Mi az a DNS-adattárolás? Ez a tárolás jövője?

Az évtizedek során a tárolási technológia fejlődött és jobb lett. CD-kről és hajlékonylemezekről merev- és szilárdtestalapú meghajtókra költözött. Ennek ellenére van egy problémánk: a rendelkezésre álló és előállított tárhely mennyisége nem képes megbirkózni a folyamatosan előállított adatokkal.

Tehát a DNS-tárolás megoldaná a problémát? Tárolhatók-e adatok a DNS-ben?

Mi az a DNS-adattárolás?

A DNS-adattárolás a DNS-molekulák tárolóeszközként történő felhasználásának folyamata. A jelenlegi tárolási technológiák optikai és mágneses formáitól eltérően a DNS-adatokat nem bináris számjegyekben (azaz 1-ben és 0-ban) tárolják. Ehelyett DNS-nukleotid bázisokba (A, C, G, T) kódolnák és tárolnák. Ezeket a szálakat aztán szükség esetén bináris számjegyekké alakítják át.

Jelenleg több mint 11 billió gigabájtnyi adat áll rendelkezésre, és naponta legalább 2,5 millió gigabájttal bővül. A világon elérhető adathordozók nem tudnak lépést tartani ezzel a hatalmas növekedéssel. A DNS tárolás az egyik megoldás erre a tárolási problémára.

Hogyan működik a DNS-adattárolás?

A DNS a dezoxiribonukleinsavat jelenti. Ez egy összetett szerves molekula, amely egy élőlény genetikai információit hordozza. Minden emberben megtalálható, és olyan információkat tárol, mint a bőrszín, a szemszín, a magasság és más fizikai és biológiai tulajdonságok.

A DNS-spirálnak négy egyedi bázisból álló többszörös és váltakozó párja van. Ezek az adenin (A), guanin (G), citozin (C) és timin (T). Ezek a bázisok párban, úgynevezett bázispárokban kapcsolódnak a DNS-spirálhoz. A két bázispár az adenin-timin és a guanin-citozin.

Az adatokat bináris számjegyekben (1-es és 0-s) tárolja a hagyományos számítástechnika. A DNS adattárolásban a négy nukleotid bázis (A, C, G, T) tárolja és kódolja az adatokat. Az információ három nukleotid bázis permutációjában, úgynevezett kodonban tárolódik.

A DNS-tárolás három folyamatból áll: az adatok kódolása, szintetizálása és tárolása, valamint dekódolása. Az információt tároló bináris kódokat egy algoritmus segítségével DNS-kódokká vagy kodonokká fordítják le. Ezután hűvös és szabályozott környezetben tárolják őket. Az információt hordozó DNS oldatba fagyasztható, cseppek formájában vagy szilícium chipeken tárolható.

A tudósok azon dolgoznak, hogy a DNS-tárolás leolvasását gyorsabbá és olcsóbbá tegyék. Jelenleg a DNS-ben tárolt adatokat a laborba kell vinni, hogy hibamentes bináris információvá dekódolják, és ez sokáig tart.

Mint ilyen, eltarthat egy ideig, amíg a DNS-adattároló eszközök könnyen elérhető, olcsó eszközökké válnak a nyilvánosság számára.

További kutatások zajlanak a DNS-tárolási technológiával kapcsolatban, és ez még nem fogja könnyen megdönteni a meglévő tárolási módszereket. De néhány éven belül, ahogy újabb kutatások és technológiai áttörések születnek, az adatokat a DNS-ben tárolják, ami megoldja az űrproblémákat, a biztonságot és a degradációt.

Mi a DNS adattárolás tárolókapacitása?

A DNS adattárolás az előnyben részesített megoldás a tárhelyhiány problémájára, mivel nagy mennyiségű adatot képes tárolni nagyon kis helyen. Egy gramm DNS 215 petabájt adatot képes tárolni. Egy petabájt 1024 terabájt. Tehát egy gramm DNS körülbelül 220 160 terabájtot képes tárolni.

Hasonlítsa össze a jelenlegi technológiával: egy terabájtos merevlemez körülbelül 400 grammot nyom. Tehát az egy gramm DNS-ben tárolt azonos mennyiségű adat tárolásához több mint 88 millió gramm merevlemezre van szükség.

Ezzel az információval a kutatók azt mondják, hogy a világon jelenleg minden adat elfér egy cipősdobozban a DNS adattárolás segítségével.

Mik a DNS-adattárolás előnyei?

A DNS-tárolás adathordozóként való használata számos előnnyel jár a digitális tároláshoz képest. Nagy adattárolási kapacitást, lényegesen hosszabb élettartamot, mint más tárolási formák, kompaktságot, alacsony műszaki és elektromos hibákra való hajlamot és reprodukálhatóságot biztosít.

Tárolási sűrűség

A DNS-tárolás fő előnye más tárolóközegekkel szemben a tárolási sűrűség. Annak ellenére, hogy te tárolja adatait távolról a felhőben vagy a NAS-on, továbbra is nagy szervereken és adatközpontokban tárolják őket. Ezek az adatközpontok akkorák, mint egy futballstadion, és dollármilliárdokba kerülnek felépítésük és karbantartásuk. Nem ez a helyzet a DNS-adatok tárolásával.

A DNS adattárolás lehetővé teszi hatalmas mennyiségű adat tárolását egy nagyon kompakt helyen. Így csökkenthető a helyproblémák, a karbantartási költségek és a tárolóeszközök hiánya.

Tartósság

A ma elérhető digitális tárolóeszközök messze nem tartósak. Mindegyik hajlamos a bomlásra és a degradációra. A digitális leépülés a számítógépen tárolt adatok fokozatos lebontása, amely évente több millió embert érint.

A DNS felezési ideje 500 év. Optimális és szabályozott környezetben tárolva a DNS-ben tárolt adatok akár több száz évig is rendelkezésre állnak.

Replikálhatóság

Az adatok minőségének romlása miatt az adatközpontokban lévő adatokat időnként át kell másolni és át kell vinni más hardverre, hogy megőrizzék a tárolt információkat. Ez a folyamat gyakran nehézkes.

A DNS-ben tárolt adatok könnyen reprodukálhatók. A tudósok által tesztelt egyik módszer az, hogy a tárolt információkat tartalmazó DNS-t beillesztik egy baktériumba. Ez a baktérium ezután szaporodik—önmagában—baktériumok másik generációja, amelyek hiba vagy veszteség nélkül rendelkeznek az első DNS-ben tárolt azonos információval.

A DNS-adattárolás a tárolás jövője?

Őszintén szólva, igen. A DNS-adattárolás minden bizonnyal minden megoldási négyzetet kipipál a mai tárolási problémákra. Már ma is használják olyan cégek, amelyek kiterjedt archívumot szeretnének megőrizni olyan információkból, amelyekhez nem kell rendszeresen hozzáférni.

Sajnos elég sok időnek kell eltelnie ahhoz, hogy a DNS-tárolás általános és megfizethető tárolási lehetőség legyen a nyilvánosság számára. Addig is gondosan ki kell választanunk a legjobb tárolási formátumot a hosszú távú adattároláshoz.

Merevlemezek, SSD-k, flash meghajtók: Mennyi ideig bírja az adathordozó?

Olvassa el a következőt

A szerzőről