Jeśli naukowcy zniszczą przechowywanie danych DNA, Internet zmieści się w kieliszku

W Internecie kończy się miejsce. Wszystkie aktualizacje Facebooka, Twittera i posty na Instagramie, które śmigają w powietrzu, ostatecznie potrzebują fizycznego domu, ale oczekuje się, że „cyfrowy wszechświat” wzrośnie do ponad 16 zettabajtów - co odpowiada 4 innym kwintylion DVD - w przyszłym roku będziemy musieli opracować lepszy system pamięci masowej. Na szczęście natura już dostarczyła nam cholernie skutecznej: DNA przechowuje szalone ilości informacji w mikroskopijnej ilości przestrzeni. Biorąc to pod uwagę, zespół naukowców Microsoft próbuje wykorzystać biologię, aby ograniczyć naszą zależność od centrów danych.

To imponujący wysiłek i wczesne wyniki są obiecujące. Ale być może jedynym sposobem na zrozumienie, czym może być znaczący przełom w przechowywaniu danych DNA, jest rozważenie skali rzeczy. Ile internetu może pomieścić DNA pojedynczej komórki?

W artykule zaprezentowanym na ASPLOS 2016, konferencji poświęconej budowaniu „wsparcia architektonicznego” dla szybko rozwijającego się wszechświata cyfrowego, naukowcy podkreślają, że DNA może pomieścić do 1 eksabajta (pomyśl: cały katalog Netflix, 3000 razy więcej) na milimetr sześcienny. Dla porównania, najgęstsze systemy pamięci masowej na rynku to taśmy magnetyczne, które mają tylko 10 gigabajtów na milimetr sześcienny. Wcześniej oszacowano, że zaledwie 4 gramy DNA mogą przechowywać wszystkie dane cyfrowe, które tworzymy każdego roku. Jeśli oszacujemy, że w pobliżu jest teraz około 15 zettabajtów informacji cyfrowej na Ziemi, potrzebowalibyśmy około 15 centymetrów sześciennych do przechowywania wszystkiego na DNA. Wystarczyłaby kieliszek.

Te liczby są imponujące, ale nie są zaskoczeniem. Wszakże każda z naszych komórek zawiera DNA do kodowania całego ludzkiego genomu, masę nukleotydów, które po zgnieceniu w mikroskopijną kostkę zajmują około 6,9 mikrometrów sześciennych. Jeśli chodzi o pamięć masową, jest to równowartość 6,9 gigabajta - około 1725 kopii nowego singla Drake „One Dance” lub około dwóch kopii nowej jakości Blu-Ray Star Wars: Force Awakens. Jeśli to nie wydaje ci się zbyt wiele, pamiętaj, że ilość DNA, o której mówimy, nie może być nawet widoczna gołym okiem. Teraz zastanów się, ile razy Twój iPhone o pojemności 8 GB wskazał, że zabrakło miejsca w pamięci.

Nie po raz pierwszy naukowcy zapisali dane cyfrowe w formie DNA: w 2012 r. Zespół naukowców z Harvardu, kierowany przez George'a Church'a, Ph.D., zakodował 70 miliardów kopii swojej książki Regenesis: Jak biologia syntetyczna odkryje naturę i siebie w DNA w formacie nukleotydowym. Powstałe w ten sposób DNA wypełnione danymi było wystarczająco małe, aby zmieścić się na ludzkiej miniaturce.

Pomijając wydajność, co sprawia, że ​​DNA jest tak atrakcyjną opcją przechowywania, jest to, że jest również niezwykle trwały. Jak zauważył Church: „Możesz upuścić go gdziekolwiek chcesz, na pustyni lub na swoim podwórku, a będzie tam 400 000 lat później”.

Biorąc to pod uwagę w swoich skrajnościach filozoficznych, naukowcy z Microsoftu zastanawiali się nad przyszłością pamięci masowej w Internecie: „Pamięć oparta na DNA ma również tę zaletę, że ma wieczne znaczenie: dopóki istnieje życie oparte na DNA, będą silne powody, by czytać i manipulować DNA. ”