Maailmalla on pula vapaasta tilasta digitaalisen datan tallentamiseksi. Tämä ongelma on ollut olemassa useita vuosia, mutta tavalliset ihmiset tuskin koskaan ajattelevat sitä. Ei niin kauan sitten, jolloin tietokoneen kiintolevyn koko rajoitti vapaata tilaa digitaalisen datan tallentamiseksi. Kun raja saavutettiin, joko etsimme uutta kiintolevyä tai tallensimme kaiken optiselle tallennusvälineelle. Kun ne päättyivät, poistimme vain vanhat tiedot ja tallensimme uudet. Mutta on niitä, jotka eivät koskaan poista tietoja.
Esimerkiksi monet yritykset eivät tee tätä, etenkin yritykset, joiden toiminta-ala ja arvo riippuvat hallussaan olevasta digitaalisesta tiedosta. Ajat muuttuu. Teknologia etenee. Nyt tietoja ei poisteta, ne siirretään "pilveen". Muuten, itse termi "pilvi" on hyvin lyhytaikainen eikä heijasta todellista fyysistä luonnonilmiötä. Hän näytti vain mukavalta ja kauniilta, ja he jättivät hänet. Missä tiedot tallennetaan? Sillä ei ole mitään merkitystä, ainakin niin kauan kuin voimme kääntyä heihin milloin tahansa. Onko todennäköistä, että lopulta loppuu pilvitallennustila? Kukaan ei ajattele sitä. Niin kauan kuin maksat tilauksesta, kaikki on hyvin. Pieni tila? Valitset uuden tariffisuunnitelman ja saat vielä enemmän tilaa tietosi.
Tämä sotkuisuus on vaikeuttanut ihmisiä edes kuvittelemaan, että jonain päivänä meillä saattaa loppua vapaata tilaa digitaalisen datan tallentamiseksi. Kuten oli vaikea kuvitella, että ennemmin tai myöhemmin maapallo saattaa loppua makeaa vettä, jonka varannot täyttyvät sen luonnossa tapahtuvan kiertämisen vuoksi. Mutta tässä on todellisuus. Vuonna 2018 Etelä-Afrikan Kapkaupungin vesivarannot olivat nopeasti loppumassa. Ja me, ihmiset, jotka eivät ajattele sitä, lähestymme nopeasti vapaan tilan puutetta digitaalisen datan tallentamiseksi.
Tiedot, tiedot, tiedot ympärillä
Tärkein syy vapaan tilan tyhjentämiseen liittyy tietysti nopeuteen, jolla tuotamme uutta tietoa. Joka päivä ympäri maailmaa syntyy 3,7 miljardin Internet-käyttäjän ansiosta noin 2,5 kvintillin tavua tietoa. Kaikista nykyisistä digitaalisista tiedoista 90 prosenttia on luotu vain kahden viime vuoden aikana. Ja Internet-yhteyteen (sama "esineiden Internet") liittyvien käytettyjen älylaitteiden määrän kasvaessa nämä määrät kasvavat lähitulevaisuudessa vielä enemmän.
”Kun ihmiset puhuvat pilvisäilytyksestä, he tarkoittavat usein, että tiedon säilyttämisessä on jonkinlainen ääretön määrä tilaa”, kommentoi tietosäilytysyrityksen Catalogin pääjohtaja ja perustaja Hyun Jun Park Digital Trendsille.
Mainosvideo:
”Pilvi on kuitenkin sama tietokone, joka tallentaa tietosi. Ihmiset eivät yksinkertaisesti ymmärrä, että maailmassa syntyy niin paljon digitaalista tietoa, että sen tuottamisnopeus on huomattavasti parempi kuin kykymme tallentaa se kaikki. Lähitulevaisuudessa näemme valtavan aukon hyödyllisen tiedon määrän ja kykymmemme tallentaa sitä perinteisellä medialla.
Koska pilvitallennusyritykset ovat jatkuvasti kiireisiä rakentamalla uusia tietokeskuksia tai laajentamalla olemassa olevia, on erittäin vaikea ennustaa, milloin kaiken vapaan tilan menettämme. Siitä huolimatta, saman puiston mukaan, vuoteen 2025 mennessä ihmiskunta voi tuottaa yli 160 digitaalista tietoa zettabyyttiä (tsettabyytit, niille, jotka eivät tiedä, tämä on biljoonaa gigatavua). Kuinka paljon tästä määrästä voimme todella säästää? Noin 12,5 prosenttia, Park sanoo.
Tätä kysymystä on ehdottomasti käsiteltävä.
Onko DNA vastaus?
Sanotaan siis Park, Nathaniel Rocket ja heidän kollegansa Massachusetts Institute of Technologyssa. Yhdessä he perustivat katalogin, jonka seinämissä kehitettiin tekniikka, joka sen luojaiden mukaan voisi muuttaa tapaa ajatella, kuinka kaikki digitaalinen tietomme säilytetään lähitulevaisuudessa. Heidän mielestään tai pikemminkin lausunto, pian digitaaliset tiedot kaikkialta maailmasta mahtuvat alueelle, joka ei ole suurempi kuin vaatekaappi.
Luettelo tarjoaa DNA-koodauksen sopivana ratkaisuna. Se kuulostaa yhdeltä yhdysvaltalaisen tieteiskirjailija Michael Crichtonin tarinoista, mutta niiden tarjoama skaalautuva ja edullinen ratkaisu on melko realistinen ja houkutteli jopa 9 miljoonaa dollaria yritysrahoitusta sekä Stanfordin ja Harvardin yliopistojen johtavien professoreiden tukea.
”Minulta kysytään usein: kenen DNA: ta käytämme? Se on kuin ihmiset ajattelevat, että otamme ihmiseltä DNA: ta ja muuntamme hänet mutanteiksi tai vastaavaksi”, Park nauraa.
Mutta tämä ei ole ollenkaan mitä katalogi tekee. DNA, jota luettelo käyttää tietojen koodaamiseen, on synteettinen polymeeri. Se ei ole biologista alkuperää eikä sitä ole muodostettu typpipitoisten emäsparien pariin, joihin tiedot tallennetaan. Sarja nollia ja niitä, jotka on kirjoitettu polymeeriin, ei myöskään voi olla minkään elävän koodi. Siitä huolimatta tuloksena oleva tuote on biologisesti käytännössä erottamaton siitä, mitä olemme tottuneet tapaamaan elävässä solussa.
Ajatus siitä, että DNA: ta voidaan pitää vaihtoehtoisena välineenä digitaalisen tiedon säilyttämiselle, juontaa juurensa useita vuosikymmeniä. Itse asiassa, kun James Watson ja Francis Crick keksivät ensin DNA-rakennemallin vuonna 1953. Toistaiseksi lukuisat merkittävät rajoitukset eivät kuitenkaan antaneet mahdollisuutta nähdä valtavaa potentiaalia käyttää DNA: ta digitaalisen tiedon tallennusvälineenä, puhumattakaan siitä, kuinka kaikki tämä käännetään todellisuudeksi.
Sen tavanomaisessa näkemyksessä menetelmä tietojen tallentamiseksi DNA: n kautta on keskittynyt uusien DNA-molekyylien synteesiin; sovittaa informaatiobittien sekvenssit neljän DNA-parin sekvensseihin ja tuottamaan tarpeeksi molekyylejä edustamaan kaikkia tallennettavia lukuja. Tämän menetelmän ongelmana on, että prosessi on kallis ja hidas. Lisäksi itse tietojen varsinaiseen varastointiin liittyy monia rajoituksia.
Katalogin lähestymistapa ehdottaa molekyylien synteesin irrottamista koodauksestaan. Periaatteessa yritys tuottaa ensin valtavan määrän vain tiettyjä molekyylejä (mikä vähentää merkittävästi tuotantokustannuksia) ja koodaa sitten informaation niihin käyttämällä erilaisia valmiita molekyylejä.
Analogialla luettelossa vertaa aikaisempaa lähestymistapaa mukautettujen kiintolevyjen tuotantoon tietoihin, jotka on jo tallennettu siihen. Uuden tiedon tallentaminen merkitsee tässä yhteydessä tarvetta luoda uusi kiintolevy tyhjästä. Katalogin uutta lähestymistapaa voidaan verrata tyhjien kiintolevyjen massatuotantoon ja uuden koodatun tiedon kirjoittamiseen heille tarpeen mukaan.
Kyse on varastoinnista
Tämän kauneus on, kuinka suuri määrä tietoa voidaan tallentaa erittäin pieneen tilaan. Esittelynä katalogi käytti tekniikkaansa koodata erilaisia tieteiskirjallisuuksia DNA: ksi. Esimerkiksi koko romaanisarja The Hitchhiker's Guide to Galaxy. Mutta nämä kaikki ovat vähäpätöisyyksiä ennen avaamista.
”Verrattaessa vertailukelpoisia lukuja, bittimäärä, jonka voit tallentaa DNA: lla, on miljoona kertaa enemmän kuin mitä samat puolijohdeasemat tarjoavat. Oletetaan esimerkiksi tavallisen muistitikun koko. DNA: n tietojen tallennusmenetelmää käyttämällä voit kirjoittaa miljoona kertaa enemmän tietoa tämän muistitikun kokoiselle laitteelle kuin tavalliselle muistitikulle."
Kehittäjät huomauttavat, että vertailu solid-state-asemiin ei ole vielä täysin tarkka. DNA: n avulla voit tallentaa paljon enemmän tietoa vertailukelpoiseen määrään, mutta tekniikka ei salli sinun tarjota välitöntä pääsyä siihen, kuten esimerkiksi samojen USB-asemien tapauksessa. Katalogitekniikka muuttaa informaation kiinteäksi fysikaaliseksi pelletiksi (rakeeksi) synteettisestä polymeeristä.
Saadaksesi nämä tiedot, sinun on otettava koodattu synteettinen polymeeripelletti, hydratoitava se uudelleen vedellä ja”luettava” se DNA-sekvensserillä. Osana prosessia on mahdollista eristää emäsparit DNA: ta, jota voidaan sitten käyttää laskemaan nollan ja informaation muodostavien lukumäärien lukumäärä. Tämä prosessi voi kestää alusta loppuun loppuun ainakin muutaman tunnin.
Tästä syystä tämä tekniikka on ensisijaisesti suunnattu arkistointimarkkinoille, joilla tiedon nopeaa saatavuutta ei vaadita. Yleensä tämä tarkoittaa tietoja, joita ei käytetä tai joita käytetään hyvin harvoin tallennuksen jälkeen, mutta on erittäin tärkeää säilyttämiseksi. Oletetaan, että vain jääkaappitakuun yhteydessä, vain yritystoiminnassa.
Kuinka kaikki tämä hyödyttää tavallisia käyttäjiä? Artikkelin alussa puhuimme siitä, että suurin osa meistä ei ajattele mitä tapahtuu ja missä tietomme säilytetään. Kiinteässä mediassa? Kyllä, vaikka vain magneettinauhalla. Emme ole kiinnostuneita tästä niin kauan kuin voimme käyttää sitä milloin tahansa.
Tietojen palauttamisprosessin keston vuoksi emme todennäköisesti koskaan saavuta tasoa, jolloin jotkut Google Cloud tai Yandex. Disk tallentavat tietomme jättiläisissä DNA-tyhjiöissä. Jos sama Katalogitekniikka osoittaa tehokkuutensa, niin todennäköisesti se löytää kapealla alueilla, joilla sovelletaan pitkäaikaisen tiedon varastoinnin lähestymistapaa. Lyhytaikaista tallennusmenetelmää varten, jossa tällä hetkellä käytetään sekä kiintolevyjä että solid-state-asemia, meidän on luotettava muihin menetelmiin.
Esittelemme näkökulmia
Tämä koeputki sisältää miljoonia kopioita DNA: sta koodattua dataa.
Siitä huolimatta täällä voit nähdä melkein sci-fi-mahdollisuuksia.
"Kuvittele, että ihosi alle implantoitu rake sisältää kaikki tiedot terveydestäsi: magneettikuvaus-angiografiatietosi, veritietosi, röntgenkuva hammaslääkärillesi", Park sanoo.
”Haluat todennäköisesti, että kaikki nämä tiedot ovat aina saatavillasi, mutta et halua tallentaa niitä jonnekin” pilveen”tai johonkin suojaamattomaan sairaalapalvelimeen. Kun nämä tiedot ovat aina DNA: n muodossa, voit aina hallita niitä fyysisesti, saada tarvittaessa pääsyn niihin, rajoittaa sen kaikille muille ja avata ne suoraan hoitaville lääkäreillesi."
”Lähes jokaisessa nykyaikaisessa sairaalassa on DNA-sekvensseri. En sano, että pyrimme tällä hetkellä täsmälleen tähän tekniikan käytön tavoitteeseen, mutta tulevaisuudessa kaikesta tästä voi tulla täysin mahdollista”, kehittäjä sanoo.
Katalogi osallistuu tällä hetkellä kokeellisiin hankkeisiin, joiden tarkoituksena on osoittaa heidän kehittämänsä tekniikan tehokkuus.
"Meillä ei ole ratkaisemattomia tieteellisiä vaikeuksia, puhumme nyt enemmän mekaanisten prosessien optimoinnin tehtävistä", Park sanoi.
Omalla tunnustuksellaan Park päätti osallistua tutkimaan tapoja tallentaa tietoa DNA: ta käyttämällä yksinkertaisesti siksi, että hän piti sitä erittäin viileänä ja innovatiivisena teknologisena lähestymistapana olemassa olevan suuren ongelman ratkaisemiseksi. Asiantuntijan mukaan tästä tekniikasta voi tulla yksi aikamme tärkeimmistä tekniikoista.
Nikolay Khizhnyak