مرافق تخزين الحمض النووي ليست جاهزة بعد للوصول إلى الجماهير، ولكن بعض الخبراء أن الوضع سيتغير في المستقبل القريب. بدأت المزيد والمزيد من الشركات في معالجة هذه المشكلة.
صور / فليكر /
لماذا يتم استخدام مرافق تخزين الحمض النووي؟
في أعلنت شركة Cambridge Consultants، أن محركات الأقراص لن تتمكن قريبًا من التعامل مع المتطلبات المتغيرة لتخزين كميات متزايدة من البيانات في مراكز البيانات والتعامل معها. عدد من خبراء صناعة تكنولوجيا المعلومات مقتنعون بأن الحل يكمن في تطوير وسائل الإعلام البديلة.
عندما يتعلق الأمر بكثافة التسجيل، الطبيعة أنه يمكن تسجيل جميع بيانات العالم في مخزن DNA يصل وزنه إلى كيلوغرام واحد. أما العمر الافتراضي لمثل هذه القيادة فيمكن أن يصل (حسب تقديرات مختلفة) أو лет.
السبب الآخر الذي يجعل الخبراء يعتبرون تخزين الحمض النووي أمرًا واعدًا هو التكلفة المتناقصة بانتظام لتسجيل البيانات على هذه الوسيلة. إذا كانت تكلفة كتابة حرف واحد في الجزيء في عام 2002 تبلغ 10 دولارات، فإنها بحلول عام 2016 أصبحت 0,05 دولار. وإذا استمر هذا الاتجاه خلال العقد المقبل، فإن التكنولوجيا ستفتح مجالًا جديدًا في سوق تخزين البيانات. تقريبًا ، يمكن أن يصل حجم المبيعات السنوية لقطاع تخزين الحمض النووي إلى مئات الملايين من الدولارات خلال السنوات العشر القادمة.
من ينشئ مرافق تخزين الحمض النووي؟
إن الوعد الذي توفره هذه الوسيلة يجذب شركات تكنولوجيا المعلومات الكبيرة التي تفكر في استخدامها في تخزين البيانات الأرشيفية. على سبيل المثال، مايكروسوفت إطلاق مرافق تخزين الحمض النووي بحلول عام 2020. يشار إلى أن المتخصصين في الشركة نجحوا بالفعل على حلزونات DNA الاصطناعية 200 ميجا بايت من البيانات وتحقق سرعة كتابة تبلغ 400 بايت في الثانية. ستعمل التطورات الجديدة على تحسين هذه المؤشرات، على الرغم من أنه يتعين علينا الآن التحدث عن عمليات التثبيت الضخمة إلى حد ما لتخزين البيانات، آلات النسخ القديمة من السبعينيات من القرن الماضي.
شركة أخرى تعمل على تطوير تخزين الحمض النووي تسمى Catalog. هذه البداية مختبر نموذجي، بحجم الحافلة. وهي مجهزة على الفور بكل ما هو ضروري لتخليق جزيئات الحمض النووي وتخزينها الإضافي. ومن المقرر أن يبدأ التثبيت في البيع في عام 2021.
يهتم المهندسون البيولوجيون أيضًا بالتكنولوجيا. المحتملة في تخزين الحمض النووي أستاذ جامعة هارفارد جورج تشيرش. يريد هو وزملاؤه البدء في إنشاء كاميرا "بيولوجية" خاصة. لن تكون هناك مكونات إلكترونية أو ميكانيكية، وسيتم تخزين الصور أو مقاطع الفيديو مباشرة في جزيئات الحمض النووي.
مشروع آخر في هذا المجال هو SGI-DNA. فريق طابعة DNA يمكن مقارنتها في الحجم بجهاز مكتبي عادي. يتم بالفعل استخدام النظام لطباعة الجزيئات للأبحاث البيولوجية والطبية. لكن المطورين يخططون لاستخدام الطابعة لتشفير المعلومات إلى الحمض النووي.
صور / فليكر /
الجانب العكسي للعملة
هناك أيضًا آراء أكثر حذرًا في صناعة تكنولوجيا المعلومات فيما يتعلق بوسيلة التخزين الجديدة. بواسطة سوف يستغرق الأمر عدة عقود حتى تنتشر هذه التكنولوجيا على نطاق واسع.
السبب الأول - تكلفة التسجيل . على الرغم من انخفاضه في السنوات الأخيرة، إلا أن تخزين البيانات في الجزيئات لا يزال مكلفًا: لتسجيل ملف بحجم واحد ميغابايت في الحمض النووي، سيتعين عليك إنفاق حوالي ثمانية آلاف دولار.
والسبب الثاني - انخفاض سرعة تسجيل البيانات. مايكروسوفت وشركاؤها 400 بايت في الثانية. ولكن وفقًا لمهندسي الشركة، للتوزيع الشامل للتكنولوجيا، يجب أن يكون معدل النقل 100 ميجابايت/ثانية.
السبب الثالث - المشاكل المحتملة مع أمن المعلومات. لقد قام باحثون من جامعة واشنطن بالفعل أنه على أية حال، يمكن تخزين فيروسات الكمبيوتر في جزيء الحمض النووي. وفي المستقبل، سيتيح هذا للمهاجمين الفرصة لإدخال برامج ضارة إلى شبكات المختبرات المتخصصة وتهديد مرافق التخزين بالبيانات الشخصية.
بدائل لتخزين الحمض النووي
من السابق لأوانه الحديث عن الإدخال الشامل لتخزين الحمض النووي، لذلك يقوم عدد من الشركات بتطوير تقنيات بديلة وتحسينها. واحد منهم هو الشريط المغناطيسي. وقد تم استخدامه في مراكز البيانات لتخزين البيانات الأرشيفية لعدة عقود. تصل مدة خدمتها سنين. على الرغم من أنه لا يتمتع بنفس طول عمر الحمض النووي، إلا أن الشريط يتمتع بعمر افتراضي أطول من محركات الأقراص الثابتة ومحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة. هذا الأخير يصل إلى عشر سنوات. ميزة أخرى مهمة للشريط هي التكلفة. تكلفة تخزين جيجا بايت من الذاكرة سنتان فقط.
ولهذه الأسباب، لا تزال شركات تكنولوجيا المعلومات الكبيرة تستخدم الشريط المغناطيسي، ولا سيما شركة IBM. بواسطة ممثلي عملاق تكنولوجيا المعلومات، سيتم استخدام هذه الوسائط في مراكز البيانات على الأقل حتى عام 2030.
البديل الثاني لتخزين الحمض النووي هو الهياكل النانوية. على سبيل المثال، في عام 2016، مهندسون من جامعة دلفت صفيحة نحاسية بنيت على سطحها شبكة من ذرات الكلور. ومن خلال تغيير موقع "الثقوب" في الشبكة، قام الباحثون بتشفير البتات في سلاسل. على سنتيمتر مربع واحد من سطح هذه المادة، سيكون من الممكن تسجيل ما يصل إلى عشرة تيرابايت من البيانات.
تقنية أخرى تتعلق بالبنى النانوية هي العلماء الصينيون في عام 2018 نحن نتحدث عن طبقة من ثاني أكسيد التيتانيوم والفضة، وهي أرق 80 مرة من شعرة الإنسان. وفي هذه الحالة، يتم تخزين المعلومات في جسيمات نانوية يتغير لونها عند تعرضها لشعاع الليزر.
وفقا لمبدعي التكنولوجيا، يمكن لقطعة من الفيلم مقاس 10 × 10 سنتيمتر أن تخزن بيانات أكثر بألف مرة من قرص DVD. وفي الوقت نفسه، تصل سرعة التسجيل على محرك الأقراص هذا إلى غيغابايت في الثانية.
المشاركات من مدونتنا:
المصدر: www.habr.com
