Kas yra DNR duomenų saugojimas? Ar tai saugojimo ateitis?

Per kelis dešimtmečius saugojimo technologija tobulėjo ir tobulėjo. Iš kompaktinių diskų ir diskelių jis perkeltas į standžiuosius ir kietojo kūno įrenginius. Tačiau vis tiek turime problemą: turimos ir gaminamos saugyklos kiekis negali susidoroti su mūsų nuolat gaminamais duomenimis.

Taigi, ar DNR saugojimas išspręstų problemą? Ar duomenys gali būti saugomi DNR?

Kas yra DNR duomenų saugojimas?

DNR duomenų saugojimas – tai procesas, kai DNR molekulės naudojamos kaip laikmena. Skirtingai nuo šiandien naudojamų optinių ir magnetinių saugojimo technologijų formų, DNR duomenys nebus saugomi dvejetainiais skaitmenimis (ty 1 ir 0). Vietoj to, jie būtų koduojami į DNR nukleotidų bazes (A, C, G, T) ir saugomi. Tada šios kryptys prireikus konvertuojamos į dvejetainius skaitmenis.

Šiuo metu yra daugiau nei 11 trilijonų gigabaitų duomenų, o kiekvieną dieną pridedama mažiausiai 2,5 milijono gigabaitų. Pasaulyje prieinamos duomenų saugojimo priemonės negali neatsilikti nuo šio didžiulio padidėjimo. DNR saugojimas yra vienas iš šios saugojimo problemos sprendimų.

Kaip veikia DNR duomenų saugykla?

DNR reiškia dezoksiribonukleino rūgštį. Tai sudėtinga organinė molekulė, pernešanti gyvo daikto genetinę informaciją. Jis randamas visiems žmonėms ir saugo informaciją, tokią kaip odos spalva, akių spalva, ūgis ir kiti fiziniai bei biologiniai bruožai.

DNR spiralė turi kelias ir kintamas keturių unikalių bazių poras. Jie yra adeninas (A), guaninas (G), citozinas (C) ir timinas (T). Šios bazės yra prijungtos prie DNR spiralės poromis, vadinamomis bazių poromis. Dvi bazių poros yra adeninas-timinas ir guaninas-citozinas.

Tradiciniame skaičiavime duomenys saugomi dvejetainiais skaitmenimis (1 ir 0). DNR duomenų saugykloje keturios nukleotidų bazės (A, C, G, T) saugo ir koduoja duomenis. Informacija saugoma trijų nukleotidų bazių permutacijose, vadinamose kodonais.

DNR saugojimą sudaro trys procesai: duomenų kodavimas, sintezė ir saugojimas bei dekodavimas. Dvejetainiai kodai, kuriuose yra informacijos, yra verčiami į DNR kodus arba kodonus naudojant algoritmą. Tada jie dedami į konteinerį vėsioje ir reguliuojamoje aplinkoje. Informaciją nešanti DNR gali būti užšaldyta tirpale, saugoma kaip lašeliai arba saugoma silicio lustuose.

Mokslininkai stengiasi, kad DNR saugojimo nuskaitymas būtų greitesnis ir pigesnis. Šiuo metu DNR saugomi duomenys turi būti nugabenti į laboratoriją, kad būtų iškoduoti į dvejetainę informaciją be klaidų, ir tai užtrunka ilgai.

Todėl gali praeiti šiek tiek laiko, kol DNR duomenų saugojimo įrenginiai taps lengvai prieinamais pigiais įrenginiais, kuriuos naudos visuomenė.

Atliekama daugiau tyrimų, susijusių su DNR saugojimo technologija, ir tai dar nelengvai panaikins esamus saugojimo metodus. Tačiau po kelerių metų, kai bus atlikta daugiau tyrimų ir technologinių laimėjimų, duomenys bus saugomi DNR, o tai išspręs kosmoso, saugumo ir degradacijos problemas.

Kokia yra DNR duomenų saugyklos talpa?

DNR duomenų saugykla yra tinkamiausias saugyklos trūkumo problemos sprendimas, nes jis gali saugoti didelius duomenų kiekius labai mažoje erdvėje. Vienas gramas DNR gali saugoti 215 petabaitų duomenų. Petabaitas yra 1024 terabaitai. Taigi vienas gramas DNR gali saugoti maždaug 220 160 terabaitų.

Palyginkite tai su dabartine technologija: vieno terabaito standusis diskas sveria maždaug 400 gramų. Taigi, norint saugoti lygiavertį duomenų kiekį, kurį saugo vienas gramas DNR, jums reikia daugiau nei 88 milijonų gramų standžiųjų diskų.

Turėdami šią informaciją, mokslininkai teigia, kad visi šiuo metu pasaulyje esantys duomenys gali tilpti į batų dėžę, naudojant DNR duomenų saugyklą.

Kokie yra DNR duomenų saugojimo pranašumai?

DNR saugyklos naudojimas kaip laikmena turi daug pranašumų, palyginti su skaitmenine saugykla. Jis užtikrina didelę duomenų saugojimo talpą, žymiai ilgesnį tarnavimo laiką nei kitos saugojimo formos, kompaktiškumą, mažą jautrumą techniniams ir elektros gedimams bei atkartojamumą.

Sandėliavimo tankis

Pagrindinis DNR saugojimo pranašumas, palyginti su kitomis laikmenomis, yra saugojimo tankis. Nors tu saugokite savo duomenis nuotoliniu būdu debesyje arba NAS, jie vis dar saugomi dideliuose serveriuose ir duomenų centruose. Šie duomenų centrai yra tokie pat dideli kaip futbolo stadionai, o jų statyba ir priežiūra kainuoja milijardus dolerių. Tai nėra tas pats su DNR duomenų saugojimu.

DNR duomenų saugykla leidžia saugoti didžiulius duomenų kiekius labai kompaktiškoje erdvėje. Taip sumažinamos vietos problemos, priežiūros išlaidos ir sandėliavimo įrangos trūkumas.

Patvarumas

Šiandien turima skaitmeninės saugojimo įranga toli gražu nėra patvari. Jie visi yra linkę į irimą ir degradaciją. Skaitmeninis nykimas – tai laipsniškas kompiuteryje saugomų duomenų skaidymas, kuri kasmet paveikia milijonus žmonių.

DNR pusinės eliminacijos laikas yra 500 metų. Saugomi optimalioje ir reguliuojamoje aplinkoje, DNR saugomi duomenys gali būti prieinami šimtus metų.

Atkartojamumas

Dėl duomenų pablogėjimo, duomenų centruose esantys duomenys turi būti nukopijuoti ir po tam tikro laiko perkelti į kitą aparatinę įrangą, kad būtų išsaugota saugoma informacija. Šis procesas dažnai yra sudėtingas.

DNR saugomus duomenis galima lengvai atkartoti. Vienas iš mokslininkų išbandytų metodų yra įterpti DNR su saugoma informacija į bakteriją. Tada ši bakterija dauginasi—savarankiškai—kitos kartos bakterijos, turinčios tą pačią informaciją, saugomą pirmojoje DNR be jokių klaidų ar praradimų.

Ar DNR duomenų saugojimas yra saugojimo ateitis?

Atvirai kalbant, taip. DNR duomenų saugykla tikrai pažymi visus šiandienos saugojimo problemų sprendimo langelius. Ją jau šiandien naudoja įmonės, norinčios išsaugoti didelius informacijos archyvus, kurių nereikia reguliariai pasiekti.

Deja, praeis nemažai laiko, kol DNR saugojimas taps įprasta ir prieinama visuomenei prieinama saugojimo galimybė. Tuo tarpu turime atidžiai pasirinkti geriausią ilgalaikio duomenų saugojimo formatą.

Kietieji diskai, SSD diskai, „Flash“ diskai: kiek laiko veiks jūsų laikmena?

Skaitykite toliau

Apie autorių