Teknologi

Når vi løber tør for lagerplads til digitale data, bruger vi DNA

Der er mangel på ledig plads i verden.digital datalagring. Dette problem har eksisteret i flere år, men almindelige mennesker tænkte næsten aldrig på det. Ikke så længe siden var der en tid, hvor det ledige rum til optagelse af digitale data var begrænset af størrelsen på din computers harddisk. Da grænsen blev nået, fulgte vi enten den nye harddisk eller optagede alt på optiske medier. Da de sluttede, slettede vi simpelthen de gamle data og indspillede de nye. Men der er dem, der aldrig sletter data.

For eksempel gør mange virksomheder ikkeisær dem, hvis omfang og værdi er afhængig af den digitale information, de besidder. Tiderne skifter. Teknologien udvikler sig. Nu er informationen ikke slettet, den overføres til "skyen". Forresten er udtrykket "sky" i sig selv meget flygtig og afspejler slet ikke et rigtigt fysisk naturfænomen. Han syntes bare meget behagelig og smuk, og forlod ham. Hvor gemmes dataene? Det er i hvert fald helt ubetydeligt, så længe vi kan henvende os til dem. Er det sandsynligt, at vi i sidste ende vil løbe tør for plads i skydepladsen? Ingen tænker på det. Mens du betaler et abonnement - alt er fint. Lille plads? Vælg en ny takstplan og få endnu mere plads til dine oplysninger.

Denne messiness førte til, at folkdet blev svært at forestille sig, at vi en dag kunne løbe tør for plads til at gemme digitale data. Som tidligere var det vanskeligt at forestille sig, at ferskvand på jorden måske før eller senere kunne ende, hvis reserver genopfyldes på grund af dets omsætning i naturen. Men her er virkeligheden. I 2018 nærede vandreserverne i Cape Town (Sydafrika) hurtigt deres samlede udtømning. Og vi, folk der ikke tænker på det, nærmer sig hurtigt manglen på ledig plads til opbevaring af digitale data.

Data, data, omkring de samme data.

Hovedårsagen til denne udtømning af ledig pladsDet er selvfølgelig forbundet med det tempo, hvormed vi producerer nye data. Hver dag i verden, takket være 3,7 milliarder internetbrugere, genereres ca. 2,5 quintillion bytes information. Blandt alle de digitale data, der er til rådighed i dag, blev 90 procent kun skabt i de sidste to år. Og med det stigende antal brugte smarte enheder, der forbinder til World Wide Web (det samme "Internet of Things"), vil disse tal snart vokse endnu stærkere.

"Taler om sky lagring, folk ofteindebærer tilstedeværelsen af ​​en slags uendelig ledig plads til opbevaring af oplysninger, "kommenterede portalen Digital Trends til Hyun June Park, chef og medstifter af Catalog, et datalagringsfirma.

"Clouden er dog den samme computersom gemmer dine data. Folk er simpelthen ikke klar over, at så mange digitale data genereres i verden, at det tempo, som de produceres, ligger langt foran vores evne til at bevare alt dette. I den nærmeste fremtid vil vi få et stort forskel mellem mængden af ​​nyttige data og vores evne til at redde dem ved hjælp af traditionelle medier. "

Da virksomheder involveret i skyendatalagring er konstant travlt med at opbygge nye datacentre eller udvide eksisterende, det er meget svært at forudsige, når vi virkelig mister al ledig plads. Ikke desto mindre, ifølge samme park, i 2025, kan menneskeheden som helhed generere mere end 160 zettabytes af digital information (Zettabyte, for dem der ikke ved det, er dette en billioner af gigabyte). Hvor meget af denne mængde kan vi virkelig spare? Omkring 12,5 procent, siger Park.

Dette spørgsmål kræver absolut en løsning.

Kunne dette svar være DNA?

Så overvej Park, Nathaniel Raket, og også dereskollegaer ved Massachusetts Institute of Technology. Sammen grundlagde de katalogvirksomheden, inden for hvis vægge en teknologi blev udviklet, som ifølge dets skabere kan ændre vores forståelse for, hvordan alle vores digitale data vil blive lagret i den nærmeste fremtid. Ifølge dem mere præcist til erklæringen, vil digitale data fra hele verden på kort tid kunne passe på et område, der ikke er større end en garderobe.

Katalog tilbud somegnet løsning til at kode dataene i DNA'et. Alt dette lyder som et af de amerikanske science fictionskribenter Michael Crichton, men deres foreslåede skalerbare og overkommelige løsning er ret realistisk og tiltrak endda $ 9 millioner i venturekapitalfinansiering samt støtte fra ledende professorer fra Stanford og Harvard universiteter.

"Jeg bliver ofte stillet et spørgsmål: hvis DNA bruger vi? Det er som om folk tror at vi tager DNA fra en person og gør dem til mutanter eller sådan, "parker grin.

Men det er ikke hvad virksomheden gør.Katalog. DNA'et, som Catalog bruger til at kode dataene, er en syntetisk polymer. Det er ikke af biologisk oprindelse og er ikke oprettet på par af nitrogenholdige baser, hvor information registreres. En serie af nuller og dem, som er optaget i polymeren, kan heller ikke være koden for, hvad der lever. Ikke desto mindre er det resulterende produkt biologisk praktisk uforskeligt fra det, vi er vant til at mødes i en levende celle.

Idéen om, at DNA kan ses iSom et alternativ til lagring af digital information blev den født flere årtier siden. Faktisk, da James Watson og Francis Crick først kom til DNA-strukturmodellen i 1953. Men indtil i dag har en række væsentlige begrænsninger ikke givet os mulighed for at se det enorme potentiale ved at bruge DNA som et middel til at lagre digital information, for ikke at nævne, hvordan man skal sætte alt dette i virkelighed.

I den normale visning er lagringsmetodenDNA koncentrerer sig om syntese af nye DNA-molekyler; matchende sekvenser af bits af information med sekvenser af fire par DNA, samt at producere et tilstrækkeligt antal molekyler, der vil repræsentere alle de numre, du vil beholde. Problemet med denne metode er den høje pris og langsommelighed i processen. Derudover er der mange begrænsninger forbundet med den faktiske lagring af dataene selv.

Tilgangen fra firmaets katalog tilbyder en nedlukningprocessen med syntese af molekyler fra processen med deres kodning. I det væsentlige producerer virksomheden først en stor mængde kun bestemte molekyler (hvilket reducerer produktionsomkostningerne betydeligt) og koder derefter informationerne i dem ved brug af en række færdige molekyler.

Som en sammenligning sammenligner Catalog den tidligere.tilgang til produktion af brugerdefinerede harddiske med information, der allerede er optaget på den. Optagelse af nye oplysninger i dette tilfælde indebærer behovet for at oprette en ny harddisk fra bunden. Den nye tilgang, der foreslås af kataloget, kan sammenlignes med masseproduktionen af ​​tomme harddiske og skrive til dem efter behov med ny kodet information.

Det handler om opbevaring

Skønheden i det hele er hvordanEn stor mængde data kan opbevares i et meget kompakt område. Som en demonstration brugte katalog sin teknologi til at kode flere fantastiske bøger i DNA. For eksempel er hele cyklen af ​​romaner "Hitchhiker's Guide to the Galaxy". Men det er alle de små ting før åbningsmulighederne.

"Hvis vi sammenligner sammenlignelige værdier, såAntallet af bits, du kan gemme ved hjælp af DNA, vil være en million gange højere end det, der tilbydes af de samme solid state-drev. Tag for eksempel størrelsen på et almindeligt flashdrev. Når du anvender DNA-metoden til bevarelse af oplysninger, kan du skrive til enheden størrelsen af ​​dette USB-flashdrev en million gange mere information end et almindeligt flashdrev. "

Sammenligning med SSD'er er noteretudviklerne er stadig ikke helt korrekte. DNA giver dig mulighed for at gemme meget mere information i et sammenligneligt volumen, men teknologien tillader ikke øjeblikkelig adgang til det, som for de samme USB-drev. Katalogteknologi omdanner information til faste fysiske pellets (granulater) af syntetisk polymer.

For at få adgang til disse oplysninger skal du tagekodede syntetiske polymerpellets, rehydrere det med vand og derefter "læse" med en DNA-sequencer. Som en del af processen vil det være muligt at isolere baseparene af DNA, som derefter kan bruges til at beregne antallet af nuller og dem, der udgør informationen. Fra start til slut kan denne proces tage mindst et par timer.

Af denne grund er denne teknologi primærtfokuseret på arkiveringsmarkedet, hvor hurtig adgang til information ikke er nødvendig. Normalt er der tale om data, der ikke bruges eller meget sjældent bruges efter optagelsen, men det er ekstremt vigtigt at gemme. Lad os sige, som din garanti for køleskabet, kun i omfanget af virksomhedernes betydning.

Hvilke fordele vil det bringe til almindelige?brugere? I begyndelsen af ​​artiklen talte vi om, at de fleste af os ikke tænker på, hvad der sker, og hvor vores information gemmes. På fast media? Ja, selvom det kun er på magnetbånd. Vi er ikke interesserede, så længe vi har adgang til det til enhver tid.

På grund af længden af ​​genopretningsprocessenoplysninger, er det usandsynligt, at vi aldrig når niveauet, når nogle Google Cloud eller Yandex.Disk gemmer vores oplysninger i gigantiske vats med DNA. Hvis den samme katalogteknologi bekræfter effektiviteten, vil den højst sandsynligt finde sin niche på de områder, hvor den langsigtede informationslagringsmetode anvendes. Hvad angår den kortfristede metode til oplagring af oplysninger, hvor både harddiske og solid state-drev er i brug, skal vi stole på andre metoder.

Præsentere perspektiver

Dette rør indeholder millioner af kopier af DNA-kodede data.

Ikke desto mindre kan du se næsten sci-fi muligheder.

"Forestil dig det i den implanterede til dig underGranulatskindet indeholder alle oplysninger om dit helbred: data om din magnetiske resonansangiografi, information om din blodtype, røntgen til din tandlæge, "siger Park.

"Du vil nok have alle disse data til at værealtid tilgængelig for dig, men ønsker ikke at gemme dem et eller andet sted i "skyen" eller på nogen ubeskyttet hospitalsserver. Når du altid har med dig disse data i form af DNA, vil du være i stand til fysisk at styre det, få adgang om nødvendigt, begræns det til alle andre og åben det direkte til din læge. "

"Praktisk taget i hvert moderne hospitalDer er en DNA-sequencer. Jeg siger ikke, at vi forfølger blot et sådant mål om at bruge denne teknologi, men i fremtiden kan alt dette blive helt muligt, "siger udvikleren.

I øjeblikket er Catalog involveret i eksperimentelle projekter med det formål at demonstrere effektiviteten af ​​den teknologi, som de udvikler.

"Vi står ikke over for nogen uløselige videnskabelige vanskeligheder, vi taler nu mere sandsynligt for problemerne med at optimere mekaniske processer," sagde Park.

Ved Parkens egen optagelse besluttede hanforbinde for at studere metoderne til lagring af data ved hjælp af DNA simpelthen fordi det forekom ham en meget cool og innovativ teknologisk tilgang til at løse det eksisterende store problem. Nu, ifølge eksperten, kan denne teknologi blive en af ​​de vigtigste teknologier i vores tid.