Μία ομάδα ερευνητών από την Κίνα παρουσίασε ένα πειραματικό σύστημα αποθήκευσης δεδομένων που χρησιμοποιεί DNA, ανοίγοντας τον δρόμο για μία εντυπωσιακή τεχνολογική προοπτική: την αποθήκευση εκατοντάδων petabytes σε μία και μόνο κασέτα LTO. Το project, υπό τον καθηγητή Xingyu Jiang από το Southern University of Science and Technology στη Shenzhen, περιγράφεται σε άρθρο που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο Science Advances. Οι επιστήμονες ανέπτυξαν μία κασέτα που περιέχει κλασική ταινία από πολυεστέρα-νάιλον και πάνω στην οποία «γράφεται» πληροφορία μέσω DNA.
Το DNA είναι ένα εξαιρετικά πυκνό μέσο αποθήκευσης και ερευνητές έχουν προσπαθήσει στο παρελθόν να το χρησιμοποιήσουν για δεδομένα, αλλά αντιμετώπιζαν σοβαρά προβλήματα: η αναζήτηση πληροφοριών ήταν αργή και η ανάγνωση χρονοβόρα. Η ομάδα του Jiang ισχυρίζεται ότι έλυσε αυτό το πρόβλημα, χωρίζοντας την ταινία σε διακριτές ενότητες δεδομένων, η κάθε μία με δικό της barcode. Κάθε τμήμα περιλαμβάνει υδρόφιλα και υδρόφοβα μοτίβα που τυπώνονται με laser inkjet, δημιουργώντας 5,45 x 10^5 αναγνωρίσιμες θέσεις ανά χιλιόμετρο ταινίας.
Η χρήση του barcode επιτρέπει γρήγορη αναζήτηση και δείκτη πρόσβασης, ενώ τα ίδια τα δεδομένα αποθηκεύονται ως DNA στις υδρόφιλες περιοχές. Για την ανάγνωση, οι επιστήμονες μουλιάζουν το τμήμα σε διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου και ακολουθεί αλληλούχιση του DNA για την ανάκτηση των αρχείων.
Η τεχνολογία, αν και εντυπωσιακή, παραμένει πειραματική. Στην τρέχουσα φάση, η ομάδα έγραψε μόλις 156,6 kilobytes δεδομένων σε μία δοκιμαστική ταινία, δημιουργώντας τέσσερα «κομμάτια παζλ» που απεικόνιζαν μία κινέζικη φαντασμαγορική λάμπα. Η ανάκτηση των δεδομένων ήταν επιτυχής, αλλά πήρε σχεδόν δύομιση ώρες – λιγότερο από ένα kilobyte ανά λεπτό, ταχύτητα που παραπέμπει περισσότερο σε αναγνώστες διάτρητων καρτών παρά σε σύγχρονη αποθήκευση. Με βελτιστοποιήσεις, η διαδικασία θα μπορούσε να μειωθεί σε 47 λεπτά, αλλά παραμένει αργή για πρακτική χρήση.
Το μεγάλο πλεονέκτημα αυτής της τεχνολογίας είναι η θεωρητική της χωρητικότητα. Η ομάδα του Jiang εκτιμά ότι η ταινία DNA θα μπορούσε να αποθηκεύσει περίπου 74,7 GB ανά χιλιόμετρο. Εξαιρώντας απώλειες λόγω barcodes και καταπόνησης του DNA, η θεωρητική μέγιστη χωρητικότητα φτάνει τα 362 petabytes ανά χιλιόμετρο. Δεδομένου ότι η τυπική LTO-9 ταινία έχει μήκος 1.035 μέτρα, η «ιδανική» ταινία DNA θα μπορούσε θεωρητικά να αποθηκεύσει έως 375 petabytes δεδομένων.
Ωστόσο, η πραγματική χωρητικότητα είναι πολύ μικρότερη. Με βάση τα υπάρχοντα δεδομένα, η αντίστοιχη ταινία LTO-9 DNA θα μπορούσε να αποθηκεύσει περίπου 77 GB – πολύ λιγότερο από τα 18 TB της τυπικής LTO-9 ή τα 45 TB με συμπίεση. Επομένως, η ταινία DNA παραμένει προς το παρόν περισσότερο επιστημονικό πείραμα παρά πρακτική λύση.
Οι δημιουργοί τονίζουν τη σημασία της εξέλιξης για το μέλλον της αποθήκευσης δεδομένων. Σύμφωνα με τους ίδιους, οι παραδοσιακές μη πτητικές μνήμες έχουν φτάσει τα όρια του νόμου του Moore, και νέες τεχνολογίες είναι απαραίτητες για την αποθήκευση των τεράστιων ποσοτήτων δεδομένων που παράγονται καθημερινά. Το DNA προσφέρει υψηλή πυκνότητα αποθήκευσης και θεωρείται πιθανό να αποτελέσει το μέσο επόμενης γενιάς, αν και προς το παρόν δεν έχει επιτευχθεί η ανθεκτική διαχείριση δεδομένων που διαθέτουν τα εμπορικά συστήματα.
[via]
