Какво е съхранение на ДНК данни? Това ли е бъдещето на съхранението?

През десетилетията технологията за съхранение се развива и става по-добра. Премести се от компактдискове и флопи дискове към твърди и твърдотелни устройства. Но все пак имаме проблем: количеството хранилище, което е налично и се произвежда, не може да се справи с данните, които продължаваме да произвеждаме.

И така, съхраняването на ДНК ще реши ли проблема? Могат ли да се съхраняват данни в ДНК?

Какво е съхранение на ДНК данни?

Съхранението на ДНК данни е процесът на използване на ДНК молекули като среда за съхранение. За разлика от наличните днес оптични и магнитни форми на технологии за съхранение, ДНК данните няма да се съхраняват в двоични цифри (т.е. 1s и 0s). Вместо това те ще бъдат кодирани в ДНК нуклеотидни бази (A, C, G, T) и съхранени. След това тези нишки се преобразуват в двоични цифри, когато е необходимо.

В момента съществуват над 11 трилиона гигабайта данни, като всеки ден се добавят още поне 2,5 милиона гигабайта. Медиите за съхранение на данни, налични в света, не могат да издържат на това огромно увеличение. Съхранението на ДНК е едно от решенията на този проблем със съхранението.

Как работи съхранението на ДНК данни?

ДНК означава дезоксирибонуклеинова киселина. Това е сложна органична молекула, която носи генетичната информация на живо същество. Той се намира във всички хора и съхранява информация като цвят на кожата, цвят на очите, височина и други физически и биологични черти.

ДНК спиралата има множество и редуващи се двойки от четири уникални бази. Те са аденин (A), гуанин (G), цитозин (C) и тимин (T). Тези бази са прикрепени към ДНК спиралата по двойки, наречени базови двойки. Двете базови двойки са аденин-тимин и гуанин-цитозин.

Данните се съхраняват в двоични цифри (1s и 0s) в традиционните изчисления. При съхранението на ДНК данни четирите нуклеотидни бази (A, C, G, T) съхраняват и кодират данни. Информацията се съхранява в пермутации на три нуклеотидни бази, наречени кодони.

Съхранението на ДНК включва три процеса: кодиране на данните, синтезирането и съхраняването им и декодирането им. Двоичните кодове, съдържащи информация, се превеждат в ДНК кодове или кодони с помощта на алгоритъм. След това те се депозират в контейнер в хладна и регулирана среда. Информацията, която носи ДНК, може да бъде замразена в разтвор, съхранявана като капчици или съхранявана на силициеви чипове.

Учените работят върху това да направят разчитането на ДНК съхранение по-бързо и по-евтино. Засега данните, съхранявани в ДНК, трябва да бъдат отнесени в лабораторията, за да бъдат декодирани в двоична информация без грешки, и това отнема много време.

Като такива може да отнеме известно време, преди устройствата за съхранение на ДНК данни да станат лесно достъпни евтини устройства, които обществеността ще използва.

Продължават още изследвания в технологията за съхранение на ДНК и все още няма да отменят съществуващите методи за съхранение. Но след няколко години, когато се правят повече изследвания и технологични пробиви, данните ще се съхраняват в ДНК, решавайки проблемите на пространството, сигурността и деградацията.

Какъв е капацитетът за съхранение на ДНК данни?

Съхранението на ДНК данни е предпочитаното решение за проблема с недостига на съхранение, тъй като може да съхранява големи количества данни в много малко пространство. Един грам ДНК може да съхранява 215 петабайта данни. Петабайт е 1024 терабайта. Така че един грам ДНК може да съхранява приблизително 220 160 терабайта.

Сравнете това със сегашната технология: един терабайтов твърд диск тежи приблизително 400 грама. Така че, за да съхраните еквивалентното количество данни, което един грам ДНК съхранява, имате нужда от повече от 88 милиона грама твърди дискове.

С тази информация изследователите казват, че всички данни в света в момента могат да се поберат в кутия за обувки, използвайки съхранение на ДНК данни.

Какви са предимствата на съхранението на ДНК данни?

Използването на съхранение на ДНК като носител за съхранение идва с много предимства пред цифровото съхранение. Той осигурява висок капацитет за съхранение на данни, значително по-дълъг живот в сравнение с други форми на съхранение, компактност, ниска чувствителност към технически и електрически повреди и възпроизводимост.

Плътност на съхранение

Основното предимство на съхранението на ДНК пред други носители за съхранение е плътността на съхранение. Въпреки че ти съхранявайте вашите данни отдалечено в облака или NAS, те все още се съхраняват в големи сървъри и центрове за данни. Тези центрове за данни са големи колкото футболни стадиони и струват милиарди долари за изграждане и поддръжка. Не е същото със съхранението на ДНК данни.

Съхранението на ДНК данни ви позволява да съхранявате огромни количества данни в много компактно пространство. Следователно, намаляване на проблемите с пространството, разходите за поддръжка и недостига на оборудване за съхранение.

Издръжливост

Наличното днес цифрово оборудване за съхранение далеч не е издръжливо. Всички те са склонни към гниене и деградация. Цифровият разпад е постепенното разлагане на данни, съхранявани на компютър, засягащи милиони хора всяка година.

ДНК има период на полуразпад от 500 години. Когато се съхраняват в оптимална и регулирана среда, данните, съхранявани в ДНК, могат да бъдат налични в продължение на стотици години.

Възпроизводимост

Поради влошаването на данните, данните в центровете за данни трябва да бъдат копирани и прехвърлени върху друг хардуер след периоди от време, за да се запази съхраняваната информация. Този процес често е тромав.

Данните, съхранявани в ДНК, могат лесно да бъдат репликирани. Един метод, който учените тестваха, е да вмъкнат ДНК със съхранена информация в бактерия. След това тази бактерия се възпроизвежда—сам—друго поколение бактерии, които притежават същата информация, съхранявана в първата ДНК, без никакви грешки или загуба.

Съхранението на ДНК данни е бъдещето на съхранението?

Честно казано, да. Съхранението на ДНК данни със сигурност е отметка за всички решения за днешните проблеми със съхранението. Той вече се използва днес от компании, които искат да запазят обширни архиви на информация, които не се нуждаят от редовен достъп.

За съжаление, ще мине доста време, преди съхранението на ДНК да стане обичайна и достъпна опция за съхранение, достъпна за обществеността. Междувременно трябва внимателно да изберем най-добрия формат за съхранение за дългосрочно съхранение на данни.

Твърди дискове, SSD, флаш устройства: Колко дълго ще издържат вашите носители за съхранение?

Прочетете Следващото

За автора