Δευτέρα, 29 Μαΐου 2017

Microsoft: Σε 3 χρόνια ο πρώτος λειτουργικός «σκληρός δίσκος» από DNA. Microsoft Has a Plan to Add DNA Data Storage to Its Cloud

O σκληρός δίσκος από DNA, αντί των ψηφιακών δεδομένων «0» και «1» του δυαδικού συστήματος των υπολογιστών χρησιμοποιεί τα βιολογικά δεδομένα, τις τέσσερις βάσεις-νουκλεοτίδια A (αδενίνη), G (γουανίνη), C (κυτοσίνη) και Τ (θυμίνη) του μορίου του DNA. Microsoft Research plans to have a DNA-based data storage system functioning within a data center by 2020, and to eventually replace tape drives with DNA data storage. Credit: TwistBioscience.com

Αν χρησιμοποιούσαμε γενετικό υλικό, αντί για τις υπάρχουσες μεθόδους αποθήκευσης δεδομένων, τότε θεωρητικά ένας χώρος λίγο μεγαλύτερος από γκαράζ θα ήταν αρκετός για να αποθηκευτούν όλες οι πληροφορίες που έχουν καταγραφεί στην ιστορία της ανθρωπότητας. Το πλεονέκτημα αυτό, δηλαδή η δυνατότητα φύλαξης μεγάλου όγκου δεδομένων σε συσκευές που θα έχουν μικρό όγκο, είναι ο βασικός λόγος που οι επιστήμονες του τμήματος Έρευνας της Microsoft προσπαθούν να αναπτύξουν ένα σύστημα το οποίο θα χρησιμοποιεί ως μέσο αποθήκευσης μικρές αλυσίδες DNA.

Μάλιστα, όπως φαίνεται από τις δηλώσεις στο MIT Technology Review του Νταγκ Κάρμαν, ερευνητή από το συγκεκριμένο τμήμα, οι προσπάθειες αυτές δεν θα αργήσουν να καρποφορήσουν. Κι αυτό γιατί το πρώτο ανάλογο λειτουργικό σύστημα αναμένεται να είναι έτοιμο μέχρι το τέλος της δεκαετίας, ώστε να εγκατασταθεί σε ένα κέντρο δεδομένων της Microsoft.

Ο πρώτος «σκληρός δίσκος» από DNA πιθανότατα θα αναλάβει κάποια πιλοτική εφαρμογή, για την επίδειξη της τεχνολογίας. Ωστόσο, απώτερος στόχος της Microsoft είναι με την αποθήκευση πληροφοριών σε γενετικό υλικό να αντικαταστήσεις τις μαγνητικές ταινίες που ακόμη χρησιμοποιούνται στα κέντρα δεδομένων.

Όσο απαρχαιωμένη κι αν ακούγεται η χρήση μαγνητικών ταινιών, ακόμη και σήμερα αποτελεί έναν από τους καλύτερους τρόπους για τη φύλαξη πληροφοριών, καθώς δεν απαιτεί μεγάλους χώρους, έχει μικρό κόστος και εγγυάται πως οι πληροφορίες θα μείνουν άθικτες έως και για 30 χρόνια. Παρ’ όλα αυτά, με δεδομένο πως η παραγωγή δεδομένων έχει πλέον κυριολεκτικά εκτιναχθεί, καθώς μέσα στα δύο μόλις προηγούμενα χρόνια ο όγκος τους έφτασε την ποσότητα που έχει παραχθεί σε όλη την υπόλοιπη ανθρώπινη ιστορία, σύντομα θα χρειασθεί μία εναλλακτική τεχνολογία για να καλύψει τις ολοένα αυξανόμενες απαιτήσεις.

Tech companies think biology may solve a looming data storage problem.

Μπορεί οι ζωντανοί οργανισμοί να χρησιμοποιούν εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια το DNA για την κωδικοποίηση και τη μεταβίβαση γενετικών πληροφοριών, ωστόσο ο δρόμος για την ανάπτυξη «σκληρών» δίσκων με DNA άνοιξε μόλις πριν από 5 χρόνια όταν ο γενετιστής Τζορτζ Τσερτς από το πανεπιστήμιο Χάρβαρντ αποθήκευσε ένα βιβλίο σε 55.000 μικρές αλυσίδες γενετικού υλικού.

Από τότε, η τεχνολογία έχει κάνει σημαντικά βήματα, αφού για παράδειγμα πέρυσι η Microsoft κατάφερε να κωδικοποιήσει 100 κλασικά λογοτεχνικά έργα (ανάμεσα στα οποία και το Πόλεμος και Ειρήνη του Λέοντος Τολστόι), δηλαδή περίπου 200 ΜΒ δεδομένων, σε ποσότητα γενετικού υλικού που το μέγεθός της δεν ξεπερνούσε τη μύτη ενός μολυβιού.

Ωστόσο, η διαδικασία παραμένει ακριβή και χρονοβόρα. Έτσι, παρόλο που η Microsoft δεν αποκάλυψε το κόστος της κρυπτογράφησης, το MIT Review εκτιμά πως στοίχισε περίπου 800.000 δολάρια. Ένα ποσό που θα πρέπει να μειωθεί κατακόρυφα, για να μπορέσει η αποθήκευση πληροφοριών σε DNA να αποκτήσει πρακτική εφαρμογή.

Παράλληλα, θα πρέπει να αυξηθεί η ταχύτητα της κρυπτογράφησης, η οποία αυτή τη στιγμή είναι περίπου 400 bytes ανά δευτερόλεπτο. Εξάλλου, και η ίδια η Microsoft παραδεχόταν πέρυσι πως χρειάζεται να βελτιωθεί δραστικά, φθάνοντας τουλάχιστον τα 100 megabytes ανά δευτερόλεπτο.

Το τριετές χρονοδιάγραμμα για τον πρώτο “σκληρό δίσκο”, που έχει θέσει η αμερικανική εταιρεία, δείχνει πως έχει βρει απαντήσεις στα παραπάνω προβλήματα. Ακόμη κι έτσι, πάντως, οι πρώτες εφαρμογές αναμένεται να αφορούν πελάτες με ιδιαίτερες ανάγκες αποθήκευσης, όπως ιατρικών αρχείων ή κρίσιμων πληροφοριών, που για να τις καλύψουν θα είναι διατεθειμένοι να πληρώσουν μεγαλύτερα ποσά απ’ ό,τι με τα συμβατικά μέσα.