Носители информации были важны всегда. Ведь по сути как древние дискеты, так и нынешние суперсовременные SSD служат одной и той же цели — надежно хранить данные, важные для юзеров. Но если переходить от общего целого к конкретным сценариям использования, то становятся важны подробности. И понятно, что уровень и, что главное, объем данных, требующихся для функционирования современного общества, вырос в десятки раз по сравнению с тем славным временем, по которое Билл Гейтс якобы сказал: «640 kb памяти должно с избытком хватить всем!». Цитата эта, впрочем, только лишь приписывается создателю Microsoft, но зато емко описывает представления о количестве ресурсов, необходимом для нормальной работы компьютера. А на контрасте у нас идет новость, что компания Microsoft погрузила свои сервера в холодные воды океана, решив таким образом снизить просто катастрофического уровня траты денег на охлаждение этих самых серверов.
Несмотря на тот факт, что объемы носителей растут постоянно, их все равно не хватает. Дефицит становится все более очевидным с каждым годом, особенно в последнее время, когда появился еще один ресурсоемкий фактор под названием Искусственный Интеллект. Не удивительно поэтому, что ученые и исследователи пытаются найти перспективный вектор, который поможет человечеству выйти за рамки уже известных трендов и одновременно закрыть вопрос с дефицитом носителей для хранения данных. И вот китайские ученые решили совместить приятное с полезным, или, иначе говоря, восстановить привычный формат носителя и при этом наполнить его в прямом смысле принципиально новым содержимым.
Концепт носителя, предложенного учеными из Южного университета науки и технологий в Китая, как отмечают эксперты, вполне способен полностью изменить правила игры. Он получил название DNA cassette tape или «ДНК пленка». Эээ … Что?
Идея концепта
В самой идее нет ничего принципиально нового. Как и всегда, человечество идет от большего размера к меньшему и от неэффективного носителя к максимально удобному. У нас были пластинки, бобины, CD, DVD, mini Disc, затем флеш память, HDD и SSD. Китайские исследователи предлагают вспомнить кассету как достаточно экономный формат, а вместо пленки «вставить» в нее ДНК. Такой перспективный и интригующий подход даст невероятную возможность хранить гигантский объем данных. Ведь только одна клетка тела человека может содержать до 3,2 ГБ информации. Иными словами, юзер может сохранить на «ДНК пленке» одной единственной клетки до 6000 книг или 1000 песен. Важно, что при такой емкости «ДНК пленка» не имеет тенденции к старению. То есть в отличие от других известных нам носителей не теряет свои свойства, пролежав на полке или провалявшись в ящике компьютерного стола. Более того, несмотря на тот факт, что информацию нужно будет перевести из цифрового стандарта в последовательности ДНК, ученые смогут продолжить работать с данными на новом носителе при помощи привычного для нас сегодня бинарного компьютерного кода.
Отметим что «ДНК пленка» действительно представляет собой физическую ленту из смеси полиэстера и нейлона с нанесенными (напечатанными) на ней шаблонами штрих-кода. Паттерны образуют миллионы крошечных секций, позволяющих ученым эффективно обращаться к хранящимся данным. Защищать всю эту историю призван кристаллический слой. Ученые подчёркивают, что хранение информации не требует электричества.
Как все это работает
Описанная выше «ДНК пленка» уже была продемонстрирована в лабораторных условиях. Исследователи показали, что новый стандарт справляется с чтением и записью информации. Система-концепт, имеющаяся сегодня, работает полностью автоматически в режиме замкнутого цикла, включающего в себя адресацию, восстановление, а также хранение фалов за временной промежуток, равный 50 минутам.
Концепт «ДНК пленки» на данный момент может уже похвастаться возможностью хранения до 3 миллиардов песен, и, нужно сказать, этот факт весьма впечатляет. Однако китайские исследователи полагают, что в процессе совершенствования системы им удастся достигнуть результатов совершено иного порядка. А именно объема, равного 36 петабайт данных. Чтобы осознать эту цифру, представьте, что у вас на маленькой кассете хранится информация с 36 000 жестких дисков.
Как уже писалось выше, «ДНК пленка» не нуждается в электричестве. И следовательно новый стандарт может стать не только гораздо более вместительным и стойким к влиянию окружающей среды, но также и энергоэффективным, так как позволит значительно сократить траты на обслуживание постоянно растущих объемов данных. Но … понятно, что
Все не так просто
На пути практической реализации перспективной экспериментальной идеи часто возникают проблемы рутинного порядка. И «ДНК пленка» в этом смысле не исключение. Потому что сказать, что синтезирование ДНК — это дорогостоящее предприятие означает просто не сказать ничего. И получается история, похожая на замкнутый круг:
- с одной стороны снижение расходов может ожидаться только в том случае, если сама технология будет внедряться довольно широким фронтом;
- с другой же трудно ожидать практического внимания от компаний, которые выпускают носители или занимаются хранением данных, при условии сохранения очень высокой стоимости синтезирования
Кроме того, процессы записи и чтения c «ДНК пленки» на сегодняшний день происходят очень медленно в сравнении с работой гораздо более дешевых привычных современных носителей.
Перспективы
Понятно, что о ближайших перспективах говорить пока рано. Но ученые подчеркивают универсальность «ДНК пленки». В нескольких опубликованных статьях звучат мысли о важности комбинированного подхода к технологии со стороны специалистов, относящихся к различным наукам и даже технологиям. Предполагается, что даже в том случае, если «ДНК пленка» не станет практически оправданной, такого рода решение ярким фонарем высвечивает направление для принципиального решения вопроса дефицита хранения данных. И ученые, объединившись с инженерами и специалистами по информатике, совместными усилиями смогут преодолеть ту самую проблему «практической эффективности», в шлагбаум которой сегодня уперлась интеграция технологии ДНК хранения данных.