Касети повертаються — тепер із ДНК

У Китаї створили унікальний носій інформації — касету з ДНК-стрічкою, здатну зберігати десятки петабайт даних. Інженери з Південного науково-технологічного університету (SUSTech) представили прорив у сфері зберігання інформації, поєднавши знайомий формат магнітної стрічки з передовими біотехнологіями.

Що таке «ДНК-касета»?

На перший погляд - звичайна касета зі стрічкою всередині. Але замість магнітного шару чи металізованого покриття тут - молекули ДНК, хімічно нанесені на пластикову основу. ДНК виступає як основа для кодування цифрової інформації.

Будь-який файл - музика, відео, текст - складається з бітів: 0 і 1. Ці біти перетворюють у послідовності з чотирьох "букв" ДНК: A, T, C, G (аденін, тимін, цитозин, гуанін). Саме ці «букви» і наносяться на стрічку у вигляді синтетичної ДНК.

Обсяг зберігання - вражає

У теорії 100 метрів такої «біо-стрічки» можуть вмістити до 36 петабайт даних - це приблизно:

• 7,5 мільйона DVD-дисків,
• або 36 000 терабайт,
• або десятки тисяч років безперервного аудіозапису.

Це робить технологію ідеальною для архівного зберігання гігантських обсягів даних, наприклад:

• наукових баз,
• фільмотек,
• державних архівів,
• або датасетів для навчання штучного інтелекту.

Як захищають молекули ДНК?

Щоб уберегти дані від руйнування, розробники створили спеціальне покриття - «кристалічну броню». Це розчин, який оточує ДНК і захищає її від впливу температури, вологи, ультрафіолету й інших чинників.

Завдяки цьому стрічка потенційно може зберігати дані сотні років, не втрачаючи якості. Жоден жорсткий диск або SSD наразі не може похвалитись такою довговічністю.

Як відбувається зчитування?

На стрічці є штрихкоди, які дозволяють механізму швидко знаходити потрібний фрагмент. Далі спеціальний пристрій виконує хімічні реакції для "витягування" ДНК-молекул.

Після цього ДНК секвенується - тобто розшифровується у вихідну послідовність A-T-C-G, яка потім знову перетворюється у звичні нам 0 та 1.

Це досить складний процес, що потребує спеціального обладнання, але він уже автоматизований.

А що з практичністю?

Для побутового використання ДНК-касета поки що недоцільна:

• Висока вартість синтезу й секвенування.
• Потреба в лабораторному обладнанні.
• Порівняно повільний процес запису/зчитування.

Проте для архівів, дата-центрів, наукових установ - це ідеальне рішення, яке дозволяє зберігати величезні обсяги даних у компактному вигляді й на дуже тривалий термін.

Що далі?

Команда з SUSTech уже працює над подальшою мініатюризацією приводу для «ДНК-касет», а також над масовим виробництвом стрічки. Вони сподіваються, що через кілька років технологія вийде за межі лабораторій.

Мрія про "біологічні сервери" - де вся бібліотека людства зберігається в ланцюжках ДНК, - стає ближчою до реальності.

"Ми створили міст між класичними форматами зберігання та біологічними носіями. Це - перший крок до нового покоління архівів." - Розробники з SUSTech

Висновок

«ДНК-касети» - не просто наукова фантастика. Це вже працююча технологія, яка може змінити майбутнє зберігання даних. Вона поєднує знайомий формат зі справжньою «молекулярною магією», відкриваючи нові горизонти у збереженні цифрової інформації.