- PVSM.RU - https://www.pvsm.ru -

Обсуждение: станут ли ДНК-хранилища массовыми

ДНК-хранилища пока не готовы выйти в массы, но некоторые эксперты считают [1], что ситуация изменится уже в ближайшее время. Все больше компаний начинает заниматься этом вопросом.

Обсуждение: станут ли ДНК-хранилища массовыми - 1 [2]
Фото University of Michigan [3] / Flickr / CC BY [4]

Почему ДНК-хранилищами занимаются

По прогнозам [5] организации Cambridge Consultants, в скором времени накопители перестанут справляться с изменяющимися требованиями к хранению и работе с растущими объёмами данных в дата-центрах. Ряд экспертов ИТ-индустрии убежден, что решение заключается в разработке альтернативных носителей.

Если говорить о плотности записи, журнал Nature оценивает [6], что все данные мира возможно записать в ДНК-хранилище весом до одного килограмма. Что касается времени жизни такого накопителя, то оно может достигать (по разным оценкам) тысячи [5] или десяти тысяч [7] лет.

Еще одной причиной, почему эксперты считают ДНК-хранилища перспективными, является регулярно снижающаяся стоимость записи данных на этот носитель. Если в 2002 году стоимость записи одного символа в молекулу равнялась $10, то к 2016 она составила $0,05. Если эта тенденция продолжится в ближайшее десятилетие, технология положит начало новой нише на рынке хранения данных. По приблизительной оценке [8], годовой оборот сегмента ДНК-хранилищ может достичь сотен миллионов долларов в рамках ближайших десяти лет.

Кто создает ДНК-хранилища

Перспективы носителя привлекают крупные ИТ-компании, которые рассматривают возможность его использования в архивных хранилищах данных. Например, Microsoft планирует [9] запустить ДНК-хранилища уже к 2020 году. Примечательно, что специалистам компании уже удалось записать [10] на искусственные спирали ДНК 200 мегабайт данных и добиться скорость записи в 400 байт в секунду. Новые разработки позволят улучшить эти показатели, хотя пока приходится говорить о достаточно массивных установках для хранения данных, напоминающих по размерам [9] старые копировальные аппараты 70-х годов прошлого века.

Еще одна компания, которая занимается разработкой ДНК-хранилищ, называется Catalog. Этот стартап работает над созданием [11] модульной лаборатории, размером с автобус. Она сразу оборудована всем необходимым для синтеза молекул ДНК и дальнейшего их хранения. Установку планируют начать продавать в 2021 году.

Технологией интересуются и инженеры-биологи. Потенциал в ДНК-хранилищах видит [12] профессор Гарварда Джордж Чёрч (George Church). Он с коллегами хочет заняться созданием специальной «биологической» камеры. В ней не будет электронных или механических компонентов, а фото или видео будет сохраняться напрямую в молекулах ДНК.

Еще один проект в этой сфере — SGI-DNA. Команда представила [13] ДНК-принтер, который по размерам сопоставим с обычным офисным устройством. Систему уже применяют для печати молекул с целью проведения биологических и медицинских исследований. Но разработчики планируют использовать принтер для кодирования информации в ДНК.

Обсуждение: станут ли ДНК-хранилища массовыми - 2
Фото University of Michigan [14] / Flickr / CC BY [4]

Обратная сторона медали

В ИТ-индустрии есть и более осторожные мнения по поводу нового носителя информации. По некоторым оценкам [8], на массовое распространение технологии потребуется несколько десятилетий.

Первая причина — стоимость записи. Хотя она и снижается в последние годы, сохранять данные в молекулы по-прежнему дорого: чтобы занести в ДНК файл размером в один мегабайт, потратить придется около восьми тысяч долларов.

Вторая причина — низкая скорость записи данных. Компании Microsoft и партнерам удалось достичь [15] 400 байт в секунду. Но по оценкам инженеров компании, для массового распространения технологии пропускная способность должна равняться 100 МБ/с.

Третья причина — потенциальные проблемы с ИБ. Исследователи из Вашингтонского университета уже показали [16], что в молекуле ДНК в любом случае можно хранить и компьютерные вирусы. В перспективе это даст злоумышленникам возможность внедрять вредоносное ПО в сети специализированных лабораторий и компрометировать хранилища с персональными данными.

Альтернативы ДНК-хранилищам

Говорить о массовом внедрении ДНК-хранилищ пока рано, поэтому ряд компаний занимается развитием альтернативных и совершенствованием уже существующих технологий. Одной из них является магнитная лента. Её уже несколько десятилетий используют в дата-центрах для хранения архивных данных. Срок её службы достигает тридцати [17] лет. Хотя это несравнимо с долговечностью ДНК, лента по продолжительности хранения обгоняет жёсткие диски и твердотельные накопители. Последние служат до десяти лет. Ещё одно важное достоинство ленты — стоимость. Стоимость хранения гигабайта памяти составляет [18] всего два цента.

По этим причинам магнитную ленту до сих пор применяют крупные ИТ-компании, в частности IBM. По прогнозам [19] представителей ИТ-гиганта, этот носитель будет использоваться в дата-центрах как минимум до 2030 года.

Вторая альтернатива ДНК-хранилищу — наноструктуры. Например, в 2016 году инженеры из Университета Дельфта создали [20] пластинку из меди, на поверхности которой выстраивалась решетка из атомов хлора. Меняя расположение «дырок» в решетке, авторы кодировали биты в строках. На одном квадратном сантиметре поверхности такого материала можно будет записать до десяти терабайт данных.

Ещё одну технологию, связанную с наноструктурами, представили [21] китайские ученые в 2018 году. Речь идет о пленке из диоксида титана и серебра, которая в 80 раз тоньше человеческого волоса. Информация в этом случае сохраняется в наночастицах, которые меняют цвет при воздействии лазерного луча.

По словам создателей технологии, кусок плёнки размером 10х10 сантиметров может хранить в тысячу раз больше данных, чем DVD-диск. При этом скорость записи на такой накопитель достигает гигабайта в секунду.

Посты из нашего блога:

Автор: itglobalcom

Источник [27]

Сайт-источник PVSM.RU: https://www.pvsm.ru

Путь до страницы источника: https://www.pvsm.ru/hranenie-danny-h/311858

Ссылки в тексте:

[1] считают: https://synbiobeta.com/the-future-of-dna-synthesis/

[2] Image: https://habr.com/ru/company/itglobalcom/blog/444050/

[3] University of Michigan: https://www.flickr.com/photos/snre/6800806122/

[4] CC BY: https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/

[5] прогнозам: https://www.theengineer.co.uk/dna-storage-catalog/

[6] оценивает: https://www.nature.com/news/how-dna-could-store-all-the-world-s-data-1.20496

[7] десяти тысяч: https://singularityhub.com/2018/04/26/the-answer-to-the-digital-data-tsunami-is-literally-in-our-dna/

[8] оценке: https://blog.dshr.org/2018/02/dnas-niche-in-storage-market.html

[9] планирует: https://www.technologyreview.com/s/607880/microsoft-has-a-plan-to-add-dna-data-storage-to-its-cloud/

[10] записать: https://blogs.microsoft.com/next/2016/07/07/microsoft-university-washington-researchers-set-record-dna-storage/

[11] работает над созданием: https://www.311institute.com/the-worlds-first-dna-storage-machine-is-the-size-of-a-bus/

[12] видит: https://www.the-scientist.com/cover-story/making-dna-data-storage-a-reality-30218

[13] представила: https://www.technewsworld.com/story/85764.html

[14] University of Michigan: https://www.flickr.com/photos/snre/6800805732/

[15] удалось достичь: https://www.geneticsdigest.com/the-role-of-dna-data-storage-in-health-and-technology/

[16] показали: https://www.wired.com/story/malware-dna-hack/

[17] тридцати: https://searchdatabackup.techtarget.com/tip/How-long-does-tape-last-really

[18] составляет: https://www.forbes.com/sites/tomcoughlin/2016/07/24/the-costs-of-storage

[19] прогнозам: https://spectrum.ieee.org/computing/hardware/why-the-future-of-data-storage-is-still-magnetic-tape

[20] создали: https://nplus1.ru/news/2016/07/18/one-bit-one-atom

[21] представили: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=55060

[22] СХД NetApp в различных сферах бизнеса: обзор юзкейсов: https://blog.itglobal.com/zhelezo/primery-ispolzovaniya-sxd-netapp-v-razlichnyx-sferax-biznesa/

[23] NetApp от А до Я: обзор технологий вендора для современных СХД: https://blog.itglobal.com/zhelezo/netapp-ot-a-do-ya-obzor-texnologij-vendora-ispolzuemyx-v-sovremennyx-sxd/

[24] Топ-4 рекомендаций к модернизации СХД: https://blog.itglobal.com/zhelezo/top-4-rekomendacij-k-modernizacii-sxd/

[25] Unboxing all-flash СХД NetApp AFF A300: взгляд изнутри: https://blog.itglobal.com/zhelezo/unboxing-all-flash-sxd-netapp-aff-a300-texnicheskie-xarakteristiki-i-vzglyad-iznutri/

[26] Что нужно знать о серверах высокой плотности: https://blog.itglobal.com/zhelezo/chto-my-znaem-o-serverax-vysokoj-plotnosti/

[27] Источник: https://habr.com/ru/post/444050/?utm_source=habrahabr&utm_medium=rss&utm_campaign=444050