Будущие центры обработки данных могут отказаться от банков жестких дисков и перейти на носитель информации, который природа использовала миллиарды лет – ДНК.
Как и многие вещи, созданные людьми, природа опередила нас в создании системы хранения данных, значительно превосходящей все, что мы могли бы придумать. ДНК упаковывает информацию невероятно плотно – один грамм материала может содержать до 215 петабайт, или 215 миллионов ГБ данных. Это означает, что все содержимое Интернета можно хранить в обувной коробке, полной ДНК. В недавней работе ученые даже нашли способы удвоить плотность данных, добавив новые основания в ДНК.
Новая система ДНК-хранилищ
В настоящее время извлечение данных из ДНК осуществляется с использованием метода, называемого полимеразной цепной реакцией (ПЦР). Все цепочки ДНК, содержащие данные, свободно плавают в своего рода супе, причем каждая цепочка помечена определенной последовательностью, которая отражает имя файла.
Когда вам нужен определенный файл, соответствующий праймер используется для поиска и прикрепления к требуемой нити ДНК. Затем эта ДНК копируется миллионы раз, чтобы система могла найти ее и прочитать файл. Проблема в том, что при каждом чтении исходные данные ухудшаются, и становится трудно читать несколько файлов одновременно.
Чтобы обойти эту проблему, автор новой работы поместили ДНК в микрокапсулы, изготовленные из белков и полимера, с одним файлом, закрепленным в каждой капсуле. При нагревании выше 50 ° C капсулы запечатываются, так что ПЦР позволяет работать отдельно с каждым файлом. При повторном понижении температуры копии отсоединяются, в то время как оригинал остается закрепленным.
Это означает, что качество исходного файла не ухудшается при каждом чтении, что значительно снижает количество ошибок. Команда говорит, что система может считывать до 25 файлов одновременно и терять только 0,3% файла после трех чтений, а не 35% при существующих методах.
Чтобы упростить поиск в системе, ученые присвоили каждому файлу флуоресцентную метку, а каждой капсуле - свой цвет, что позволяет классифицировать, разделять и сортировать данные. В конечном счете, команда представляет центр обработки данных, где информация кодируется на ДНК в одной области, в то время как роботизированные руки могут выбирать отдельные капсулы, считывать данные и помещать их обратно.