A világnak hiánya van szabad helynek a digitális adatok tárolására. Ez a probléma évek óta létezik, de az egyszerű emberek alig gondolkodnak rajta. Nem olyan régen volt egy idő, amikor a digitális adatok rögzítéséhez szükséges szabad helyet a számítógép merevlemezének mérete korlátozta. Amikor elérték a korlátot, vagy új merevlemezt keresettünk, vagy mindent rögzítettünk az optikai adathordozón. Amikor véget értek, csak töröltük a régi adatokat, és újakat rögzítettünk. De vannak olyanok, akik soha nem törölnek adatokat.
Például sok vállalat ezt nem teszi meg, különösen azok, amelyek tevékenységi területe és értéke az általuk birtokolt digitális információktól függ. Az idők változnak. A technológia fejlődik. Az információ nem törlődik, és átkerül a "felhőbe". Mellesleg, a "felhő" kifejezés nagyon rövid időtartamú, és egyáltalán nem tükrözi a valódi fizikai természeti jelenségeket. Csak nagyon kényelmesnek és gyönyörűnek tűnt, és elhagyták őt. Hol tárolják az adatokat? Egyáltalán nem számít, legalább addig, amíg bármikor fordulhatunk hozzájuk. Valószínű, hogy végül elfogy a felhő tárolótere? Senki sem gondol rá. Amíg fizet az előfizetésért, minden rendben van. Kevés hely? Új tarifacsomagot választ, és még több helyet kap az információinak.
Ez a rendetlenség megnehezítette az embereket, hogy még azt is elképzeljék, hogy egy nap elfogyhat a szabad hely a digitális adatok tárolására. Mint nehéz volt elképzelni, hogy előbb vagy utóbb kifolyhat az édes víz a Földön, amelynek készletei feltöltődnek a természetben folyó keringése miatt. De itt van a valóság. 2018-ban a dél-afrikai Fokvárosban a vízellátás gyorsan kimerült. És mi, emberek, akik nem gondolkodnak rajta, gyorsan közel áll a digitális adatok tárolására szolgáló szabad hely hiányához.
Adatok, adatok, adatok körül
A szabad terület kimerülésének fő oka természetesen az új adatok előállításának sebességével kapcsolatos. A világ minden nap, a 3,7 milliárd internetfelhasználónak köszönhetően körülbelül 2,5 kvintillájú bájtnyi információ jön létre. A jelenleg elérhető összes digitális adat 90% -át az elmúlt két évben hozták létre. És a növekvő azon intelligens eszközök számának növekedésével, amelyek csatlakoznak a világhálóhoz (ugyanaz a „tárgyak internete”), ezek a számok a közeljövőben még növekedni fognak.
„Amikor az emberek felhő-tárolásról beszélnek, gyakran azt jelentik, hogy van valami végtelen szabad hely az információ tárolására” - kommentálta Hyun Jun Park, a Data Tárolótársaság, a katalógus vezetője és alapítója a Digital Trends-nek.
Promóciós videó:
„A felhő ugyanakkor ugyanaz a számítógép, amely tárolja az Ön adatait. Az emberek egyszerűen nem veszik észre, hogy annyi digitális adatot generálnak a világon, hogy az előállítási sebesség jelentősen meghaladja az összes tárolás képességünket. A közeljövőben hatalmas szakadékot tapasztalunk a hasznos adatok mennyisége és a hagyományos médiumok segítségével történő tárolás képessége között."
Mivel a felhőalapú tároló társaságok folyamatosan foglalkoznak új adatközpontok építésével vagy a meglévők bővítésével, nagyon nehéz megjósolni, hogy valóban elveszítjük-e az összes szabad helyet. Ugyanakkor ugyanazon park szerint 2025-ig az emberiség összesen több mint 160 zettabájtos digitális információt tud előállítani (zettabita, azoknak, akik nem tudják, ez egy billió gigabájt). E kötet mennyit tudunk megtakarítani? Körülbelül 12,5 százalék, mondja Park.
Ezt a kérdést határozottan foglalkoztatni kell.
A válasz a DNS?
Tehát mondjuk Park, Nathaniel Rocket és munkatársaik a Massachusetts Institute of Technology-tól. Együtt megalapították a Catalog-ot, amelynek falain belül olyan technológiát fejlesztettek ki, amely alkotói szerint megváltoztathatja azt a gondolkodásmódunkat, ahogyan gondolkodunk arról, hogy a digitális adatok miként tárolódnak a közeljövőben. Véleményük szerint, vagy inkább egy nyilatkozat, hamarosan a világ minden tájáról származó digitális adatok beilleszthetők egy szekrénynél nem nagyobb területre.
A katalógus megfelelő megoldásként a DNS-kódolást kínálja. Mindez úgy hangzik, mint az amerikai tudományos fantasztikus író, Michael Crichton egyik története, ám az általuk kínált skálázható és megfizethető megoldás meglehetősen reális, és akár 9 millió dollárt vonzott vállalkozásfinanszírozáshoz, valamint a Stanford és a Harvard egyetemek vezető professzorainak támogatásához.
„Gyakran felteszem a kérdést: kinek a DNS-ét használjuk? Olyan, mintha az emberek azt gondolnák, hogy egy személytől DNS-t veszünk, és mutánsokká vagy valami másré alakítjuk őket”- nevetett Park.
De ez egyáltalán nem az, amit a Catalogue csinál. A DNS, amelyet a katalógus az adatok kódolására használ, szintetikus polimer. Nem biológiai eredetű, és nem keletkezik olyan nitrogénbázispáron, amelyben az információkat rögzítik. A nullák és a polimerbe beírt sorozat szintén nem lehet semmi élő kódja. Ennek ellenére a kapott termék biológiailag gyakorlatilag nem különbözik attól, amellyel szoktunk találkozni egy élő sejtben.
Az a gondolat, hogy a DNS alternatív közegként tekinthető a digitális információk tárolására, több évtizeden keresztül nyúlik vissza. Valójában, amikor James Watson és Francis Crick 1953-ban először jött elő a DNS-szerkezet modelljével. Mindeddig azonban számos jelentős korlátozás nem tette lehetővé a DNS-nek a digitális információk tárolására szolgáló eszközének hatalmas potenciáljának látását, nem is beszélve arról, hogyan lehet mindezt a valóságba átültetni.
Szokásos véleménye szerint az információ DNS-n keresztüli tárolására az új DNS-molekulák szintézise áll; az információs szekvenciák összehangolása négy DNS-szekvencia szekvenciájával, és annyi molekulát állít elő, hogy képviselje az összes tárolni kívánt számot. Ennek a módszernek az a problémája, hogy a folyamat drága és lassú. Ezen túlmenően számos korlátozás vonatkozik magának az adatoknak a tényleges tárolására.
A katalógus megközelítése javasolja a molekulák szintézisének leválasztását a kódolástól. Alapvetően a vállalat először hatalmas mennyiségű, csak bizonyos molekulákat állít elő (ami jelentősen csökkenti a gyártás költségeit), majd az információt különböző kész molekulák segítségével kódolja bennük.
Analógiaként a Catalog összehasonlítja az egyéni merevlemez-gyártás korábbi megközelítését a már előre rögzített információkkal. Az új információk rögzítése ebben az esetben magában foglalja egy új merevlemez létrehozásának szükségességét a semmiből. A katalógus új megközelítését összehasonlíthatjuk az üres merevlemezek tömeges előállításával és új kódolt információk írásával számukra.
A tárolásról szól
Ennek szépsége az, hogy milyen nagy mennyiségű adat tárolható egy nagyon kompakt helyiségben. Demonstrációként a Catalog technológiáját különféle tudományos fantasztikus könyvek DNS-be kódolására használta. Például a regények teljes ciklusa A Hitchhiker útmutató a galaxishoz. De ezek mind apróságok a nyitási lehetőségek előtt.
„Összehasonlítható számokkal összehasonlítva, a DNS-sel tárolható bitek száma milliószor több, mint amit ugyanazok a szilárdtestalapú meghajtók kínálnak. Vegyük például a normál flash meghajtó méretét. Az információ tárolására szolgáló DNS-módszerrel milliószor több információt írhat a flash memória méretű eszközre, mint egy szokásos flash meghajtóra."
A fejlesztők megjegyzik, hogy a szilárdtestalapú meghajtókkal való összehasonlítás még mindig nem teljesen pontos. A DNS lehetővé teszi, hogy sokkal több információt tároljon összehasonlítható kötetben, de a technológia nem teszi lehetővé azonnali hozzáférést az ahhoz, mint például ugyanazon USB-meghajtók esetében. A katalógustechnológia az információkat szilárd fizikai pelletké (granulátummá) alakítja egy szintetikus polimerből.
Ezen információk eléréséhez el kell vennie egy kódolt szintetikus polimerpelletet, újrahidratálnia kell vízzel, majd egy DNS-szekvencer segítségével „el kell olvasnia”. A folyamat részeként lehet elkülöníteni az alap DNS-párokat, amelyek felhasználhatók az információt alkotó nullák és azok számának kiszámításához. Ez a folyamat az elejétől a végéig legalább néhány órát igénybe vehet.
Ezért ez a technológia elsősorban az archiválási piacra irányul, ahol nincs szükség az információk gyors hozzáférésére. Általában ez olyan adatokat jelent, amelyeket nem használnak fel, vagy a rögzítés után nagyon ritkán használnak fel, ám a megőrzés szempontjából rendkívül fontos. Tegyük fel, hogy hasonlóan a hűtőszekrényre vonatkozó garanciához, csak vállalati szinten.
Hogy mindez hasznos a rendes felhasználók számára? A cikk elején arról beszéltünk, hogy legtöbbünk nem gondolkodik azon, hogy mi történik, és hol tároljuk az információkat. Szilárd állapotú adathordozón? Igen, még ha csak mágnesszalagon is. Ez nem érdekli mindaddig, amíg bármikor hozzáférhetünk hozzá.
Az információ-helyreállítási folyamat hossza miatt valószínűleg soha nem fogjuk elérni azt a szintet, amikor a Google Cloud vagy a Yandex. Disk az információkat óriás DNS-edényekben tárolja. Ha ugyanaz a Catalog technológia bizonyítja hatékonyságát, akkor valószínűleg olyan területeken fogja megtalálni a rést, ahol a hosszú távú információtárolás megközelítését alkalmazzák. Ami a rövid távú tárolási módszert illeti, ahol jelenleg mind merevlemezeket, mind szilárdtestalapú meghajtókat használnak, más módszerekre kell támaszkodnunk.
Bemutatjuk a perspektívákat
Ez a kémcső több millió példányban tartalmazza a DNS-ben kódolt adatokat.
Ennek ellenére itt szinte a sci-fi lehetőségeket láthatja.
"Képzelje el, hogy a bőr alá beültetett szemcsék az egészségre vonatkozó összes információt tartalmazzák: a mágneses rezonancia angiográfiai adatait, a vércsoport adatait, a röntgenfelvételt fogorvosának" - mondja Park.
„Valószínűleg azt akarja, hogy ezek az adatok mindig rendelkezésre álljanak, de nem akarja tárolni azokat valahol a„ felhőben”vagy valamely nem biztonságos kórházi kiszolgálón. Ha ezeket az adatokat bármikor DNS formájában birtokolja, fizikailag kezelheti, hozzáférhet, ha szükséges, bárki másra korlátozhatja, és közvetlenül megnyithatja a kezelő orvosok előtt.
„Szinte minden modern kórházban van DNS-szekvencer. Nem azt mondom, hogy jelenleg pontosan ezt a technológiát használjuk, hanem a jövőben ez mindent megtehet.”- mondja a fejlesztő.
A katalógus jelenleg kísérleti projektekben vesz részt, amelyek célja az általuk kifejlesztett technológia hatékonyságának bemutatása.
"Nem találunk megoldhatatlan tudományos nehézségeket, most inkább a mechanikai folyamatok optimalizálásának feladatairól beszélünk" - mondta Park.
Saját beismerésével, Park, úgy döntött, hogy részt vesz az adatok DNS-sel való tárolásának módjainak kutatásában, egyszerűen azért, mert azt gondolta, hogy ez egy nagyon hűvös és innovatív technológiai megközelítés a jelenlegi nagy probléma megoldására. A szakértő szerint ez a technológia korunk egyik legfontosabb technológiájává válhat.
Nikolay Khizhnyak