondisi yang berubah-ubah, dan lingkungan yang sulit diprediksi.

Apa itu pusat data biologis Singapura?

Sistem ini merupakan komputasi hibrida yang sering disebut wetware computing. Bagian biologisnya terdiri dari neuron hidup, sedangkan chip silikon, perangkat lunak, peralatan laboratorium, dan sistem kendali mengatur komunikasi listrik, masukan data, kondisi lingkungan, serta kelangsungan hidup sel.

Ke-20 unit CL1 di NUS ditempatkan dalam satu rak. Para mitra menyebutnya sebagai rak server biologis terintegrasi yang dioperasikan secara mandiri di lingkungan riset langsung. Ini menjadi tahap awal sebelum kemungkinan pemindahan atau perluasan ke fasilitas pusat data komersial milik DayOne.

Bagaimana CL1 memproses data?

Setiap CL1 berisi sedikitnya 200.000 neuron manusia yang ditumbuhkan di laboratorium. Sel-sel tersebut berasal dari sel darah yang diprogram ulang menjadi sel punca, lalu dikembangkan di atas chip silikon yang dilengkapi elektroda.

Elektroda itu menjadi penghubung dua arah antara neuron dan komputer konvensional:

1. Komputer menerjemahkan informasi menjadi rangsangan listrik untuk jaringan neuron.
2. Neuron merespons melalui pola aktivitas listrik.
3. Susunan elektroda membaca aktivitas tersebut dan mengirimkannya kembali ke perangkat lunak sebagai keluaran.

Siklus umpan balik tertutup ini memungkinkan neuron berinteraksi dengan lingkungan simulasi dan menyesuaikan responsnya. Jadi, neuron bukan sekadar pelengkap biologis. Neuron menjadi bagian adaptif dari proses komputasi, sementara silikon berfungsi sebagai lapisan antarmuka, kendali, dan pengolahan sinyal.

Mengapa CL1 membutuhkan sistem penunjang kehidupan?

Berbeda dari server silikon biasa, CL1 tidak dapat beroperasi tanpa dukungan biologis yang terus-menerus.

Teknisi harus mengganti atau mengisi kembali campuran nutrisi yang mengandung gula, mikronutrien, dan penyangga pH setiap tiga hari. Sistem pencampur gas memasok karbon dioksida, oksigen, dan nitrogen untuk menjaga kondisi kultur sel.

Artinya, teknologi ini tidak menghapus kebutuhan infrastruktur—hanya mengubah jenis infrastrukturnya. Konsumsi listrik dan kebutuhan pendinginan mungkin lebih rendah pada perangkat tertentu, tetapi sistem ini tetap membutuhkan bahan habis pakai laboratorium, lingkungan terkontrol, pemeliharaan biologis, serta operator terampil.

Untuk apa komputasi biologis bisa digunakan?

Menurut Cortical Labs, jaringan saraf biologis berpotensi belajar dari jumlah contoh yang lebih sedikit dan beradaptasi ketika situasi berubah. Kemampuan semacam itu dapat berguna untuk persoalan yang sulit ditangani jika harus mengumpulkan dan memberi label data dalam jumlah sangat besar.

Beberapa aplikasi yang dibahas perusahaan dan mitranya meliputi:

• Robot humanoid: Robot yang bekerja di rumah, kantor, atau ruang publik akan menghadapi situasi tak terduga yang sulit dipetakan seluruhnya sejak awal.
• Keamanan siber: Sistem biologis dapat diuji untuk mendeteksi aktivitas tidak biasa ketika contoh berlabel untuk setiap jenis serangan belum tersedia.
• Riset komputasi adaptif: Peneliti dapat mempelajari cara jaringan neuron hidup merespons masukan dan umpan balik yang dikendalikan.
• Eksperimen robotika dan gim: Fasilitas Cortical Labs di Melbourne dilaporkan memiliki pelanggan dari kalangan perusahaan dan universitas yang mengeksplorasi penggunaan tersebut.

Semua contoh itu masih berada pada tahap usulan atau eksperimen. Belum ada bukti dari informasi yang tersedia bahwa komputer biologis telah mengungguli sistem silikon dalam beban kerja robotika atau keamanan siber pada produksi nyata. Untuk menilainya, diperlukan tolok ukur independen yang sesuai dengan masing-masing jenis pekerjaan.

Seberapa hemat energinya?

Cortical Labs menyatakan satu unit CL1, termasuk peralatan penunjang kehidupannya, mengonsumsi sekitar 30 watt dan tidak memerlukan pendinginan server konvensional. Sebagai pembanding, Nvidia H100 SXM memiliki daya terukur hingga 700 watt, sementara sebuah server berisi delapan H100 dilaporkan mengonsumsi sekitar 10.200 watt jika perangkat pendukung turut dihitung.

Angka ini membantu menjelaskan mengapa proyek tersebut menarik perhatian di Singapura. Pusat data menyumbang 7 persen konsumsi listrik nasional Singapura pada 2020. Keterbatasan listrik dan air juga menjadi bagian dari perdebatan negara tersebut mengenai perluasan kapasitas pusat data.

Meski demikian, daya perangkat yang rendah belum otomatis berarti biaya total atau jejak lingkungan yang lebih kecil. Informasi publik yang tersedia belum memberikan perhitungan definitif mengenai penggunaan air, analisis siklus hidup, atau perbandingan energi untuk beban kerja yang benar-benar setara dengan infrastruktur GPU.

Media nutrisi, pengaturan gas, produksi sel, peralatan laboratorium, dan pekerjaan pemeliharaan manusia harus dihitung dalam evaluasi menyeluruh.

Bukan pengganti GPU

Kekuatan utama CL1—jika terbukti melalui pengujian—lebih mungkin berada pada pemrosesan adaptif khusus, bukan komputasi performa tinggi serbaguna. Pimpinan Cortical Labs juga mengakui bahwa silikon masih jauh lebih unggul untuk perhitungan yang cepat, presisi, dan berulang seperti yang digunakan model bahasa besar serta beban kerja sejenis.

Model penggunaannya kemungkinan bersifat saling melengkapi:

• prosesor silikon menangani komputasi konvensional ber-throughput tinggi;
• jaringan neuron biologis diuji untuk tugas yang mungkin diuntungkan oleh kemampuan adaptasi dan data pembelajaran yang terbatas;
• perangkat lunak dan elektronik menghubungkan kedua sistem.

Karena itu, istilah “pusat data biologis” tidak berarti pusat data cloud arus utama akan segera dipenuhi rak berisi sel hidup. Untuk saat ini, CL1 lebih tepat dilihat sebagai akselerator khusus yang masih diuji.

Rencana kapasitas, penggunaan komersial, dan biaya akses

Proyek Singapura dimulai dengan 20 unit CL1 untuk penelitian dan pengembangan bersama. Prototipe ini digunakan untuk membangun keahlian operasional serta menguji proses manufaktur dan dukungan yang diperlukan jika sistem diperluas.

Dengan syarat validasi teknis, persyaratan keamanan hayati, dan persetujuan regulator terpenuhi, DayOne dan Cortical Labs menjajaki ekspansi bertahap hingga 1.000 unit di fasilitas komersial Singapura.

Fasilitas Cortical Labs di Melbourne mengoperasikan 120 CL1 dan dilaporkan melayani sekitar 20 pelanggan dari perusahaan riset dan universitas. Akses jarak jauh ke satu unit CL1 dilaporkan berharga US$2.200 per bulan, sedangkan sewa chip AI kelas atas pada layanan cloud besar dilaporkan sekitar US$4.300 per bulan.

Harga tersebut adalah biaya akses yang dibayar pelanggan, bukan biaya operasional perangkat biologis atau fasilitas NUS. Mitra proyek belum mengungkapkan secara terbuka biaya penuh untuk merawat instalasi di Singapura.

Keterbatasan yang masih harus dijawab

Komputasi biologis menghadapi sejumlah tantangan penting:

• Pemeliharaan: Neuron membutuhkan nutrisi, pasokan gas, dan kondisi lingkungan yang dikendalikan secara berkelanjutan.
• Konsistensi: Sistem hidup berpotensi tidak sedeterministik dan tidak serepetitif perangkat digital.
• Skala: Peralihan dari rak riset berisi 20 unit ke 1.000 unit membutuhkan produksi sel yang konsisten dan operasi yang andal.
• Regulasi dan keamanan hayati: Perluasan komersial bergantung pada persetujuan, bukan hanya performa teknis.
• Tolok ukur: Klaim tentang efisiensi pembelajaran, konsumsi energi, dan kemampuan adaptasi masih memerlukan pengujian independen di dunia nyata.
• Akuntansi lingkungan: Kebutuhan listrik yang lebih rendah tidak dengan sendirinya membuktikan jejak air atau jejak siklus hidup yang lebih kecil.

Kendala-kendala tersebut menjelaskan mengapa instalasi Singapura diposisikan sebagai proyek validasi bertahap, bukan pengganti siap pakai untuk pusat data konvensional.

Apa artinya bagi Singapura?

Pusat data biologis Singapura sebaiknya dipandang sebagai eksperimen strategis. Jika klaim tentang kemampuan belajar dari data terbatas dan beradaptasi terhadap perubahan terbukti melalui pengujian independen, komputasi wetware dapat memberi Singapura ceruk baru untuk menambah kapasitas AI tertentu tanpa meningkatkan kebutuhan pendinginan dan listrik dengan pola yang sama seperti infrastruktur yang didominasi GPU.

Kesimpulan yang paling aman saat ini masih terbatas: Singapura telah memiliki prototipe komputasi kecil berbasis neuron hidup yang menggabungkan pemrosesan biologis dengan sistem kendali silikon. Nilai penting proyek ini terletak pada pengujian apakah arsitektur tersebut dapat menjadi berguna, andal, dan mampu diperluas secara komersial—bukan pada bukti bahwa server biologis siap menggantikan pusat data silikon arus utama.