Verden oplever en mangel på ledig plads til lagring af digitale data. Dette problem har eksisteret i flere år, men almindelige mennesker tænker næsten aldrig på det. For ikke så længe siden var der en tid, hvor ledig plads til registrering af digitale data var begrænset af størrelsen på din computers harddisk. Da grænsen blev nået, gik vi enten til en ny harddisk eller indspillede alt på optiske medier. Da de sluttede, slettede vi bare de gamle data og registrerede nye. Men der er dem, der aldrig sletter data.
For eksempel gør mange virksomheder ikke dette, især dem, hvis aktivitetsområde og værdi afhænger af den digitale information, de har. Tiderne ændrer sig. Teknologi går videre. Nu er informationerne ikke slettet, de overføres til "skyen". For øvrig er selve udtrykket "sky" meget flyktig og afspejler slet ikke et reelt fysisk naturfænomen. Han syntes bare meget behagelig og smuk, og de forlod ham. Hvor er dataene gemt? Det betyder ikke noget overhovedet, i det mindste så længe vi kan henvende os til dem når som helst. Er det sandsynligt, at vi efterhånden vil gå tom for skyopbevaringsplads? Ingen tænker over det. Så længe du betaler for abonnementet, er alt i orden. Lille plads? Du vælger en ny toldplan, og du får endnu mere plads til dine oplysninger.
Denne rodhed har gjort det vanskeligt for folk at endda forestille sig, at vi en dag måske løber tør for fri plads til at gemme digitale data. Da det plejede at være vanskeligt at forestille sig, at der før eller senere kan løbe ferskvand ud på Jorden, hvis reserver opfyldes på grund af dets cirkulation i naturen. Men her er virkeligheden. I 2018 nærede vandforsyningen i Cape Town, Sydafrika, sig hurtigt ved fuld udtømning. Og vi mennesker, der ikke tænker over det, nærmer sig hurtigt en mangel på ledig plads til lagring af digitale data.
Data, data, data omkring
Hovedårsagen til denne udtømning af ledig plads er naturligvis relateret til den hastighed, hvormed vi producerer nye data. Takket være 3,7 milliarder internetbrugere genereres hver dag rundt omkring i verden omkring 2,5 quintillion byte information. Af alle de tilgængelige digitale data i dag er 90 procent blevet oprettet i løbet af de sidste to år. Og med væksten i antallet af brugte smarte enheder, der opretter forbindelse til World Wide Web (det samme "Internet of Things"), vil disse tal vokse endnu mere i den nærmeste fremtid.
”Når folk taler om cloud-opbevaring, mener de ofte, at der er en slags uendelig fri plads til at gemme information,” kommenterer Hyun Jun Park, leder og medstifter af Catalog, et datalagringsfirma, til Digital Trends.
Salgsfremmende video:
”Imidlertid er skyen den samme computer, der gemmer dine data. Folk er simpelthen ikke klar over, at der genereres så meget digitale data i verden, at det tempo, hvormed det produceres, er markant foran vores evne til at gemme det hele. I den nærmeste fremtid vil vi se et stort kløft mellem mængden af nyttige data og vores evne til at gemme dem ved hjælp af traditionelle medier."
Da cloud-lagervirksomheder konstant har travlt med at bygge nye datacentre eller udvide eksisterende, er det meget vanskeligt at forudsige, hvornår vi rent faktisk mister al fri plads. Ikke desto mindre kan menneskeheden ifølge den samme park i 2025 generere mere end 160 zettabyte digital information (zettabyte, for dem, der ikke ved, er dette en billion billioner). Hvor meget af dette volumen kan vi virkelig spare? Cirka 12,5 procent, siger Park.
Dette spørgsmål skal bestemt behandles.
Er DNA svaret?
Så siger Park, Nathaniel Rocket, og deres kolleger ved Massachusetts Institute of Technology. Sammen grundlagde de Catalog, inden for hvis mure der blev udviklet en teknologi, der ifølge dets skabere kunne ændre den måde, vi tænker på, hvordan alle vores digitale data vil blive lagret i den nærmeste fremtid. Efter deres mening eller snarere en erklæring kan snart digitale data fra hele verden passe ind i et område, der ikke er større end en garderobe.
Katalog tilbyder DNA-kodning som en passende løsning. Det lyder alt sammen som en af historierne om den amerikanske science fiction-forfatter Michael Crichton, men den skalerbare og overkommelige løsning, de tilbyder, er ret realistisk og tiltrækkede endda $ 9 millioner i venture-finansiering såvel som støtte fra førende professorer fra Stanford og Harvard universiteter.
”Jeg stilles ofte spørgsmålet: hvis DNA bruger vi? Det er som om folk tror, at vi tager DNA fra en person og forvandler dem til mutanter eller noget,”griner Park.
Men dette er slet ikke, hvad katalog gør. Det DNA, som kataloget bruger til at kode data, er en syntetisk polymer. Det er ikke af biologisk oprindelse og oprettes ikke på par af nitrogenholdige baser, hvor information registreres. En række nuller og dem, der er skrevet ind i polymeren, kan heller ikke være koden for noget levende. Ikke desto mindre kan det resulterende produkt biologisk praktisk ikke skelnes fra hvad vi er vant til at møde i en levende celle.
Ideen om, at DNA kan ses som et alternativt medium til opbevaring af digital information, går tilbage flere årtier. Faktisk, da James Watson og Francis Crick først kom med DNA-strukturmodellen i 1953. Indtil nu har en række væsentlige begrænsninger imidlertid ikke tilladt at se det enorme potentiale ved at bruge DNA som et middel til at lagre digital information, for ikke at nævne, hvordan man oversætter alt dette til virkelighed.
I sin sædvanlige opfattelse er metoden til lagring af information gennem DNA centreret omkring syntesen af nye DNA-molekyler; matchning af sekvenser af informationsbits til sekvenser af fire par DNA og produktion af nok molekyler til at repræsentere alle de numre, du vil gemme. Problemet med denne metode er, at processen er dyr og langsom. Derudover er der mange begrænsninger forbundet med den faktiske lagring af selve dataene.
Katalogets tilgang antyder, at syntesen af molekyler kobles fra deres kodning. Grundlæggende producerer virksomheden først en enorm mængde af kun visse molekyler (hvilket reducerer produktionsomkostningerne markant) og koder derefter information til dem ved hjælp af en række færdige molekyler.
Som en analogi sammenligner Catalog den forrige tilgang til produktion af brugerdefinerede harddiske med information, der allerede er forindspillet om den. Optagelse af nye oplysninger i dette tilfælde indebærer behovet for at oprette en ny harddisk fra bunden. Katalogets nye tilgang kan sammenlignes med masseproduktion af tomme harddiske og skrive ny kodet information til dem efter behov.
Det handler om opbevaring
Det smukke ved dette er, hvor enorme mængden af data, der kan opbevares i et meget kompakt rum. Som en demonstration brugte Catalog sin teknologi til at kode forskellige science fiction-bøger til DNA. F.eks. Hele cyklussen af romaner The Hitchhiker's Guide to the Galaxy. Men dette er alle bagateller inden åbningsmulighederne.
”Når man sammenligner sammenlignelige tal, er antallet af bits, som du kan opbevare med DNA, en million gange højere end hvad der tilbydes af de samme faststofdrev. Lad os for eksempel tage størrelsen på et almindeligt flashdrev. Ved hjælp af DNA-metoden til lagring af information kan du skrive en million gange mere information til en enhed på størrelse med dette flashdrev end til et almindeligt flashdrev."
Sammenligning med solid-state-drev, bemærker udviklerne, er stadig ikke helt nøjagtig. DNA giver dig mulighed for at gemme meget mere information i et sammenligneligt volumen, men teknologien tillader ikke dig at give øjeblikkelig adgang til det, som for eksempel i tilfælde af de samme USB-drev. Katalogteknologi omdanner information til en fast fysisk pellet (granule) fra en syntetisk polymer.
For at få adgang til disse oplysninger skal du tage en kodet syntetisk polymerpellet, rehydrere den med vand og derefter "læse" den ved hjælp af en DNA-sequencer. Som en del af processen vil det være muligt at isolere baseparene af DNA, som derefter kan bruges til at beregne antallet af nuller og dem, der danner information. Fra start til slut kan denne proces tage mindst et par timer.
Af denne grund er denne teknologi primært rettet mod arkivmarkedet, hvor hurtig adgang til information ikke er påkrævet. Normalt betyder dette data, der ikke bruges eller meget sjældent bruges efter optagelse, men som er ekstremt vigtige for konservering. Lad os sige, ligesom din køleskabsgaranti, kun i en virksomheds skala.
Hvordan er alt dette til gavn for almindelige brugere? I begyndelsen af artiklen talte vi om, at de fleste af os ikke tænker over, hvad der sker, og hvor vores oplysninger er gemt. På solid media? Ja, selvom kun på magnetbånd. Vi er ikke interesseret i dette, så længe vi har adgang til det på ethvert tidspunkt.
På grund af længden af informationsgendannelsesprocessen er det usandsynligt, at vi nogensinde når niveauet, når nogle Google Cloud eller Yandex. Disk vil gemme vores oplysninger i kæmpe DNA-vat. Hvis den samme katalogteknologi beviser dens effektivitet, finder den sandsynligvis sin niche i områder, hvor fremgangsmåden til langsigtet informationslagring anvendes. Hvad angår kortvarig lagringsmetode, hvor både harddiske og solid-state drev i øjeblikket bruges, bliver vi nødt til at stole på andre metoder.
Introduktion af perspektiver
Dette reagensglas indeholder millioner af kopier af data kodet i DNA.
Ikke desto mindre, her kan du se næsten sci-fi muligheder.
"Forestil dig, at en granulat, der er implanteret under din hud, indeholder alle oplysninger om dit helbred: dine magnetiske resonansangiografidata, dine blodtypeoplysninger, en røntgenbillede til din tandlæge," siger Park.
"Du ønsker sandsynligvis, at alle disse data altid skal være tilgængelige for dig, men du vil ikke gemme dem et eller andet sted i" skyen "eller på en usikret hospitalserver. Når du altid har disse data i form af DNA med dig, vil du være i stand til fysisk at styre dem, få om nødvendigt adgang, begrænse dem til alle andre og åbne dem direkte for dine behandlende læger."
”Næsten hvert moderne hospital har en DNA-sequencer. Jeg siger ikke, at vi i øjeblikket forfølger nøjagtigt dette mål om at bruge denne teknologi, men i fremtiden kan alt dette blive meget muligt,”siger udvikleren.
Kataloget er i øjeblikket involveret i eksperimentelle projekter med det formål at demonstrere effektiviteten af den teknologi, de har udviklet.
”Vi står ikke over for nogen uløselige videnskabelige vanskeligheder, vi taler nu om opgaverne med at optimere mekaniske processer,” sagde Park.
Ved sin egen optagelse, Park, besluttede han at blive involveret i at undersøge måder at lagre data ved hjælp af DNA, simpelthen fordi han syntes, det var en meget cool og innovativ teknologisk tilgang til at løse det eksisterende store problem. Ifølge eksperten kan denne teknologi nu blive en af vores tids vigtigste teknologier.
Nikolay Khizhnyak