Шта је складиштење ДНК података? Да ли је то будућност складиштења?

Током деценија, технологија складиштења се развијала и постајала све боља. Прешао је са ЦД-ова и флопи дискова на чврсте и ССД уређаје. Али ипак, имамо проблем: количина меморије која је доступна и која се производи не може да се носи са подацима које настављамо да производимо.

Дакле, да ли би складиштење ДНК решило проблем? Могу ли се подаци чувати у ДНК?

Шта је складиштење ДНК података?

Чување ДНК података је процес коришћења ДНК молекула као медијума за складиштење. За разлику од оптичких и магнетних облика технологија складиштења који су данас присутни, ДНК подаци се неће чувати у бинарним цифрама (тј. 1с и 0с). Уместо тога, они би били кодирани у базе ДНК нуклеотида (А, Ц, Г, Т) и ускладиштени. Ови низови се затим претварају у бинарне цифре када је то потребно.

Тренутно постоји преко 11 трилиона гигабајта података, са још најмање 2,5 милиона гигабајта који се додаје сваког дана. Медији за складиштење података доступни у свету не могу пратити ово огромно повећање. Чување ДНК је једно решење за овај проблем складиштења.

Како функционише складиштење ДНК података?

ДНК је скраћеница за деоксирибонуклеинску киселину. То је сложен органски молекул који носи генетске информације живог бића. Налази се код свих људи и чува информације као што су боја коже, боја очију, висина и друге физичке и биолошке особине.

ДНК спирала има вишеструке и наизменичне парове четири јединствене базе. То су аденин (А), гванин (Г), цитозин (Ц) и тимин (Т). Ове базе су везане за спиралу ДНК у паровима, које се називају парови база. Два базна пара су аденин-тимин и гванин-цитозин.

Подаци се чувају у бинарним цифрама (1с и 0с) у традиционалном рачунарству. У складиштењу ДНК података, четири нуклеотидне базе (А, Ц, Г, Т) чувају и кодирају податке. Информације се чувају у пермутацијама три нуклеотидне базе, које се називају кодони.

Складиштење ДНК обухвата три процеса: кодирање података, њихово синтетизовање и складиштење и декодирање. Бинарни кодови који садрже информације се преводе у ДНК кодове или кодоне помоћу алгоритма. Затим се одлажу у контејнер у хладном и регулисаном окружењу. Информације које носе ДНК могу се замрзнути у раствору, ускладиштити као капљице или сачувати на силицијумским чиповима.

Научници раде на томе да читање ДНК складиште буде брже и јефтиније. Од сада, подаци ускладиштени у ДНК морају да се однесу у лабораторију да би се декодирали у бинарне информације без грешака, а за то је потребно много времена.

Као такви, може проћи неко време пре него што уређаји за складиштење ДНК података постану лако доступни јефтини уређаји које ће јавност користити.

Више истраживања иде у технологију складиштења ДНК, и она још неће лако уништити постојеће методе складиштења. Али за неколико година, како буде направљено више истраживања и технолошких открића, подаци ће бити ускладиштени у ДНК, решавајући проблеме простора, безбедности и деградације.

Који је капацитет складиштења ДНК података?

Складиштење ДНК података је пожељно решење за проблем недостатка складишта јер може да складишти велике количине података на веома малом простору. Један грам ДНК може да ускладишти 215 петабајта података. Петабајт је 1.024 терабајта. Дакле, један грам ДНК може да ускладишти око 220.160 терабајта.

Упоредите то са тренутном технологијом: хард диск од једног терабајта тежи приближно 400 грама. Дакле, да бисте ускладиштили еквивалентну количину података коју чува један грам ДНК, потребно вам је више од 88 милиона грама чврстих дискова.

Са овим информацијама, истраживачи кажу да сви подаци на свету тренутно могу да стану у кутију за ципеле користећи складиштење ДНК података.

Које су предности складиштења ДНК података?

Коришћење ДНК складиштења као медијума за складиштење има много предности у односу на дигитално складиштење. Обезбеђује висок капацитет складиштења података, знатно дужи животни век од других облика складиштења, компактност, ниску подложност техничким и електричним кваровима и могућност репликације.

Густина складиштења

Главна предност ДНК складиштења у односу на друге медијуме за складиштење је густина складиштења. Иако ти чувајте своје податке на даљину у облаку или НАС-у, и даље се чувају на великим серверима и дата центрима. Ови центри података су велики као фудбалски стадиони и коштају милијарде долара за изградњу и одржавање. Није исто са складиштењем ДНК података.

Складиштење ДНК података вам омогућава да складиштите огромне количине података у веома компактном простору. Дакле, смањење проблема са простором, трошкови одржавања и недостатак опреме за складиштење.

Трајност

Дигитална опрема за складиштење која је доступна данас далеко је од издржљиве. Сви су склони пропадању и деградацији. Дигитално распадање је постепено разлагање података ускладиштених на рачунару, што утиче на милионе људи сваке године.

ДНК има полуживот од 500 година. Када се чувају у оптималном и регулисаном окружењу, подаци ускладиштени у ДНК могу бити доступни стотинама година.

Репликација

Због деградације података, подаци у центрима података морају се копирати и пренети на други хардвер након одређеног временског периода да би се сачувале информације. Овај процес је често тежак.

Подаци ускладиштени у ДНК се лако могу реплицирати. Једна метода коју су научници тестирали је убацивање ДНК са ускладиштеним информацијама у бактерију. Ова бактерија се потом размножава—сама по себи—друге генерације бактерија које поседују исте информације сачуване у првој ДНК без икаквих грешака или губитка.

Да ли је складиштење ДНК података будућност складиштења?

Искрено, да. Складиштење ДНК података сигурно означава сва решења за данашње проблеме складиштења. Данас га већ користе компаније које желе да сачувају обимне архиве информација којима не треба редовно приступати.

Нажалост, проћи ће доста времена пре него што складиштење ДНК постане уобичајена и приступачна опција складиштења доступна јавности. У међувремену, морамо пажљиво одабрати најбољи формат складиштења за дугорочно складиштење података.

Чврсти дискови, ССД-ови, флеш дискови: Колико ће трајати ваши медији за складиштење података?

Реад Нект

О аутору