Nauka

Taśmy magnetyczne? Przyszłymi nośnikami danych mogą być butelki z DNA

KK
Krzysztof Kurdyła
0

Nasza cywilizacja jest coraz bardziej uzależniona od danych, ich ilość w każdej sekundzie gwałtownie przyrasta. Nowe centra powstają jak grzyby po deszczu, ale całkiem realny jest scenariusz, że nasze możliwości przestaną nadążać za potrzebami. Ratunkiem ma być syntetyczne DNA.

Klęska urodzaju

Na blogu firmy Microsoft pojawił się bardzo ciekawy materiał dotyczący postępów w pracach nad technologią umożliwiającą przechowywanie ogromnej ilości danych w... butelkach z syntetycznymi nićmi DNA. Ta technologia, czyli zapis na poziomie molekularnym, w teorii mogłaby na lata rozwiązać problemy z pojemnością nośników danych. Dziś królujące taśmy magnetyczne dochodzą do kresu swoich możliwości.

O co toczy się gra? Specjaliści z International Data Corporation oceniają, że już w 2024 r. zapotrzebowanie roczne na nowe nośniki danych sięgnie zawrotnej wartości 9 zettabajtów danych (9 000 000 000 TB) rocznie. Jak podali autorzy pracy 1 zettabajt, to jakieś 15 miliardów instalacji Windowsa 11 (64 GB na komputer). Całkiem sporo...

Microsoft twierdzi, że 9 zettabajtów, dziś wymagające milionów taśm magnetycznych byłby w stanie zmieścić w jednej małej lodówce. Co więcej, używane dziś taśmy trzeba co 30 lat wymieniać, dyski HDD czy SSD żyją jeszcze krócej, co za kilka stanie się ogromnym problemem. DNA można przechowywać wielokrotnie dłużej, mowa nawet o tysiącach lat.

Opisywana tu metoda ma jeszcze jedną przewagę, jej wdrożenie nie tylko uprościłoby pracę centrom danych, ale byłoby także rozwiązaniem bardzo ekologicznym. Taśmy magnetyczne do streamerów są zbudowane, podobnie jak kiedyś VHS-y, praktycznie w całości z tworzyw sztucznych. Jak się zapewne domyślacie, przy tylu zaletach musi być też jakiś haczyk, a właściwie to całkiem solidny hak.

Szybkość dostępu

Głównym problem tej technologii na dzisiejszym etapie rozwoju jest powolność zapisu danych, czyli opisując od strony elektryczno-chemicznej zamiana zapisu binarnego w molekuły. Do dziś robiono to ręcznie, teraz udało się stworzyć zautomatyzowany kontroler molekularny, który umożliwia przetłumaczenie bitów na zapis DNA (A, C, G, T), kontrolę budowy nici nukleotydów przy pomocy elektrod oraz ich hodowlę na wielu punktach naraz.

Tak przygotowane DNA trafia następnie do butelek i gdzie jest przechowywane w znajdującym się tam płynie. Do odczytu „roztwór” z DNA będzie porządkowany, zapewne chemicznie, a następnie przepompowywany do urządzenia potrafiącego zamienić „zapis” ACGT z powrotem na bity.

Kluczem do tego, aby metoda stała się wydajna, jest stworzenie matryc umożliwiających budowę jak największej ilości zapisów DNA naraz i w jak najmniejszej skali. Microsoft nie podał jakie prędkości osiągnięto w czasie obecnych testów. Biorąc pod uwagę, że jest to urządzenie „proof-of-concept” zapewne niewielką, ale udowodniono, że może w ogóle ten kierunek rozwoju rozważać.

Naukowcy Microsoftu i stanowego Uniwersytetu Waszyngtońskiego podkreślają, że na dziś jest jeszcze bardzo wiele do zrobienia. Przetestowane muszą zostać inne odczynniki chemiczne, konieczne będzie budowanie większych i bardziej precyzyjnych kontrolerów. Z pewnością stworzenie naprawdę szybkiego urządzenia zajmie dużo czasu, jeśli maszyna zapisywać miliony informacji na raz, samo konwertowanie danych binarnych na ACGT może być wyzwaniem.

Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu

Więcej na tematy: