Обсуждение: станут ли ДНК-хранилища массовыми

    ДНК-хранилища пока не готовы выйти в массы, но некоторые эксперты считают, что ситуация изменится уже в ближайшее время. Все больше компаний начинает заниматься этим вопросом.


    Фото University of Michigan / Flickr / CC BY

    Почему ДНК-хранилищами занимаются


    По прогнозам организации Cambridge Consultants, в скором времени накопители перестанут справляться с изменяющимися требованиями к хранению и работе с растущими объёмами данных в дата-центрах. Ряд экспертов ИТ-индустрии убежден, что решение заключается в разработке альтернативных носителей.

    Если говорить о плотности записи, журнал Nature оценивает, что все данные мира возможно записать в ДНК-хранилище весом до одного килограмма. Что касается времени жизни такого накопителя, то оно может достигать (по разным оценкам) тысячи или десяти тысяч лет.

    Еще одной причиной, почему эксперты считают ДНК-хранилища перспективными, является регулярно снижающаяся стоимость записи данных на этот носитель. Если в 2002 году стоимость записи одного символа в молекулу равнялась $10, то к 2016 она составила $0,05. Если эта тенденция продолжится в ближайшее десятилетие, технология положит начало новой нише на рынке хранения данных. По приблизительной оценке, годовой оборот сегмента ДНК-хранилищ может достичь сотен миллионов долларов в рамках ближайших десяти лет.

    Кто создает ДНК-хранилища


    Перспективы носителя привлекают крупные ИТ-компании, которые рассматривают возможность его использования в архивных хранилищах данных. Например, Microsoft планирует запустить ДНК-хранилища уже к 2020 году. Примечательно, что специалистам компании уже удалось записать на искусственные спирали ДНК 200 мегабайт данных и добиться скорость записи в 400 байт в секунду. Новые разработки позволят улучшить эти показатели, хотя пока приходится говорить о достаточно массивных установках для хранения данных, напоминающих по размерам старые копировальные аппараты 70-х годов прошлого века.

    Еще одна компания, которая занимается разработкой ДНК-хранилищ, называется Catalog. Этот стартап работает над созданием модульной лаборатории, размером с автобус. Она сразу оборудована всем необходимым для синтеза молекул ДНК и дальнейшего их хранения. Установку планируют начать продавать в 2021 году.

    Технологией интересуются и инженеры-биологи. Потенциал в ДНК-хранилищах видит профессор Гарварда Джордж Чёрч (George Church). Он с коллегами хочет заняться созданием специальной «биологической» камеры. В ней не будет электронных или механических компонентов, а фото или видео будет сохраняться напрямую в молекулах ДНК.

    Еще один проект в этой сфере — SGI-DNA. Команда представила ДНК-принтер, который по размерам сопоставим с обычным офисным устройством. Систему уже применяют для печати молекул с целью проведения биологических и медицинских исследований. Но разработчики планируют использовать принтер для кодирования информации в ДНК.


    Фото University of Michigan / Flickr / CC BY

    Обратная сторона медали


    В ИТ-индустрии есть и более осторожные мнения по поводу нового носителя информации. По некоторым оценкам, на массовое распространение технологии потребуется несколько десятилетий.

    Первая причина — стоимость записи. Хотя она и снижается в последние годы, сохранять данные в молекулы по-прежнему дорого: чтобы занести в ДНК файл размером в один мегабайт, потратить придется около восьми тысяч долларов.

    Вторая причина — низкая скорость записи данных. Компании Microsoft и партнерам удалось достичь 400 байт в секунду. Но по оценкам инженеров компании, для массового распространения технологии пропускная способность должна равняться 100 МБ/с.

    Третья причина — потенциальные проблемы с ИБ. Исследователи из Вашингтонского университета уже показали, что в молекуле ДНК в любом случае можно хранить и компьютерные вирусы. В перспективе это даст злоумышленникам возможность внедрять вредоносное ПО в сети специализированных лабораторий и компрометировать хранилища с персональными данными.

    Альтернативы ДНК-хранилищам


    Говорить о массовом внедрении ДНК-хранилищ пока рано, поэтому ряд компаний занимается развитием альтернативных и совершенствованием уже существующих технологий. Одной из них является магнитная лента. Её уже несколько десятилетий используют в дата-центрах для хранения архивных данных. Срок её службы достигает тридцати лет. Хотя это несравнимо с долговечностью ДНК, лента по продолжительности хранения обгоняет жёсткие диски и твердотельные накопители. Последние служат до десяти лет. Ещё одно важное достоинство ленты — стоимость. Стоимость хранения гигабайта памяти составляет всего два цента.

    По этим причинам магнитную ленту до сих пор применяют крупные ИТ-компании, в частности IBM. По прогнозам представителей ИТ-гиганта, этот носитель будет использоваться в дата-центрах как минимум до 2030 года.

    Вторая альтернатива ДНК-хранилищу — наноструктуры. Например, в 2016 году инженеры из Университета Дельфта создали пластинку из меди, на поверхности которой выстраивалась решетка из атомов хлора. Меняя расположение «дырок» в решетке, авторы кодировали биты в строках. На одном квадратном сантиметре поверхности такого материала можно будет записать до десяти терабайт данных.

    Ещё одну технологию, связанную с наноструктурами, представили китайские ученые в 2018 году. Речь идет о пленке из диоксида титана и серебра, которая в 80 раз тоньше человеческого волоса. Информация в этом случае сохраняется в наночастицах, которые меняют цвет при воздействии лазерного луча.

    По словам создателей технологии, кусок плёнки размером 10х10 сантиметров может хранить в тысячу раз больше данных, чем DVD-диск. При этом скорость записи на такой накопитель достигает гигабайта в секунду.

    Посты из нашего блога:

    ITGLOBAL.COM
    64,00
    Компания
    Поделиться публикацией

    Комментарии 11

      0
      как они собираются избавиться от мутаций?
        +2
        А зачем от них избавляться? По-моему, очень милое дело — набросать вечером какой-нибудь безобидный «Hello, world!», а наутро получить новый релиз Linux.
          0
          что полностью соответствует теории эволюции :)
            0
            Хорошо если так. А то эволюционировавший искусственный интеллект может устроить восстание машин. :-)
            0
            Мутации возникают при кроссинговере хромосом в живых организмах. Думаю, тут этот вопрос не стоит
            0
            Исследователи из Вашингтонского университета уже показали, что в молекуле ДНК в любом случае можно хранить и компьютерные вирусы.


            Бред какой-то. Это что, серьёзно?

            На ДНК записывается информация. А чем она является — абстрактными (бесструктурными) данными, или же данными в известном формате, в т.ч. чем-то вредоносным — уже дело десятое. Тот факт, что записанная информация может быть исполняемым кодом (скриптом и пр.) некоего зловреда, всерьёз рассматривается как препятствие для внедрения технологии хранения данных на ДНК?

            «Не пробовали прогонять свои хранилища антивирусом перед записью в архив?»

            Отчего-то возможность записи чего-то вредоносного на те же флэшки и пр. не повлияло на их внедрение.
              0
              Не, похоже они имели в виду обычные биологические вирусы, которые в CRISPR применяют. Представляете, чекдиск выдает «ваш файл XXX заражен вирусом HIV-2, излечение невозможно, диск будет утилизирован.
                0
                Только не говорите мне, что файл будет живым организмом. Как-то не так я представляю себе процесс записи и хранения информации при помощи ДНК.
                  0
                  Честно, я вообще не представляю как такое возможно, в русском сегменете вообще ничего нет, в аглицком лень искать.
              0
              Исследователи из Вашингтонского университета уже показали, что в молекуле ДНК в любом случае можно хранить и компьютерные вирусы

              Там можно хранить и некомпьютерные вирусы. Проблема ИБ начинает играть новыми красками: «Записанный хакерами в ДНК-хранилище вирус, использовал уязвимость считывающего механизма, реплицировался и инфицировал сотрудников датацентра, введен карантин».
                0
                Вот это вообще огонь-сюжет был бы!

              Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

              Самое читаемое