DNA-Speicher sind noch nicht bereit, in die Massenproduktion zu gehen, aber einige Experten , dass sich die Situation in naher Zukunft ändern wird. Immer mehr Unternehmen beschäftigen sich mit diesem Thema.
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Warum beschäftigen sich DNA-Speicher
Nach Organisationen wie Cambridge Consultants, bald werden die Speicher mit den sich ändernden Anforderungen an die Speicherung und den Umgang mit wachsenden Datenmengen in Rechenzentren nicht mehr zurechtkommen. Eine Reihe von IT-Experten ist überzeugt, dass die Lösung in der Entwicklung alternativer Speichermedien liegt.
Wenn es um die Aufzeichnungsdichte geht, berichtet das Journal Nature , dass alle Daten der Welt in einem DNA-Speicher mit einem Gewicht von bis zu einem Kilogramm gespeichert werden könnten. Was die Lebensdauer eines solchen Speichers betrifft, so kann diese (je nach Schätzung) bis zu oder Jahre betragen.
Ein weiterer Grund, warum Experten DNA-Speicher als vielversprechend erachten, ist die regelmäßig sinkende Kosten für die Datenaufzeichnung auf diesem Medium. Während im Jahr 2002 die Kosten für die Aufzeichnung eines Zeichens in eine Molekül bei 10 $ lagen, betrugen sie im Jahr 2016 nur noch 0,05 $. Wenn dieser Trend im nächsten Jahrzehnt anhält, könnte die Technologie eine neue Nische auf dem Markt für Datenspeicherung schaffen. Nach groben , könnte der Jahresumsatz des DNA-Speichersegments in den nächsten zehn Jahren Hunderte Millionen Dollar erreichen.
Wer entwickelt DNA-Speicher
Die Aussichten des Mediums ziehen große IT-Unternehmen an, die die Möglichkeit einer Nutzung in Archivspeichern für Daten prüfen. Zum Beispiel plant Microsoft , DNA-Speicher bereits bis 2020 einzuführen. Bemerkenswert ist, dass es den Spezialisten des Unternehmens bereits gelungen ist, aufzeichnen und eine Schreibgeschwindigkeit von 400 Byte pro Sekunde zu erreichen. Neueste Entwicklungen werden es ermöglichen, diese Leistungen zu verbessern, obwohl man momentan von recht massiven Installationen zur Datenspeicherung sprechen muss, alte Kopiergeräte aus den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts erinnern.
Ein weiteres Unternehmen, das sich mit der Entwicklung von DNA-Speichern beschäftigt, heißt Catalog. Dieses Startup eines modularen Labors, etwa so groß wie ein Bus. Es wird sofort mit allem ausgestattet sein, was für die Synthese von DNA-Molekülen und ihre anschließende Speicherung erforderlich ist. Der Verkauf der Installation ist für 2021 geplant.
Technologie interessiert auch Biologen. Potenzial in DNA-Speichern Professor George Church von Harvard. Er und seine Kollegen möchten eine spezielle „biologische“ Kammer schaffen. Dort werden keine elektronischen oder mechanischen Komponenten vorhanden sein, und Fotos oder Videos werden direkt in den DNA-Molekülen gespeichert.
Ein weiteres Projekt in diesem Bereich ist SGI-DNA. Das Team DNA-Drucker, der in etwa die Größe eines gewöhnlichen Bürodruckers hat. Das System wird bereits zum Drucken von Molekülen für biologische und medizinische Forschungen verwendet. Aber die Entwickler planen, den Drucker zur Kodierung von Informationen in DNA zu nutzen.
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Die Kehrseite der Medaille
In der IT-Branche gibt es auch vorsichtige Meinungen zum neuen Informationsspeicher. Laut , wird es Jahrzehnte dauern, bis sich die Technologie massenhaft verbreitet.
Der erste Grund ist die Kosten für die Speicherung. Obwohl sie in den letzten Jahren gesenkt wurden, bleibt es teuer, Daten in Molekülen zu speichern: Um eine Datei von der Größe eines Megabytes in die DNA zu übertragen, müssen etwa achttausend Dollar ausgegeben werden.
Der zweite Grund ist die niedrige Schreibgeschwindigkeit von Daten. Microsoft und Partnern 400 Byte pro Sekunde zu erreichen. Aber nach Einschätzungen der Ingenieure des Unternehmens müsste die Bandbreite für eine Massenverbreitung der Technologie 100 MB/s betragen.
Der dritte Grund sind potenzielle Probleme mit IT-Sicherheit. Forscher der Universität Washington haben bereits , dass in einem DNA-Molekül in jedem Fall auch Computer-Viren gespeichert werden können. In der Zukunft ermöglicht dies Angreifern, schädliche Software in Netzwerke spezialisierter Labore einzuschleusen und Speicher mit persönlichen Daten zu kompromittieren.
Alternativen zu DNA-Speichern
Über eine Massenimplementierung von DNA-Speichern zu sprechen, ist noch zu früh, daher arbeiten mehrere Unternehmen an der Entwicklung alternativer Lösungen und der Verbesserung bestehender Technologien. Eine davon ist magnetisches Band. Es wird seit mehreren Jahrzehnten in Rechenzentren zur Archivierung von Daten verwendet. Ihre Lebensdauer erreicht Jahre. Obwohl dies im Vergleich zur Haltbarkeit von DNA ungleich ist, übertrifft das Band in Bezug auf die Speicherdauer Festplatten und Solid-State-Laufwerke. Letztere halten bis zu zehn Jahre. Ein weiteres wichtiges Merkmal von Bändern ist der Preis. Die Kosten für die Speicherung eines Gigabyte Speicher betragen nur zwei Cent.
Aus diesen Gründen wird Magnetband weiterhin von großen IT-Unternehmen verwendet, insbesondere von IBM. Laut Vertretern des IT-Riesen wird dieses Medium in Rechenzentren voraussichtlich mindestens bis 2030 genutzt werden.
Die zweite Alternative zur DNA-Speicherung sind Nanostrukturen. Beispielsweise haben Ingenieure der Technischen Universität Delft im Jahr 2016 Platte aus Kupfer geschaffen, dessen Oberfläche mit einem Gitter aus Chloratomen aufgebaut ist. Durch die Änderung der Anordnung der "Löcher" im Gitter codierten die Autoren Bits in Reihen. Auf einem Quadrat-Zentimeter dieser Materialoberfläche können bis zu zehn Terabyte Daten gespeichert werden.
Eine weitere Technologie, die mit Nanostrukturen verbunden ist, entwickelten chinesische Wissenschaftler im Jahr 2018. Es handelt sich um eine Folie aus Titanoxid und Silber, die 80 Mal dünner ist als ein menschliches Haar. In diesem Fall wird die Information in Nanopartikeln gespeichert, die ihre Farbe ändern, wenn sie von einem Laserstrahl getroffen werden.
Laut den Entwicklern der Technologie kann ein Folienstück von 10x10 Zentimetern tausendmal mehr Daten speichern als eine DVD. Dabei erreicht die Schreibgeschwindigkeit auf einem solchen Speichergerät bis zu einem Gigabyte pro Sekunde.
Ein Blick hinter die Kulissen: Unboxing des All-Flash-Speichers NetApp AFF A300
Quelle: habr.com
