Η αποθήκευση DNA δεν είναι ακόμη έτοιμη για τις μάζες, αλλά ορισμένοι ειδικοί... ότι η κατάσταση θα αλλάξει στο εγγύς μέλλον. Όλο και περισσότερες εταιρείες αρχίζουν να αντιμετωπίζουν αυτό το ζήτημα.
Φωτογραφία /flickr/
Γιατί γίνεται η αποθήκευση DNA
Επί Σύμφωνα με την Cambridge Consultants, οι συσκευές αποθήκευσης σύντομα δεν θα είναι σε θέση να αντεπεξέλθουν στις μεταβαλλόμενες απαιτήσεις αποθήκευσης και στον αυξανόμενο όγκο δεδομένων στα κέντρα δεδομένων. Αρκετοί ειδικοί στον κλάδο της πληροφορικής είναι πεπεισμένοι ότι η λύση βρίσκεται στην ανάπτυξη εναλλακτικών μέσων.
Μιλώντας για πυκνότητα καταγραφής, το περιοδικό Nature ότι όλα τα δεδομένα του κόσμου θα μπορούσαν να καταγραφούν σε μια συσκευή αποθήκευσης DNA βάρους έως και ενός κιλού. Όσο για τη διάρκεια ζωής ενός τέτοιου δίσκου, μπορεί να φτάσει (σύμφωνα με διάφορες εκτιμήσεις) ή χρόνια.
Ένας άλλος λόγος για τον οποίο οι ειδικοί θεωρούν την αποθήκευση DNA πολλά υποσχόμενη είναι το συνεχώς μειούμενο κόστος καταγραφής δεδομένων σε αυτό το μέσο. Αν το 2002 το κόστος καταγραφής ενός συμβόλου σε ένα μόριο ήταν 10 δολάρια, τότε μέχρι το 2016 ήταν 0,05 δολάρια. Εάν αυτή η τάση συνεχιστεί την επόμενη δεκαετία, η τεχνολογία θα δημιουργήσει μια νέα θέση στην αγορά αποθήκευσης δεδομένων. Περίπου , ο ετήσιος κύκλος εργασιών του τμήματος αποθήκευσης DNA θα μπορούσε να φτάσει εκατοντάδες εκατομμύρια δολάρια μέσα στα επόμενα δέκα χρόνια.
Ποιος δημιουργεί εγκαταστάσεις αποθήκευσης DNA;
Οι προοπτικές του μέσου προσελκύουν μεγάλες εταιρείες πληροφορικής, οι οποίες εξετάζουν τη χρήση του στην αποθήκευση αρχειακών δεδομένων. Για παράδειγμα, η Microsoft να λανσάρουν εγκαταστάσεις αποθήκευσης DNA έως το 2020. Αξίζει να σημειωθεί ότι οι ειδικοί της εταιρείας έχουν ήδη πετύχει σε τεχνητό DNA μεταφέρει σπειροειδώς 200 megabyte δεδομένων και επιτυγχάνει ταχύτητα εγγραφής 400 byte ανά δευτερόλεπτο. Οι νέες εξελίξεις θα βελτιώσουν αυτούς τους δείκτες, αν και προς το παρόν πρέπει να μιλήσουμε για αρκετά τεράστιες εγκαταστάσεις αποθήκευσης δεδομένων, παλιά φωτοτυπικά μηχανήματα από τη δεκαετία του '70 του περασμένου αιώνα.
Μια άλλη εταιρεία που αναπτύσσει αποθήκευση DNA ονομάζεται Catalog. Αυτή η νεοσύστατη επιχείρηση αρθρωτό εργαστήριο, στο μέγεθος ενός λεωφορείου. Είναι άμεσα εξοπλισμένο με όλα τα απαραίτητα για τη σύνθεση μορίων DNA και την επακόλουθη αποθήκευσή τους. Η εγκατάσταση έχει προγραμματιστεί να κυκλοφορήσει στην αγορά το 2021.
Οι βιολόγοι μηχανικοί ενδιαφέρονται επίσης για την τεχνολογία. Δυνατότητα αποθήκευσης DNA Ο καθηγητής του Χάρβαρντ, Τζορτζ Τσερτς. Αυτός και οι συνάδελφοί του θέλουν να εργαστούν για τη δημιουργία ενός ειδικού «βιολογικού» θαλάμου. Δεν θα περιέχει ηλεκτρονικά ή μηχανικά εξαρτήματα και οι φωτογραφίες ή τα βίντεο θα αποθηκεύονται απευθείας σε μόρια DNA.
Ένα άλλο έργο σε αυτόν τον τομέα είναι το SGI-DNA. Ομάδα Ένας εκτυπωτής DNA συγκρίσιμου σε μέγεθος με μια συνηθισμένη συσκευή γραφείου. Το σύστημα χρησιμοποιείται ήδη για την εκτύπωση μορίων για βιολογική και ιατρική έρευνα. Αλλά οι προγραμματιστές σχεδιάζουν να χρησιμοποιήσουν τον εκτυπωτή για να κωδικοποιήσουν πληροφορίες σε DNA.
Φωτογραφία /flickr/
Η αντίστροφη πλευρά του νομίσματος
Υπάρχουν επίσης πιο επιφυλακτικές απόψεις στον κλάδο της πληροφορικής σχετικά με το νέο μέσο αποθήκευσης. Με , θα χρειαστούν αρκετές δεκαετίες για να διαδοθεί ευρέως η τεχνολογία.
Ο πρώτος λόγος — κόστος καταγραφής. Αν και τα τελευταία χρόνια έχει μειωθεί, η αποθήκευση δεδομένων σε μόρια εξακολουθεί να είναι ακριβή: η αποθήκευση ενός αρχείου ενός megabyte σε DNA κοστίζει περίπου οκτώ χιλιάδες δολάρια.
Ο δεύτερος λόγος - χαμηλή ταχύτητα εγγραφής δεδομένων. Προς τη Microsoft και τους συνεργάτες της 400 bytes ανά δευτερόλεπτο. Σύμφωνα όμως με τους μηχανικούς της εταιρείας, για να διανεμηθεί ευρέως η τεχνολογία, η ταχύτητα μετάδοσης πρέπει να είναι ίση με 100 MB/s.
Τρίτος λόγος — πιθανά προβλήματα με την ασφάλεια των πληροφοριών. Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον έχουν ήδη , ότι σε κάθε περίπτωση, οι ιοί υπολογιστών μπορούν να αποθηκευτούν στο μόριο DNA. Μακροπρόθεσμα, αυτό θα δώσει στους επιτιθέμενους την ευκαιρία να εισάγουν κακόβουλο λογισμικό στα δίκτυα εξειδικευμένων εργαστηρίων και να θέσουν σε κίνδυνο εγκαταστάσεις αποθήκευσης που περιέχουν προσωπικά δεδομένα.
Εναλλακτικές λύσεις στην αποθήκευση DNA
Είναι πολύ νωρίς για να μιλήσουμε για μαζική εφαρμογή της αποθήκευσης DNA, επομένως ορισμένες εταιρείες αναπτύσσουν εναλλακτικές τεχνολογίες και βελτιώνουν τις υπάρχουσες. Ένα από αυτά είναι η μαγνητική ταινία. Χρησιμοποιείται εδώ και αρκετές δεκαετίες σε κέντρα δεδομένων για την αποθήκευση αρχειακών δεδομένων. Η διάρκεια ζωής της φτάνει χρόνια. Παρόλο που δεν συγκρίνεται με τη μακροζωία του DNA, η ταινία διαρκεί περισσότερο από τους σκληρούς δίσκους και τις μονάδες SSD όσον αφορά τη διάρκεια ζωής αποθήκευσης. Τα τελευταία εξυπηρετούν έως και δέκα χρόνια. Ένα άλλο σημαντικό πλεονέκτημα της ταινίας είναι το κόστος της. Κόστος αποθήκευσης ενός gigabyte μνήμης μόλις δύο σεντς.
Για αυτούς τους λόγους, η μαγνητική ταινία εξακολουθεί να χρησιμοποιείται από μεγάλες εταιρείες πληροφορικής, και ιδίως από την IBM. Με Σύμφωνα με εκπροσώπους του γίγαντα της πληροφορικής, αυτό το μέσο θα χρησιμοποιείται σε κέντρα δεδομένων τουλάχιστον μέχρι το 2030.
Η δεύτερη εναλλακτική λύση στην αποθήκευση DNA είναι οι νανοδομές. Για παράδειγμα, το 2016, μηχανικοί από το Πανεπιστήμιο του Ντελφτ μια χάλκινη πλάκα στην επιφάνεια της οποίας χτίστηκε ένα πλέγμα ατόμων χλωρίου. Αλλάζοντας τη διάταξη των "οπών" στο πλέγμα, οι συγγραφείς κωδικοποίησαν τα bits σε σειρές. Σε ένα τετραγωνικό εκατοστό της επιφάνειας ενός τέτοιου υλικού θα είναι δυνατή η καταγραφή έως και δέκα terabytes δεδομένων.
Μια άλλη τεχνολογία που σχετίζεται με τις νανοδομές, Κινέζοι επιστήμονες το 2018. Μιλάμε για μια μεμβράνη από διοξείδιο του τιτανίου και ασήμι, η οποία είναι 80 φορές λεπτότερη από μια ανθρώπινη τρίχα. Σε αυτήν την περίπτωση, οι πληροφορίες αποθηκεύονται σε νανοσωματίδια, τα οποία αλλάζουν χρώμα όταν εκτίθενται σε δέσμη λέιζερ.
Σύμφωνα με τους δημιουργούς της τεχνολογίας, ένα κομμάτι φιλμ διαστάσεων 10x10 εκατοστών μπορεί να αποθηκεύσει χίλιες φορές περισσότερα δεδομένα από έναν δίσκο DVD. Επιπλέον, η ταχύτητα εγγραφής σε μια τέτοια μονάδα δίσκου φτάνει ένα gigabyte ανά δευτερόλεπτο.
Δημοσιεύσεις από το blog μας:
Πηγή: www.habr.com
