DNA-opslagsystemen zijn nog niet klaar voor de massa, maar sommige experts , dat de situatie binnenkort zal veranderen. Steeds meer bedrijven beginnen zich met deze kwestie bezig te houden.
Foto / Flickr /
Waarom DNA-opslagsystemen worden ontwikkeld
Volgens organisaties zoals Cambridge Consultants, zullen opslagmedia binnenkort niet meer voldoen aan de veranderende eisen voor opslag en verwerking van groeiende gegevensvolumes in datacenters. Een aantal experts uit de IT-industrie is ervan overtuigd dat de oplossing ligt in de ontwikkeling van alternatieve opslagmedia.
Als we het hebben over de dichtheid van de opslag, , dat alle gegevens ter wereld mogelijk kunnen worden opgeslagen in een DNA-opslagsysteem van één kilogram. Wat betreft de levensduur van zo'n opslagmedium, kan deze (volgens verschillende schattingen) oplopen tot of jaar.
Een andere reden waarom experts DNA-opslagsystemen veelbelovend vinden, is de regelmatig dalende kost prijs van het opslaan van gegevens op dit medium. Als in 2002 de kosten voor het opslaan van één teken in een molecuul $10 bedroegen, dan lag dit in 2016 op $0,05. Als deze trend zich in het komende decennium voortzet, zal deze technologie een nieuwe niche op de markt voor gegevensopslag creëren. Volgens een geschatte , kan de jaarlijkse omzet van de DNA-opslagsystemen honderden miljoenen dollars bereiken in de komende tien jaar.
Wie ontwikkelt DNA-opslagsystemen?
De vooruitzichten van dit medium trekken grote IT-bedrijven aan die de mogelijkheid overwegen het in archiefdata-opslag te gebruiken. Bijvoorbeeld, Microsoft DNA-opslagsystemen al in 2020 te lanceren. Het is opmerkelijk dat de specialisten van het bedrijf al zijn geslaagd van 200 megabyte gegevens op kunstmatige DNA-spiralen en een schrijfsnelheid van 400 byte per seconde hebben bereikt. Nieuwe ontwikkelingen zullen deze cijfers verbeteren, hoewel we vooralsnog moeten spreken over vrij omvangrijke installaties voor gegevensopslag, oude kopieerapparaten uit de jaren '70 van de vorige eeuw.
Een ander bedrijf dat zich bezighoudt met de ontwikkeling van DNA-opslagsystemen, heet Catalog. Deze startup modulaire laboratoria ter grootte van een bus. Het is vanaf het begin uitgerust met alles wat nodig is voor de synthese van DNA-moleculen en hun verdere opslag. De installatie zal naar verwachting in 2021 op de markt komen.
Ook bioloog-engineers zijn geïnteresseerd in de technologie. Het potentieel van DNA-opslag professor van Harvard George Church. Hij en zijn collega's willen een speciale 'biologische' kamer creëren. Daarin zullen geen elektronische of mechanische componenten aanwezig zijn, en foto- of video-informatie zal rechtstreeks in DNA-moleculen worden opgeslagen.
Een ander project in dit gebied is SGI-DNA. Het team een DNA-printer, die vergelijkbaar is in formaat met een normale kantoorprinter. Het systeem wordt al gebruikt voor het afdrukken van moleculen met als doel biologisch en medisch onderzoek. Maar de ontwikkelaars zijn van plan de printer te gebruiken voor het coderen van informatie in DNA.
Foto / Flickr /
De keerzijde
In de IT-industrie zijn er ook voorzichtiger meningen over de nieuwe informatie-draagert. Volgens , zal het nog enkele decennia duren voordat de technologie op grote schaal wordt verspreid.
De eerste reden is de kosten van registratie. Hoewel deze de laatste jaren gedaald zijn, is het nog steeds duur om gegevens in moleculen op te slaan: om een bestand van één megabyte in DNA te plaatsen, moet ongeveer achtduizend dollar worden uitgegeven.
De tweede reden is de lage schrijfsnelheid van gegevens. Microsoft en zijn partners 400 bytes per seconde te bereiken. Maar volgens schattingen van de ingenieurs van het bedrijf zou de bandbreedte voor een brede verspreiding van de technologie 100 MB/s moeten zijn.
De derde reden is de mogelijke problemen met informatiebeveiliging. Onderzoekers van de Universiteit van Washington hebben al , dat in DNA-moleculen in elk geval ook computervirussen kunnen worden opgeslagen. Op de lange termijn biedt dit kwaadwillenden de mogelijkheid om schadelijke software in netwerken van gespecialiseerde laboratoria te injecteren en opslagplaatsen met persoonlijke gegevens te compromitteren.
Alternatieven voor DNA-opslag
Het is nog te vroeg om te spreken van de brede invoering van DNA-opslag, daarom zijn verschillende bedrijven bezig met het ontwikkelen van alternatieven en het verbeteren van bestaande technologieën. Een daarvan is magnetische tape. Deze wordt al enkele decennia gebruikt in datacenters voor de opslag van archiefgegevens. De levensduur bedraagt jaar. Hoewel dit niet te vergelijken is met de levensduur van DNA, overtreft tape in opslagtijd harde schijven en solid-state drives. Laatsten gaan tot tien jaar mee. Een ander belangrijk voordeel van tape is de kostprijs. De kosten voor het opslaan van een gigabyte geheugen slechts twee cent.
Om deze redenen wordt magnetische tape nog steeds gebruikt door grote IT-bedrijven, zoals IBM. Volgens vertegenwoordigers van de IT-gigant zal deze opslagmedia in datacenters minstens tot 2030 worden gebruikt.
Een tweede alternatief voor DNA-opslag is nanostructuren. Bijvoorbeeld, in 2016 creëerden ingenieurs van de Technische Universiteit Delft plaat van koper, waarop een rooster van chlooratomen was opgebouwd. Door de positie van de 'gaatjes' in het rooster te veranderen, codeerden de auteurs bits in de lijnen. Op één vierkante centimeter van het oppervlak van dit materiaal kan tot tien terabyte aan gegevens worden opgeslagen.
Een andere technologie gerelateerd aan nanostructuren, door Chinese wetenschappers in 2018. Het gaat om een film van titaniumdioxide en zilver, die 80 keer dunner is dan een menselijke haar. In dit geval wordt informatie opgeslagen in nanodeeltjes die van kleur veranderen bij blootstelling aan een laserstraal.
Volgens de makers van de technologie kan een stuk film van 10x10 centimeter duizend keer meer gegevens opslaan dan een dvd-schijf. Bovendien bereikt de schrijfsnelheid op zo'n opslagmedium een gigabyte per seconde.
Berichten uit onze blog:
Bron: habr.com
