Čuvanje podataka uz pomoć DNK, naučna fantastika ili realnost?
Kako količina podataka generisanih širom sveta nastavlja da raste agresivnom brzinom, istraživači traže veoma kompaktne i izuzetno izdržljive tehnologije za skladištenje koje su u stanju da izdrže mnogo toga.
Na primer, Microsoft ispituje mogućnost upotrebe lasera za urezivanje podataka u kvarcno staklo ili skladištenja informacija u hologramskom obliku unutar kristala.
Ipak, jedan novi medijum za skladištenje ima sve potrebne atribute, a to je dezoksiribonukleinska kiselina, odnosno DNK. Istraživači su otkrili da jedan gram DNK može da uskladišti 215 petabita podataka. Jedan petabit je isto kao i milion gigabajta.
Na ovom projektu radi DNA Data Storage Alliance koju su prošle godine osnovali Microsoft, Western Digital, Twist bioscience i Ilumina. Ta saradnja je plasirana sa ciljem da se podigne svest o novoj tehnologiji skladištenja, postavljanju standarda i specifikacija na kojima se industrija može razvijati.
Šta je DNA skladištenje i kakvi izazovi ga očekuju
Skladištenje DNK podataka je postupak kodiranja i dekodiranja binarnih podataka na i iz sintetisanih lanaca DNK. Ona ima nekoliko jedinstvenih svojstava, uključujući gustinu, u osnovi je besplatna za kopiranje, kod će uvek biti čitljiv, a troškovi vlasništva s vremenom će biti manji zbog dugotrajnosti. Uz sve to, ona značajno smanjuje potrošnju energije kada se uporedi sa digitalnim skladištenjem.
Legacy rešenja za skladišta su se znatno smanjila tokom svih ovih godina, dok se gustina magnetnih medija (HDD i trake) koje omogućavaju današnje uobičajno arhiviranje veoma usporilo i veličina je postala nezgrapna. Ukratko, rast podataka premašuje današnja rešenja za skladištenje. Industriji je potreban novi medij za skladištenje koji će biti izdržljiviji, održiviji i isplativiji, kako bi mogao da se nosi sa sve većim rastom arhivskih podatka, istakli su iz te koalicije za TechRadr.
Kako je moguće da se digitalni podatak prevede u biološki format i obratno
Da bi se podaci sačuvali u DNK, originalni (binarni) digitalni podaci se kodiraju (mapiraju od 1 i 0 do sekvence DNK baze ACGT), zatim se zapisuju (sintetišu hemijskim ili biološkim procesima), a potom se čuvaju. Kada su ponovo potrebni uskladišteni podaci, molekuli DNK se čitaju (sekvencirani da otkriju svaki pojedinačni ACG ili T po redosledu) i dekodiraju (ponovo mapiraju iz DNK baze nazad na 1 i 0).
Postoje određene zabrinutosit oko tačnosti podataka koje potencijalno unose greške sinteze oligonukleotida (kratki komadi DNK) i sekvenciranja. Međutim, za razliku od oligo sinteze u medicini, koja mora biti savršena, skladištenje DNK može tolerisati greške zbog algoritama za ispravljanje grešaka koji se danas koriste u skladištu. Pioniri skladištenja DNK podataka već rade na poboljšanju algoritma kodiranja / ispravljanja grešaka koji će umanjiti ovaj rizik i tačno oporaviti podatke. Pored toga, troškovi, brzina, logistika i drugi izazovi ostaju prepreka za data centre koji će usvojiti ovu tehnologiju.
Kakav bi uticaj skladištenja DNK mogao imati na data centre
DNK je prijateljski nastrojen medijum kada je u pitanju snaga, prostor i održivost, što značajno smanjuje potrebu za migracijom podataka svakih nekoliko godina. Kada se koristi kao glavni arhivski medijum za skladištenje podataka u data centru, on ima potencijal da promeni veličinu istog kao i ukupne troškove posedovanja, a alternativno stavlja znatno manje opterećenje od starih arhivskih tehnologija za skladištenje podataka.
Najveći izazovi i kada bi mogao da se pojavi
Troškovi sinteze i sekvenciranja DNK i dalje su relativno visoki u poređenju sa trenutnim arhivskim medijima za skladištenje kao što su HDD ili traka i potrebno je značajno smanjenje troškova kako bi se DNK skladištenje podataka moglo usvojiti u velikom obimu. Pored toga, obrazovanje i izgradnja poverenja za pripremu tržišta za ovaj novi medij za skladištenje takođe će biti presudni, zbog čega je i formiran Savez za skladištenje podataka DNK (DNA Data Storage Alliance). Preostaje nam još mnogo puno posla kako bi se sve ovo ostvarilo. Kako se tehnologija bude razvijala i prihvatala unutar zajednice, tržište će se širiti i razvijati, zaključili su iz te grupacije.