Kun datatila loppuu, tutkijat haluavat tallentaa sen DNA: han

Ensin apokalyptinen varoitus: Tietotallennustila on loppumassa.

Todennäköisesti tämä ei ole asia, josta sinun on pitänyt huolehtia liikaa viime vuosina. Oli aika, ei niin kauan sitten, jolloin tietokoneesi rajallinen kiintolevy oli kaikki käytettävissä oleva tallennustila. Kun saavutit tämän rajan (joka oman ensimmäisen tietokoneeni tapauksessa oli alle 100 Mt) ja turvauduit levykkeisiin ja muuhun paikalliseen ulkoiseen tallennustilaan. Kun sekin loppui, sinun oli poistettava.

Emme poista enempää. Eivät myöskään yritykset, varsinkaan ne, jotka on arvostettu omistamiensa tietojen perusteella. Sen sijaan yksinkertaisesti siirrämme tiedostomme pilveen, jonka nimi on lyhytaikainen ja eteerinen; todellista fyysistä puutetta. Mihin tiedot tallennetaan? Sillä ei ole väliä, kunhan saamme sen takaisin. Mitä vaaroja on pilvitallennustilan loppumisesta? Näennäisesti hyvin vähän, paitsi että sinun on nostettava kuukausittaisia ​​tilausmaksuja avataksesi lisää loistokasta vapaata tilaa.

Tämän seurauksena ajatus siitä, että tietotallennustilamme loppuu jonain päivänä, on yhtä vaikeaa noin ehdotuksena siitä, että vesi voisi loppua: se upea ilmainen luonnonvara, joka putoaa taivas. Mutta 2018 on vuosi, jolloin Kapkaupunki Etelä-Afrikassa tuli jyrkästi lähellä veden loppumista. Tietotallennustila voi myös loppua.

Dataa, dataa, kaikkialla

Syynä tähän on käsittämätön nopeus, jolla tuotamme tällä hetkellä tietoja. Joka päivä luodaan noin 2,5 kvintiljoonaa tavua dataa niiden 3,7 miljardin ihmisen ansiosta, jotka nykyään käyttävät Internetiä. Pelkästään viimeisen kahden vuoden aikana on luotu hämmästyttävät 90 prosenttia maailman tiedoista. Esineiden Internetiin yhdistettyjen älylaitteiden määrän kasvaessa tämän luvun odotetaan kasvavan merkittävästi.

"Kun ajattelemme pilvitallennusta, ajattelemme näitä loputtomia tietovarastoja", Hyunjun Park, tietojentallennusyrityksen toimitusjohtaja ja perustaja. Luettelo, kertoi Digital Trendsille. "Mutta pilvi on oikeastaan ​​vain jonkun muun tietokone. Useimmat ihmiset eivät ymmärrä, että tuotamme niin paljon dataa, että nopeus, jolla sitä tuotamme, on paljon nopeampi kuin kykymme tallentaa kaikki se. Hyvin lähitulevaisuudessa meillä on valtava kuilu tuottamamme hyödyllisen datan ja sen välillä, kuinka voimme tallentaa sen perinteisten välineiden avulla."

Koska pilvitallennusyritykset rakentavat jatkuvasti uusia datakeskuksia ja laajentavat olemassa olevia palvelinkeskuksiaan solmunopeudella, on vaikea arvioida, milloin tietojen tallennuskapasiteetti saattaa loppua. Ei ole elokuvatyyppistä lähtölaskentakelloa. Parkin mukaan ihmiskunta on kuitenkin voinut tuottaa jo vuonna 2025 yli 160 settaatavua dataa kumulatiivisesti. (Zettatavu, jos mietit, on biljoona gigatavua.) Kuinka paljon voimme tallentaa tästä? Noin 12,5 prosenttia siitä, Park ehdottaa.

On selvää, että jotain on tehtävä.

Onko DNA vastaus?

Siellä Park ja MIT-tutkija ja toinen perustaja Nathaniel Roquet tulevat kuvaan. Heidän startup Catalog -yrityksensä on kehittänyt teknologiaa, jonka he uskovat voivan muuttaa tietojen tallennuksen sellaiseksi kuin me sen tunnemme; sallivat tai niin väittävät, että koko maailman data mahtuu mukavasti vaatekaapin kokoiseen tilaan.

Katalogin ratkaisu? Koodaamalla dataa DNA: han. Se saattaa kuulostaa Michael Crichtonin romaanin juonelta, mutta heidän skaalautuva ja edullinen ratkaisunsa on vakava, ja siinä on sai 9 miljoonaa dollaria riskirahoitusta – sekä Stanfordin ja Harvardin johtavien professorien tuen Yliopistot.

"Minulta kysytään usein: "Kenen DNA: ta käytämme?" Park nauroi. "Ihmiset pelkäävät, että otamme ihmisiltä DNA: ta ja teemme niistä mutantteja tai vastaavia."

Tämä ei ole, meidän pitäisi tehdä selväksi, mitä Catalog tekee. DNA, johon yritys koodaa tietoja, on synteettinen polymeeri. Se ei ole jotain, joka tulee biologisesta alkuperästä, ja emäsparien sarja, johon data on koodattu, ykkösten ja nollien sarjana, ei ole koodi millekään elävälle. Mutta lopputuote on kuitenkin biologisesti erottamaton jostakin, mitä saatat löytää elävästä solusta.

Ajatusta DNA: n mahdollisesta varastointimenetelmästä on spekuloitu jo vuosikymmeniä, käytännössä siitä lähtien, kun James Watson ja Francis Crick löysivät kaksoiskierteen vuonna 1953. Tähän asti on kuitenkin ollut useita pullonkauloja, jotka ovat estäneet sitä selviytymästä valtava potentiaali laskennallisena tiedontallennusratkaisuna.

Perinteinen ajattelu DNA-pohjaisesta tiedon tallentamisesta keskittyi uusien DNA-molekyylien synteesiin; kartoitetaan bittisekvenssi DNA: n neljän emäsparin sekvenssiin ja tehdään tarpeeksi molekyylejä edustamaan kaikkia numeroita, jotka haluat tallentaa. Ongelmana on, että tämä prosessi on hidas ja kallis, molemmat merkittäviä pullonkauloja tiedon tallentamisen kannalta.

Katalogin lähestymistapa perustuu synteesiprosessin irrottamiseen koodausprosessista. Pohjimmiltaan yritys tuottaa valtavia määriä vain muutamaa eri molekyylejä (tehden siitä paljon halvempaa) ja sitten koodaa tiedot luomalla valtavan monimuotoisuuden valmiista molekyyleistä.

Analogiana Catalog vertasi aikaisempaa lähestymistapaa mukautettujen kiintolevyjen valmistamiseen, jossa kaikki tietosi on kiinteästi kytkettynä. Erilaisten tietojen tallentaminen tarkoittaa kokonaan uuden kiintolevyn rakentamista alusta alkaen. He ehdottavat, että heidän lähestymistapansa muistuttaa tyhjien kiintolevyjen massatuotantoa ja sen täyttämistä koodatuilla tiedoilla tarpeen mukaan.

Kaikki on kiinni varastoinnista

Jännittävä osa kaikkea tässä on hämmästyttävä määrä dataa, jonka se voi tallentaa. Todisteeksi konseptista Catalog on käyttänyt tekniikkaansa koodaamaan kirjoja, kuten Linnunradan käsikirja liftareille DNA: ksi. Mutta se ei ole mitään verrattuna mahdollisuuksiin.

"Jos vertaat omenoita omenoihin, samaan tilavuuteen varastoitavat palat ovat noin miljoona kertaa solid-state-aseman tietotiheys", Park sanoi. "Mitä tahansa voit tallentaa muistitikulle, voit tallentaa miljoona kertaa samaan määrään, jos teet sen DNA: ssa."

Vertailu solid-state-asemiin ei kuitenkaan ole tarkka. DNA saattaa pystyä tallentamaan paljon enemmän tietoa samalle levylle, mutta sillä ei ole välitöntä pääsyä esimerkiksi USB-muistitikulle. Katalogin lähestymistapa muuttaa tiedot kiinteäksi synteettisen polymeerin pelletiksi.

Päästäkseen tietoihisi tutkijoiden on otettava kyseinen pelletti, hydratoitava se lisäämällä vettä ja luettava se sitten DNA-sekvensoijalla. Tämä tarjoaa DNA: n emäsparit, joita voidaan puolestaan ​​käyttää laskettaessa ykkösiä ja nollia, jotka kokoavat tietosi uudelleen. Prosessi kestää alusta loppuun vähintään useita tunteja.

Tästä syystä Catalog on aluksi suunnattu markkinoille, jotka ovat tottuneet tällaisiin viivästyksiin: arkistointimarkkinoille. Tällaisia ​​tietoja on tällä hetkellä tallennettu magneettinauhan kaltaisiin formaatteihin, joita käytetään seurantaan sellaisista tiedoista, joita saatat toivoa, ettei sinun tarvitse käydä uudelleen, mutta jotka ovat silti ratkaisevan tärkeitä roikkumaan päälle. (Kuvittele jääkaappisi takuun yritysvastaavuutta.)

Mutta onko tällä koskaan väliä tavalliselle käyttäjälle? Loppujen lopuksi, kuten huomautimme tämän artikkelin yläosassa, useimmat meistä eivät todellakaan ajattele niin paljon tiedoistamme ja niiden säilytyspaikasta. Onko se magneettinauhalla? Onko se solid-state-tallennustilassa? Emme välitä niin kauan kuin se on siellä, kun tarvitsemme sitä.

Koska tiedon hakemiseen kuluu paljon aikaa, tuskin koskaan tulee kohtaa, jossa Esimerkiksi Google Cloud -tietosi on tallennettu valtaviin DNA-astioihin tai sarjana marmorimäisiä pellettejä Mountainiin View, CA. Jos Catalog pystyy todistamaan konseptinsa yrityksille, tämä on todennäköisesti pitkän aikavälin tallennusvaihtoehto, kun taas lyhyen aikavälin data saa muita muotoja.

Kuvittele mahdollisuudet

Siellä on kuitenkin jännittäviä scifi-kuuloisia mahdollisuuksia. "Kuvittele ihonalainen pelletti, joka sisältää kaikki terveystietosi, kaikki MRA-skannauksesi, verikokeesi, hammaslääkärisi röntgenkuvasi", Park sanoi. "Haluat aina, että tiedot ovat helposti saatavillasi, mutta et välttämättä halua niitä pilvessä tai sairaalan suojaamattomalla palvelimella. Jos sinulla olisi se mukanasi DNA: n muodossa, voisit fyysisesti hallita näitä tietoja ja pääsyä niihin varmistaen samalla, että vain valtuutetut lääkärit pääsevät käsiksi niihin."

Loppujen lopuksi, kuten hän huomauttaa, kaikissa sairaaloissa on nykyään DNA-sekvensserit. "En sano, että pyrimme siihen juuri nyt, mutta se on mahdollinen tulevaisuus", hän sanoi.

Julkistettuaan uudesta yrityksestään maailmalle Catalog keskittyy nyt toteuttamaan pilottiprojekteja osoittaakseen, kuinka tätä teknologiaa voidaan käyttää tehokkaasti. "Nämä eivät ole tieteellisiä haasteita, jotka meillä on ratkaistavaksi, vaan pikemminkin mekaanisia optimointiongelmia", hän huomautti.

Hänen omansa mukaansa tuli tälle alalle, koska se kuulosti hienolta tekniseltä lähestymistavalta suurelle Park on nyt vakuuttunut siitä, että DNA-tietojen tallennus voi osoittautua yhdeksi tärkeimmistä teknologioistamme aika.

Hitto, on vaikea olla eri mieltä siitä, että voimme arkistoida ihmiskunnan historian sellaisena kuin me sen tunnemme. "Kyse on elämäntapamme säilyttämisestä sellaisena kuin sen tunnemme", hän selitti.

Toimittajien suositukset

• Ovatko vanhan koulun magneettinauhat tulevaisuuden tallennusvälineitä?
• Kiina haluaa käyttää kiistanalaista DNA-analyysiä rikollisten kasvojen arvaamiseen
• Tämä biotekniikan startup haluaa laittaa DNA: si holviin kuuhun
• Caltechin tutkijat käyttivät DNA: ta pelatakseen maailman pienintä tic-tac-toe-peliä
• Tarkkuuslääketiede riippuu DNA: sta, mutta sylkeen lähettämisessä on silti riskejä