Svet prežíva nedostatok voľného miesta na ukladanie digitálnych údajov. Tento problém existuje už niekoľko rokov, ale bežní ľudia sotva o tom premýšľajú. Nie je to tak dávno, keď bol voľný priestor na zaznamenávanie digitálnych údajov obmedzený kapacitou pevného disku počítača. Po dosiahnutí limitu sme buď šli na nový pevný disk alebo všetko na optický nosič zaznamenali. Keď skončili, staré údaje sme iba vymazali a zaznamenali nové. Existujú však aj takí, ktorí nikdy neodstraňujú údaje.
Mnoho spoločností to napríklad nerobí, najmä tie, ktorých oblasť činnosti a hodnota závisí od digitálnych informácií, ktoré vlastnia. Časy sa menia. Technológia napreduje. Teraz sa informácie neodstránia, prenesú sa do „cloud“. Mimochodom, samotný termín „cloud“je veľmi pominuteľný a vôbec neodráža skutočný fyzikálny jav. Len sa zdal byť veľmi pohodlný a krásny a oni ho opustili. Kde sú uložené údaje? Nezáleží na tom, aspoň ak sa na ne môžeme kedykoľvek obrátiť. Je pravdepodobné, že dôjdeme z cloudového úložného priestoru? Nikto o tom nepremýšľa. Pokiaľ platíte za predplatné, všetko je v poriadku. Malý priestor? Vyberiete si nový tarifný plán a pre svoje informácie získate ešte viac miesta.
Táto neporiadok sťažuje ľuďom dokonca predstavu, že jedného dňa by sme mohli mať nedostatok voľného miesta na ukladanie digitálnych údajov. Kedysi bolo ťažké si predstaviť, že skôr alebo neskôr môže na Zemi dôjsť sladká voda, ktorej zásoby sa doplňujú kvôli jej cirkulácii v prírode. Ale tu je realita. V roku 2018 sa dodávky vody v Kapskom Meste v Južnej Afrike rýchlo blížili k úplnému vyčerpaniu. A my, ľudia, ktorí o tom neuvažujú, sa rýchlo blížime k nedostatku voľného miesta na uchovávanie digitálnych údajov.
Dáta, dáta, dáta v okolí
Hlavným dôvodom tohto vyčerpania voľného priestoru je samozrejme súvislosť s rýchlosťou, akou vyrábame nové údaje. Každý deň po celom svete sa vďaka 3,7 miliardám používateľov internetu generuje približne 2,5 kvintiliónu bytov informácií. Zo všetkých dostupných digitálnych údajov bolo v posledných dvoch rokoch vytvorených 90 percent. A s nárastom počtu používaných inteligentných zariadení, ktoré sa pripájajú na internet (to isté „Internet vecí“), sa tieto čísla v blízkej budúcnosti ešte zvýšia.
„Keď ľudia hovoria o úložisku v cloude, často znamenajú, že existuje určitý druh nekonečného voľného miesta na ukladanie informácií,“komentuje spoločnosť Digital Trends spoločnosť Hyun Jun Park, vedúca a spoluzakladateľka spoločnosti Catalog, spoločnosť na ukladanie dát.
Propagačné video:
„Cloud je však ten istý počítač, ktorý ukladá vaše údaje. Ľudia si jednoducho neuvedomujú, že vo svete sa generuje toľko digitálnych údajov, že tempo ich výroby je ďaleko pred našou schopnosťou ich uchovávať. Vo veľmi blízkej budúcnosti uvidíme obrovský rozdiel medzi množstvom užitočných údajov a našou schopnosťou ich uchovávať pomocou tradičných médií. ““
Keďže spoločnosti zaoberajúce sa ukladaním v cloude neustále pracujú na budovaní nových dátových centier alebo rozširovaní existujúcich, je veľmi ťažké predvídať, kedy skutočne stratíme všetok voľný priestor. Napriek tomu podľa toho istého parku môže ľudstvo do roku 2025 generovať súhrnne viac ako 160 zettabytov digitálnych informácií (zettabytov pre tých, ktorí to nevedia, je to bilión gigabajtov). Koľko z tohto objemu môžeme skutočne ušetriť? Asi 12,5 percenta, hovorí Park.
Táto otázka sa určite musí vyriešiť.
Je DNA odpoveďou?
Povedzme napríklad Park, Nathaniel Rocket a ich kolegovia z technologického inštitútu v Massachusetts. Spoločne založili katalóg, v rámci ktorého stien bola vyvinutá technológia, ktorá by podľa jej tvorcov mohla zmeniť spôsob, akým uvažujeme o tom, ako budú všetky naše digitálne údaje uložené v blízkej budúcnosti. Podľa ich názoru, alebo skôr povedané, digitálne údaje z celého sveta sa čoskoro zmestia do oblasti, ktorá nie je väčšia ako šatník.
Katalóg ponúka kódovanie DNA ako vhodné riešenie. Všetko to znie ako jeden z príbehov amerického spisovateľa sci-fi Michaela Crichtona, ale škálovateľné a cenovo dostupné riešenie, ktoré ponúkajú, je dosť realistické a dokonca prilákalo 9 miliónov dolárov na financovanie projektov, ako aj na podporu popredných profesorov zo Stanfordských a Harvardských univerzít.
„Často sa ma pýtajú: ktorých DNA používame? Je to ako si ľudia myslia, že berieme DNA od človeka a meníme ho na mutantov alebo tak niečo, “smeje sa Park.
To však vôbec nie je to, čo robí katalóg. DNA, ktorú katalóg používa na kódovanie údajov, je syntetický polymér. Nie je biologického pôvodu a nevytvára sa na pároch dusíkatých báz, v ktorých sa zaznamenávajú informácie. Séria núl a tých, ktoré sú zapísané do polyméru, nemôže byť ani kódom všetkého živého. Výsledný produkt je však biologicky prakticky nerozoznateľný od toho, na čo sme zvyknutí v živej bunke.
Myšlienka, že na DNA sa dá pozerať ako na alternatívne médium na uchovávanie digitálnych informácií, sa datuje už niekoľko desaťročí. V skutočnosti, keď James Watson a Francis Crick prvýkrát prišli s modelom štruktúry DNA v roku 1953. Doteraz však množstvo významných obmedzení neumožňovalo vidieť obrovský potenciál použitia DNA ako prostriedku na uchovávanie digitálnych informácií, nehovoriac o tom, ako to všetko preniesť do reality.
Podľa zvyčajného pohľadu je metóda ukladania informácií prostredníctvom DNA sústredená okolo syntézy nových molekúl DNA; porovnávanie sekvencií bitov informácií so sekvenciami štyroch párov DNA a produkovanie dostatočného množstva molekúl, ktoré predstavujú všetky čísla, ktoré chcete uložiť. Problém s touto metódou je v tom, že proces je drahý a pomalý. Okrem toho existuje veľa obmedzení spojených so skutočným ukladaním samotných údajov.
Katalógový prístup navrhuje odpojenie syntézy molekúl od ich kódovania. V zásade spoločnosť najprv produkuje obrovské množstvo iba určitých molekúl (čo významne znižuje náklady na výrobu) a potom do nich kóduje informácie pomocou rôznych hotových molekúl.
Analogicky katalóg porovnáva predchádzajúci prístup k výrobe pevných diskov na mieru s informáciami, ktoré už boli na ňom zaznamenané. Zaznamenávanie nových informácií v tomto prípade znamená potrebu vytvorenia nového pevného disku od nuly. Nový prístup v katalógu je možné porovnávať s hromadnou výrobou prázdnych pevných diskov a podľa potreby im písať nové kódované informácie.
Je to všetko o úložisku
Krása tohto je, ako obrovské množstvo údajov môže byť uložené vo veľmi kompaktnom priestore. Ako ukážku katalóg použil svoju technológiu na zakódovanie rôznych kníh sci-fi do DNA. Napríklad celý cyklus románov Sprievodca po stopách galaxie. Ale to všetko sú maličkosti pred otvorením.
„Pri porovnaní porovnateľných čísel je počet bitov, ktoré môžete uložiť s DNA, miliónkrát vyšší ako počet jednotiek ponúkaných rovnakými jednotkami SSD. Napríklad vezmime veľkosť bežného disku Flash. Pomocou metódy DNA na ukladanie informácií môžete do zariadenia s veľkosťou tohto disku Flash zapísať miliónkrát viac informácií ako na bežný disk Flash. ““
Vývojári poznamenávajú, že porovnanie s jednotkami SSD stále nie je úplne presné. DNA vám umožňuje ukladať omnoho viac informácií v porovnateľnom objeme, ale táto technológia vám neumožňuje okamžitý prístup k nim, napríklad v prípade rovnakých jednotiek USB. Katalogová technológia transformuje informácie na pevné fyzikálne pelety (granule) zo syntetického polyméru.
Na prístup k týmto informáciám je potrebné odobrať kódovanú syntetickú polymérnu peletu, rehydratovať ju vodou a potom ju „prečítať“pomocou sekvencera DNA. Ako súčasť procesu bude možné izolovať bázové páry DNA, ktoré sa potom môžu použiť na výpočet počtu núl a tých, ktoré tvoria informácie. Od začiatku do konca môže tento proces trvať najmenej niekoľko hodín.
Z tohto dôvodu je táto technológia zameraná predovšetkým na archívny trh, kde sa nevyžaduje rýchly prístup k informáciám. Zvyčajne to znamená údaje, ktoré sa po zaznamenaní nepoužívajú alebo sa veľmi zriedka používajú, ale sú mimoriadne dôležité z hľadiska zachovania. Povedzme, podobne ako záruka na chladničku, iba v podnikovom meradle.
Ako to všetko prospeje bežným používateľom? Na začiatku článku sme hovorili o tom, že väčšina z nás nemyslí na to, čo sa deje a kde sú naše informácie uložené. Na pevných médiách? Áno, aj keď iba na magnetickej páske. Nezaujíma nás to, pokiaľ k nim máme kedykoľvek prístup.
Vzhľadom na dĺžku procesu obnovenia informácií je nepravdepodobné, že by sme niekedy dosiahli úroveň, keď nejaký server Google Cloud alebo Yandex. Disk uloží naše informácie do obrovských nádob DNA. Ak rovnaká technológia katalógu preukáže svoju účinnosť, s najväčšou pravdepodobnosťou nájde svoje miesto v oblastiach, kde sa uplatňuje prístup dlhodobého ukladania informácií. Pokiaľ ide o metódu krátkodobého ukladania, kde sa v súčasnosti používajú pevné aj pevné disky, budeme sa musieť spoliehať na iné metódy.
Predstavujeme perspektívy
Táto skúmavka obsahuje milióny kópií údajov kódovaných v DNA.
Napriek tomu tu vidíte takmer sci-fi možnosti.
„Predstavte si, že granuly implantované pod kožu obsahujú všetky informácie o vašom zdraví: vaše údaje o angiografii s magnetickou rezonanciou, informácie o krvnom type, röntgen pre vášho zubára,“hovorí Park.
„Pravdepodobne chcete, aby boli všetky tieto údaje vždy k dispozícii, ale nechcete ich niekde ukladať do cloudu alebo na nezabezpečený nemocničný server. Ak budete mať vždy s vami tieto údaje vo forme DNA, budete ich môcť fyzicky kontrolovať, v prípade potreby získať prístup, obmedziť ich na všetkých ostatných a otvoriť ich priamo svojim lekárom. ““
„Takmer každá moderná nemocnica má sekvencer DNA. Nehovorím, že v súčasnosti sledujeme iba taký cieľ používania tejto technológie, ale v budúcnosti sa to všetko môže stať celkom možné, “hovorí vývojár.
Katalóg sa v súčasnosti zaoberá experimentálnymi projektmi zameranými na preukázanie efektívnosti technológie, ktorú vyvinuli.
"Nepredávame žiadne nevyriešiteľné vedecké ťažkosti, teraz hovoríme viac o úlohách optimalizácie mechanických procesov," uviedol Park.
Na základe vlastného priznania Park sa rozhodol zapojiť do skúmania spôsobov ukladania údajov pomocou DNA jednoducho preto, lebo si myslel, že je to veľmi cool a inovatívny technologický prístup k riešeniu existujúceho veľkého problému. Podľa odborníkov sa táto technológia môže stať jednou z najdôležitejších technológií našej doby.
Nikolay Khizhnyak