Budou se data v budoucnu ukládat do naší DNA?

Společnost Microsoft je jedním z největších hráčů na poli cloudových úložišť a snaží se úložištěm dat DNA získat výhodu nad konkurencí s využitím jeho bezkonkurenční hustoty, udržitelnosti a trvanlivosti. DNA má údajně hustotu schopnou uložit jeden exabajt neboli 1 miliardu gigabajtů na čtvereční palec, což je množství mnohonásobně větší, než může nabídnout současná nejlepší možnost ukládání, píše portál Gizmodo.com.

Nedostatek úložiště

Svět má problém s daty. Každý den jsme vytvořili dalších 2,5 milionu gigabajtů dat a každý rok se množství dat produkovaných po celém světě exponenciálně zvyšuje. Tím se dostáváme do střetu s vážným problémem: rychlost, jakou data vytváříme, převyšuje naši schopnost je ukládat.

Kdybychom každé video na YouTube, které sledujeme, každou fotografii, kterou vyfotíme z telefonu, a každý dokument, který uložíme, ukládali na tradiční paměťové čipy flash, spotřebovalo by to do roku 2040 10 až 100násobek očekávané zásoby křemíku.

Je jasné, že potřebujeme jiný způsob ukládání dat, a ne jen tak ledajaký. Způsob ukládání dat budoucnosti musí být robustní a hustý. To znamená, že data, která jsou v současnosti ukládána v datových centrech o velikosti fotbalového hřiště, je třeba umístit do mnohem menšího vozidla. A toto řešení musí přenášet data rychle a uchovávat naše nejcennější média po desetiletí, aniž by došlo k jejich poškození.

Svatý grál ukládání dat

Svatý grál ukládání dat můžeme hledat v molekule, v níž jsou uloženy naše genetické informace: DNA. Tam, kde pevné disky používají jedničky a nuly, se při ukládání DNA používají čtyři chemické báze: adenin (A), guanin (G), cytosin (C) a thymin (T). Tyto sloučeniny se spojují do dvojic (A k T; G k C) a vytvářejí příčky na žebříku dvojité šroubovice. Ukázalo se, že pomocí DNA lze převést jedničky a nuly na tato čtyři písmena pro ukládání složitých dat.

Společnost Microsoft, jeden z průkopníků ukládání DNA, dosáhla určitého pokroku ve spolupráci s Laboratoří molekulárních informačních systémů (MISL) Washingtonské univerzity. Společnost v nové výzkumné zprávě oznámila první zapisovač DNA v nanorozměrech, u kterého výzkumná skupina očekává, že bude škálovat pro hustotu zápisu DNA 25 x 10^6 sekvencí na centimetr čtvereční, tedy „o tři řády“ (1 000x) těsněji než dosud. Obzvláště významné je to, že jde o první náznak dosažení minimální rychlosti zápisu potřebné pro ukládání DNA.

Co to v praxi znamená?

Společnost International Data Corporation předpovídá, že do roku 2024 dosáhnou požadavky na ukládání dat devíti zettabajtů. Jak uvádí společnost Microsoft, pokud by byl systém Windows 11 stažen na 15 miliard zařízení, byl by využit pouze jeden zettabyte úložiště. Při použití současných metod by tato data musela být uložena na milionech páskových kazet. Pokud pásku odstřihneme a použijeme DNA, můžeme devět zettabajtů informací uložit na plochu malou jako lednička (někteří vědci tvrdí, že každý film, který byl kdy vydán, by se vešel na plochu kostky cukru). Možná by však byla lepší analogie mraznička, protože data uložená na DNA mohou vydržet tisíce let, zatímco u pásky dochází ke ztrátě dat po 30 letech a u SSD a HDD ještě dříve.

Hledání způsobů, jak zvýšit rychlost zápisu, řeší jeden ze dvou hlavních problémů ukládání dat na DNA (tím druhým je cena). Vzhledem k tomu, že minimální hranice rychlosti zápisu je na dosah, Microsoft již pokračuje v další fázi.

„Přirozeným dalším krokem je zabudování digitální logiky do čipu, která umožní individuální ovládání milionů míst elektrod pro zápis kilobajtů za sekundu dat do DNA, a předpokládáme, že technologie dosáhne polí obsahujících miliardy elektrod schopných ukládat megabajty za sekundu dat do DNA. Tím se výkon a cena ukládání dat v DNA výrazně přiblíží páskám,“ uvedl Microsoft pro TechRadar.

Jakkoli to všechno zní slibně, od ukládání dat v DNA nás dělí ještě mnoho let. Pomineme-li technické složitosti, je ukládání dat na DNA jednoduše příliš drahé – podle Roberta Grasse z ETH Zurich by několik megabajtů stálo tisíce dolarů a nízká rychlost zápisu znamená, že byste DNA nechtěli používat pro data s častým přístupem. Přesto se výzkumníci po celém světě snaží přiblížit éře, kdy budou námi vytvořená data uložena na samotné molekule, která obsahuje naši genetickou informaci.

Zdroj: Gizmodo.com