Czy DNA stanie się naszym nowym nośnikiem danych?

W momencie, gdy coraz większa część naszej pracy i życia osobistego ulega cyfryzacji, obserwujemy oszałamiający wzrost ilości danych, które generujemy, przechowujemy i udostępniamy. Według badań, Google każdego dnia przetwarza aż 3,5 miliarda wyszukiwań, a w tym samym czasie na platformie YouTube oglądanych jest 4,3 miliona filmów. Ponadto na Facebooku umieszczanych jest ponad 350 milionów zdjęć w ciągu jednej doby. Szacuje się, że do 2025 roku na całym świecie dziennie tworzone będą 463 eksabajty danych. Zwarzywszy na fakt, iż obecnie około 40% światowej populacji nie ma jeszcze podłączenia do Internetu, liczba danych, które będziemy musieli przetwarzać i zarządzać wraz z popularyzacją cyfryzacji, wzrośnie jeszcze bardziej.

Dane są bazą dla wszelkich działań podejmowanych przez organizacje na całym świecie. Niezależnie od tego, czy są motorem codziennych czynności, czy też dostarczają nowych, rewolucyjnych informacji zmieniających świat – są wspólnym mianownikiem do funkcjonowania i rozwoju cywilizacji.

Mając to na uwadze, obecne technologie przechowywania danych będą musiały ulec zredefiniowaniu. Zdumiewająca ilość generowanych danych już teraz stanowi wyzwanie. Centra przetwarzania danych wymagają znacznego zasilania i chłodzenia, jak również bieżącej konserwacji i monitorowania. Zarówno ilość, jak i szybkość dostępu do informacji zwiększa się błyskawicznie, a dostępne możliwości mogą nie być w stanie ich przetworzyć. Co więcej, sprzęt taki jak serwery, dyski twarde i pamięci flash mogą ulec uszkodzeniom. Na pomoc nowym technologiom może przyjść świat przyrody, a dokładnie najtrwalszy nośnik informacji – DNA. Nie da się ukryć, że w ochronie i archiwizacji ważnych wiadomości ma ono niebagatelne doświadczenie.

Naturalny nośnik danych

Jedną z alternatyw dla naszych obecnych urządzeń pamięci masowej mogłoby być przechowywanie danych opartych na DNA. Niezwykle kompaktowa budowa i łatwość w replikacji stanowi podstawową rolę w tworzeniu życia - teraz może również zostać wykorzystane w przechowywaniu informacji. Jak twierdzi New Scientist - jeden gram DNA mógłby potencjalnie pomieścić aż 455 eksabajtów danych. To więcej niż wszystkie dane cyfrowe obecnie dostępne na świecie. O przewadze nad innymi nośnikami decyduje jego wytrzymałość, bo choć DNA samo w sobie jest dość kruche, to jednak przechowywane w odpowiednich warunkach może być nienaruszone przez setki lat. To dzięki niemu dziś naukowcy odkrywają tysiącletnie, skamieniałe szczątki w idealnym stanie. Trwałość kaset, dysków i płyt CD nie może się z nim równać. Co za tym idzie, z punktu widzenia archiwizacji  i tworzenia kopii zapasowych stanowi doskonały materiał.

Postęp tej technologii jest niezwykle obiecujący. W zeszłym roku badacze z Microsoftu i Uniwersytetu Waszyngtońskiego opracowali pierwsze na świecie urządzenie, do przechowywania DNA, które może automatycznie przeprowadzić cały proces archiwizacji. Korzystając z tego narzędzia, naukowcy zakodowali słowo „hello" na DNA i byli w stanie przekonwertować je z powrotem na dane możliwe do odczytania przez komputer.

Od DNA do szkła

Kolejnym materiałem w wyścigu o nowoczesny nośnik danych jest niezwykle trwałe szkło. Idealnym przykładem jest Microsoft Project Silica, który wykonany jest ze szkła kwarcowego. Lasery trwale zmieniają strukturę szkła, umożliwiając przechowywanie danych, które następnie mogą być odczytywane przez algorytmy uczenia maszynowego. Zajmując ułamek przestrzeni i nie wymagając przechowywania w kontrolowanych warunkach klimatycznych lub innej regularnej konserwacji, daje ogromne możliwości archiwizacji i tworzenia kopii zapasowych.

Choć technologie mogą być stale udoskonalane, to czas i koszty dekodowania informacji muszą się obniżyć, aby mogły zostać wykorzystywane komercyjnie. Progres jest jednak widoczny. Napisanie i odczytanie 5-bajtowej wiadomości „hello” zajęło j21 godzin. Sukcesywnie spadają również koszty - przykładowo w 2001 roku sekwencjonowanie ludzkiego genomu kosztowało 100 mln dolarów, dziś wystarczą dwa dni i 1000 dolarów na to samo działanie.

Tworzenie kopii zapasowych bez wątpienia może zostać zrewolucjonizowane przez DNA. Archiwa i centra danych, które zajmują ogromne powierzchnie, wkrótce mogą przejść do historii. Suma światowych zbiorów wiedzy może być przechowywana na czymś, co trzeba obserwować pod mikroskopem. Liczba danych nie zmniejszy się, wręcz przeciwnie – będzie zwiększać się cyklicznie z każdym dniem, a co za tym idzie – wartość alternatywnych nośników pamięci stanie się większa. Dzisiejsze złożone działania podejmowane w celu archiwizacji informacji, niebawem mogą zostać zredukowane do jednego pliku, który będzie trwać dłużej niż jakakolwiek żywa pamięć. Nowa generacja technologii pamięci masowej jest już w zasięgu ręki – musimy ją jedynie oswoić i nauczyć się jak ją wykorzystać w praktyce.

Autor: Michael Cade, Senior Global Technologist, Veeam