технология

Когато нямаме място за съхранение на цифрови данни, ще използваме ДНК

В света има недостиг на свободно пространство.съхранение на цифрови данни. Този проблем съществува от няколко години, но обикновените хора почти никога не са мислили за това. Не толкова отдавна имаше време, когато свободното пространство за запис на цифрови данни беше ограничено от размера на твърдия диск на компютъра ви. След достигането на лимита ние или следвахме новия твърд диск, или записвахме всичко на оптични носители. Когато свършиха, просто изтрихме старите данни и записахме новите. Но има и такива, които никога не изтриват данни.

Например, много компании не го правятособено тези, чийто обхват и стойност зависят от притежаваната от тях цифрова информация. Времената се променят. Технологиите се развиват. Сега информацията не се изтрива, тя се прехвърля в "облака". Между другото, самият термин „облак“ е много краткотраен и изобщо не отразява реално физическо явление. Той просто изглеждаше много удобен и красив и го остави. Къде се съхраняват данните? Най-малкото е съвсем маловажно, доколкото можем във всеки един момент да се обърнем към тях. Възможно ли е евентуално да нямаме място в облачното хранилище? Никой не мисли за това. Докато плащате абонамент - всичко е наред. Малко място? Изберете нов тарифен план и ще получите още повече място за вашата информация.

Тази бъркотия доведе до факта, че хоратастана трудно дори да си представим, че един ден можем да изчерпим пространството за съхраняване на цифрови данни. Както и преди, беше трудно да си представим, че рано или късно пресните води на Земята могат да свършат, запасите от които се попълват поради циркулацията в природата. Но тук е реалността. През 2018 г. водните запаси в Кейптаун (Южна Африка) бързо се приближиха до пълното им изчерпване. И ние, хората, които не мислим за това, бързо се приближаваме към липсата на свободно пространство за съхраняване на цифрови данни.

Данни, данни, около едни и същи данни.

Основната причина за това изчерпване на свободното пространствоРазбира се, това е свързано с темпото, с което произвеждаме нови данни. Всеки ден в света, благодарение на 3,7 милиарда интернет потребители, се генерират около 2,5 хиляди байта информация. Сред всички достъпни днес цифрови данни 90% са създадени само през последните две години. А с нарастващия брой използвани умни устройства, които се свързват с World Wide Web (същият „Интернет на нещата“), тези числа скоро ще станат още по-силни.

- Говорейки за съхранение в облака, хората честопредполагат наличието на някакъв вид безкрайно свободно пространство за съхраняване на информация ”, коментира порталът Digital Trends на Hyun June Park, ръководител и съосновател на Catalog, компания за съхранение на данни.

- Въпреки това облакът е един и същ компютъркойто съхранява вашите данни. Хората просто не осъзнават, че толкова много цифрови данни се генерират в света, че темпото, с което са произведени, е далеч по-напред от способността ни да запазим всичко това. В най-близко бъдеще ще получим огромна пропаст между количеството полезни данни и способността ни да ги спасяваме чрез традиционните медии. "

Тъй като компаниите участват в облакасъхранението на данни е постоянно заето за изграждане на нови центрове за данни или разширяване на съществуващите, много е трудно да се предвиди кога наистина губим свободното пространство. Въпреки това, според същия Парк, до 2025 г. човечеството като цяло може да генерира повече от 160 Зеттабайта цифрова информация (Zettabyte, за тези, които не знаят, това е трилион гигабайта). Колко от този обем можем наистина да спестим? Около 12,5%, казва Парк.

Този въпрос определено изисква решение.

Може ли този отговор да бъде ДНК?

Затова помислете за Парк, Натаниел Ракета, както и за технитеколеги от Масачузетския технологичен институт. Заедно те основават компанията Catalog, в чиито стени е разработена технология, която според нейните създатели е в състояние да промени нашето разбиране за това как всички наши цифрови данни ще се съхраняват в близко бъдеще. Според тях, по-точно на изявлението, за кратко време цифрови данни от цял ​​свят ще могат да се поберат на площ не по-голяма от гардероб.

Каталогът предлага катоподходящо решение за кодиране на данните в ДНК. Всичко това звучи като един от сюжетите на американския писател на научна фантастика Майкъл Крайтън, но предложеното от тях скалируемо и достъпно решение е доста реалистично и дори привлече 9 милиона долара за финансиране на рисков капитал, както и подкрепа от водещи професори от университетите в Станфорд и Харвард.

„Често ми задават въпрос: чия ДНК използваме? Сякаш хората мислят, че вземаме ДНК на някой човек и ги превръщаме в мутанти или нещо такова - смее се Парк.

Но това не е това, което прави компанията.Каталог. ДНК, която Каталогът използва, за да кодира данните, е синтетичен полимер. Той не е от биологичен произход и не е създаден по двойки азотни основи, върху които се записва информацията. Поредица от нули и единици, която се записва в полимера, също не може да бъде кодът на това, което е живо. Въпреки това, полученият продукт е биологически практически неразличим от това, с което се срещаме в жива клетка.

Идеята, че ДНК може да се разглежда вКато алтернативен начин за съхраняване на цифрова информация, той е роден преди няколко десетилетия. Всъщност, когато Джеймс Уотсън и Франсис Крик стигнаха до модела на ДНК структурата едва през 1953 година. До днес обаче редица значителни ограничения не ни позволиха да видим огромния потенциал за използване на ДНК като средство за съхраняване на цифрова информация, да не говорим за това как да осъществим всичко това.

В нормалния изглед методът за съхраняване на информацияДНК се концентрира около синтеза на нови молекули ДНК; съвпадащи последователности от битове с информация с последователности от четири двойки ДНК, както и произвеждане на достатъчен брой молекули, които ще представляват всички числа, които искате да запазите. Проблемът на този метод е високата цена и бавността на процеса. Освен това има много ограничения, свързани със самото съхранение на данните.

Подходът на фирмения каталог предлага изключванепроцесът на синтез на молекули от процеса на тяхното кодиране. По същество, компанията първо произвежда огромно количество само определени молекули (което значително намалява разходите за производство) и след това кодира информацията в тях чрез използването на различни готови молекули.

Като аналогия, Каталогът сравнява предишния.подход с производството на потребителски твърди дискове с вече записана информация. Записването на нова информация в този случай предполага необходимостта от създаване на нов твърд диск от нулата. Новият подход, предложен от каталога, може да бъде сравнен с масовото производство на празни твърди дискове и записването им при необходимост с нова кодирана информация.

Става дума само за съхранение

Красотата на всичко това е какГолямо количество данни може да се съхранява в много компактна област. Като демонстрация, Каталог използва своята технология за кодиране на различни фантастични книги в ДНК. Например, целият цикъл от романи „Пътеводител за автостоп на галактиката”. Но това са всички малки неща преди възможностите за отваряне.

- Ако сравним сравними стойности, тогаваБроят на битовете, които можете да запишете с помощта на ДНК, ще бъде милион пъти по-висок от това, което се предлага от същите твърди дискове. Например, вземете размера на обикновеното флаш устройство. Когато използвате ДНК метод за запазване на информация, можете да напишете на устройството размера на тази USB флаш памет милион пъти повече информация от обикновеното флаш устройство. ”

Отбелязва се сравнение с SSDразработчиците все още не са напълно точни. ДНК ви позволява да съхранявате много повече информация в сравним обем, но технологията не позволява незабавен достъп до нея, както в случая със същите USB устройства. Технологията на каталога превръща информацията в твърди физически пелети (гранули) от синтетичен полимер.

За да получите достъп до тази информация, трябва да направите товакодирани синтетични полимерни пелети, рехидратират се с вода и след това „четат” с ДНК секвенсер. Като част от процеса ще бъде възможно да се изолират базовите двойки ДНК, които след това могат да се използват за изчисляване на броя на нулите и тези, които съставляват информацията. От началото до края този процес може да отнеме поне няколко часа.

Поради тази причина тази технология е преди всичкофокусирани върху пазара на архивиране, където не се изисква бърз достъп до информация. Обикновено в този случай се имат предвид данни, които не се използват или много рядко се използват след записването, но е изключително важно да се запази. Да речем, като гаранция за хладилника, само в мащаба на корпоративното значение.

Какви ще бъдат ползите за обикновените?потребители? В началото на статията говорихме за факта, че повечето от нас не мислят за това, което се случва и къде се съхранява нашата информация. На твърди медии? Да, дори и само на магнитна лента. Ние не се интересуваме, стига да имаме достъп до нея по всяко време.

Поради продължителността на процеса на възстановяванеинформация, малко вероятно е да достигнем нивото, когато някои Google Cloud или Yandex.Disk ще съхранят нашата информация в гигантски вани с ДНК. Ако същата технология на каталога потвърди своята ефективност, то най-вероятно ще намери своята ниша в областите, в които се прилага дългосрочен подход за съхранение на информация. Що се отнася до краткосрочния метод за съхранение на информация, където в момента се използват твърди дискове и твърди дискове, ще трябва да разчитаме на други методи.

Представяне на перспективи

Тази тръба съдържа милиони копия на ДНК кодирани данни.

Въпреки това, тук можете да видите почти Sci-Fi възможности.

- Представи си, че в имплантираното под тебКожата от гранули съдържа цялата информация за Вашето здраве: данни за Вашата магнитно-резонансна ангиография, информация за кръвната Ви група, Рентгенова снимка за Вашия зъболекар ”, казва Парк.

- Вероятно искате всички тези данни да бъдатвинаги на разположение, но не искате да ги съхранявате някъде в "облака" или на някой незащитени болнични сървъри. След като винаги разполагате с тези данни под формата на ДНК, ще можете физически да ги управлявате, да получите достъп, ако е необходимо, да го ограничите до всички останали и да го отворите директно на Вашия лекар. ”

- На практика във всяка модерна болницаИма ДНК секвенсер. Не казвам, че преследваме точно такава цел за използване на тази технология, но в бъдеще всичко това може да стане напълно възможно ”, казва разработчикът.

Понастоящем Catalog се занимава с експериментални проекти, насочени към демонстриране на ефективността на разработената от тях технология.

"Ние не сме изправени пред неразрешими научни трудности, а сега говорим по-скоро за проблемите, свързани с оптимизирането на механичните процеси", казва Парк.

По собствено признание на Парк, реши тойда се свърже с изучаването на методите за съхраняване на данни, използвайки ДНК, просто защото му се струваше много готин и иновативен технологичен подход за решаване на съществуващия голям проблем. Сега, според експерта, тази технология може да се превърне в една от най-важните технологии на нашето време.