tehnologija

Kada nam ponestane prostora za pohranu digitalnih podataka, koristit ćemo DNK

U svijetu postoji nedostatak slobodnog prostora.pohranjivanje digitalnih podataka. Taj problem postoji već nekoliko godina, ali obični ljudi o tome gotovo nikada nisu razmišljali. Ne tako davno došlo je vrijeme kada je slobodan prostor za snimanje digitalnih podataka bio ograničen veličinom tvrdog diska vašeg računala. Kada je dostignuto ograničenje, slijedili smo novi tvrdi disk ili sve snimili na optičkim medijima. Kada su završili, jednostavno smo izbrisali stare podatke i snimili nove. Ali postoje oni koji nikada ne brišu podatke.

Na primjer, mnoge tvrtke to ne čineposebno onih čija je opseg i vrijednost ovisna o digitalnim informacijama koje posjeduju. Vremena se mijenjaju. Tehnologija se razvija. Sada se informacije ne brišu, već se prenose u "oblak". Usput, sam pojam "oblak" je vrlo efemeran i uopće ne odražava stvarni fizički prirodni fenomen. Samo je izgledao vrlo ugodno i lijepo i ostavio ga je. Gdje se pohranjuju podaci? Barem je potpuno nevažno, dokle god se u svakom trenutku možemo obratiti njima. Je li vjerojatno da ćemo na kraju ostati bez prostora u pohrani u oblaku? Nitko ne razmišlja o tome. Dok plaćate pretplatu - sve je u redu. Malo prostora? Odaberite novi tarifni plan i još više prostora za svoje podatke.

Ova zbrka dovela je do toga da ljudipostalo je teško čak i zamisliti da jednog dana možemo ostati bez prostora za pohranu digitalnih podataka. Kao i prije, bilo je teško zamisliti da bi prije ili kasnije moglo doći do prestanka slatke vode na Zemlji, čije se rezerve obnavljaju zbog svoje cirkulacije u prirodi. Ali ovdje je stvarnost. Godine 2018. zalihe vode u Cape Townu (Južnoafrička Republika) brzo su se približile njihovoj potpunoj iscrpljenosti. A mi, ljudi koji ne razmišljamo o tome, brzo se približavamo nedostatku slobodnog prostora za pohranjivanje digitalnih podataka.

Podaci, podaci, oko istih podataka.

Glavni razlog za ovaj izgubljeni prostorNaravno, to je povezano s tempom kojim stvaramo nove podatke. Svakog dana u svijetu, zahvaljujući 3,7 milijardi korisnika Interneta, generira se oko 2,5 milijardi bajtova informacija. Od svih digitalnih podataka koji su danas dostupni, 90 posto je stvoreno samo u posljednje dvije godine. Uz sve veći broj korištenih pametnih uređaja koji se spajaju na World Wide Web (isti internet stvari), ovi brojevi će uskoro postati još jači.

- Kad već govorimo o skladištenju u oblaku, ljudi čestopodrazumijevaju prisutnost nekakvog beskrajnog slobodnog prostora za pohranjivanje informacija “, komentirao je Hyun June Park na portalu Digital Trends, voditelju i suosnivaču tvrtke Catalog, tvrtke za pohranu podataka.

“Međutim, oblak je isto računalokoja pohranjuje vaše podatke. Ljudi jednostavno ne shvaćaju da se u svijetu generira toliko digitalnih podataka, da je tempo kojim su proizvedeni daleko ispred naše sposobnosti da sve to sačuvamo. U vrlo bliskoj budućnosti dobit ćemo veliki jaz između količine korisnih podataka i naše sposobnosti da ih sačuvamo koristeći tradicionalne medije. "

Budući da tvrtke sudjeluju u oblakupohrana podataka je stalno zauzeta izgradnjom novih podatkovnih centara ili proširenjem postojećih, vrlo je teško predvidjeti kada stvarno izgubimo sve slobodne prostore. Ipak, prema istom Parku, do 2025. godine čovječanstvo kao cjelina može generirati više od 160 zetabajta digitalnih informacija (Zettabyte, za one koji ne znaju, to je trilijun gigabajta). Koliko toga možemo uštedjeti? Oko 12,5 posto, kaže Park.

Ovo pitanje definitivno zahtijeva rješenje.

Može li ovaj odgovor biti DNK?

Zato uzmite u obzir Park, Nathaniel Rocket, i njihovekolegama s Massachusetts Institute of Technology. Zajedno su osnovali tvrtku Catalog, unutar čijih zidina je razvijena tehnologija koja, prema tvrdnjama njezinih tvoraca, može promijeniti naše razumijevanje kako će svi naši digitalni podaci biti pohranjeni u bliskoj budućnosti. Prema njima, preciznije u izjavi, u kratkom vremenu digitalni podaci iz cijelog svijeta moći će stati na područje koje nije veće od ormara.

Katalog nudi kaoprikladno rješenje za kodiranje podataka u DNA. Sve to zvuči kao jedna od priča američkog pisca znanstvene fantastike Michaela Crichtona, ali njihovo predloženo skalabilno i pristupačno rješenje prilično je realistično i čak je privuklo 9 milijuna dolara za financiranje rizičnog kapitala, kao i podršku vodećih profesora sa Sveučilišta Stanford i Harvard.

„Često mi se postavlja pitanje: čija DNK koristimo? Kao da ljudi misle da uzmemo DNK neke osobe i pretvorimo ih u mutante ili tako nešto ”, smije se Park.

Ali to nije ono što tvrtka radi.Katalog. DNA koju Katalog koristi za kodiranje podataka je sintetski polimer. Ona nije biološkog podrijetla i nije stvorena na parovima dušikovih baza na kojima se bilježe informacije. Niz nula i jedinica, koji je zabilježen u polimeru, također ne može biti kod onoga što je živo. Ipak, dobiveni proizvod je biološki praktički nerazlučiv od onoga s čime smo se susreli u živoj ćeliji.

Ideja da se DNK može vidjeti uKao alternativni način pohranjivanja digitalnih informacija, rođen je prije nekoliko desetljeća. Zapravo, kada su James Watson i Francis Crick došli do modela DNK strukture tek 1953. Međutim, do danas, brojna značajna ograničenja nisu nam omogućila da vidimo ogroman potencijal korištenja DNK kao sredstva za pohranjivanje digitalnih informacija, a da ne spominjemo kako sve to pretvoriti u stvarnost.

U normalnom pogledu, način pohranjivanja informacijaDNA koncentrira oko sinteze novih molekula DNA; podudaranja sekvenci bitova informacija sa sekvencama od četiri para DNA, kao i stvaranje dovoljnog broja molekula koje će predstavljati sve brojeve koje želite zadržati. Problem ove metode je visoka cijena i sporost procesa. Osim toga, postoje mnoga ograničenja povezana sa stvarnim pohranjivanjem samih podataka.

Pristup kataloga tvrtke nudi zatvaranjeproces sinteze molekula iz procesa njihovog kodiranja. U suštini, tvrtka najprije proizvodi veliku količinu samo određenih molekula (što značajno smanjuje troškove proizvodnje), a zatim kodira informacije u njih korištenjem raznih gotovih molekula.

Kao analogiju, katalog uspoređuje prethodni.pristup s proizvodnjom prilagođenih tvrdih diskova s ​​informacijama koje su već unaprijed snimljene na njemu. Snimanje novih informacija u ovom slučaju podrazumijeva potrebu stvaranja novog tvrdog diska od početka. Novi pristup predložen od strane kataloga može se usporediti s masovnom proizvodnjom praznih tvrdih diskova i pisanjem njima prema potrebi s novim kodiranim informacijama.

Sve je u pohrani

Ljepota svega je kakoVelika količina podataka može se pohraniti u vrlo kompaktnom području. Kao demonstraciju, Katalog je koristio svoju tehnologiju za kodiranje raznih fantastičnih knjiga u DNK. Primjerice, cijeli ciklus romana „Autostoperski vodič kroz galaksiju“. Ali to su sve male stvari prije mogućnosti otvaranja.

"Ako usporedimo usporedive vrijednosti, onda."broj bitova koje možete spremiti pomoću DNK bit će milijun puta veći od onoga što nude isti SSD diskovi. Primjerice, uzmite veličinu običnog flash pogona. Kada koristite metodu DNK za očuvanje informacija, možete pisati uređaju veličinu ovog USB flash pogona milijun puta više informacija nego običan flash pogon. "

Uočena je usporedba s SSD-ovimaprogrameri još uvijek nisu posve točni. DNA omogućuje pohranjivanje mnogo više informacija u usporedivom volumenu, ali tehnologija ne dopušta trenutni pristup, kao u slučaju istih USB pogona. Kataloška tehnologija pretvara informacije u čvrste fizičke pelete (granule) sintetskog polimera.

Da biste pristupili tim informacijama, morate poduzetikodirani sintetski polimerni peleti, rehidriraju ga vodom, a zatim "čitaju" s DNA sekvencerom. Kao dio procesa, bit će moguće izolirati bazne parove DNA, koji se zatim mogu koristiti za izračunavanje broja nula i onih koje čine informaciju. Od početka do kraja ovaj proces može trajati najmanje nekoliko sati.

Zbog toga je ova tehnologija primarnofokusiran na tržište arhiviranja, gdje nije potreban brzi pristup informacijama. Obično se u ovom slučaju podrazumijevaju podatci koji se ne koriste ili se vrlo rijetko koriste nakon snimanja, ali je iznimno važno da se pohrane. Recimo, kao jamstvo za hladnjak, samo u mjerilu korporativnog značaja.

Koje će koristi donijeti običnim?korisnici? Na početku članka govorili smo o činjenici da većina nas ne razmišlja o tome što se događa i gdje se pohranjuju naše informacije. Na čvrstim medijima? Da, čak i na magnetskoj vrpci. Nismo zainteresirani sve dok imamo pristup u bilo koje vrijeme.

Zbog duljine procesa oporavkainformacije, malo je vjerojatno da ćemo ikad dostići razinu kada će neki Google Cloud ili Yandex.Disk pohraniti naše podatke u divovske kade s DNA. Ako ista tehnologija kataloga potvrdi njegovu učinkovitost, najvjerojatnije će pronaći svoju nišu u područjima gdje se primjenjuje dugoročni pristup pohranjivanju informacija. Što se tiče kratkoročne metode pohranjivanja informacija, gdje se trenutno koriste i tvrdi diskovi i poluvodički pogoni, morat ćemo se osloniti na druge metode.

Predstavljanje perspektiva

Ova cjevčica sadrži milijune kopija podataka kodiranih DNA.

Ipak, ovdje možete vidjeti gotovo sci-fi mogućnosti.

- Zamisli da ti je u usađenomKoža zrnca sadrži sve informacije o vašem zdravlju: podatke o vašoj magnetnoj rezonancijskoj angiografiji, podatke o vašoj krvnoj grupi, rendgenske snimke vašeg stomatologa ”, kaže Park.

"Vjerojatno želite da svi ovi podaci budu."uvijek vam je na raspolaganju, ali ih ne želite pohraniti negdje u "oblaku" ili na nekom nezaštićenom bolničkom poslužitelju. Imate li uvijek ove podatke u obliku DNK, moći ćete ih fizički upravljati, dobiti pristup ako je potrebno, ograničiti ih na sve ostale i otvoriti ga izravno svom liječniku.

- Praktično u svakoj modernoj bolniciPostoji DNA sekvencer. Ne kažem da slijedimo upravo takav cilj korištenja ove tehnologije, ali u budućnosti sve to može postati sasvim moguće “, kaže developer.

Trenutno se Katalog bavi eksperimentalnim projektima čiji je cilj pokazati učinkovitost tehnologije koju su razvile.

"Ne suočavamo se s bilo kakvim nerješivim znanstvenim poteškoćama, sada govorimo o problemima optimizacije mehaničkih procesa", rekao je Park.

Prema vlastitom priznanju Parka, odlučio jepovezati se s proučavanjem metoda pohranjivanja podataka korištenjem DNK jednostavno zato što mu se činilo da je vrlo cool i inovativan tehnološki pristup rješavanju postojećeg velikog problema. Sada, prema mišljenju stručnjaka, ova tehnologija može postati jedna od najvažnijih tehnologija našeg vremena.