Светът изпитва недостиг на свободно пространство за съхранение на цифрови данни. Този проблем съществува от няколко години, но обикновените хора почти никога не се замислят. Не толкова отдавна имаше време, когато свободното пространство за запис на цифрови данни беше ограничено от размера на твърдия диск на вашия компютър. Когато лимитът беше достигнат, или отидохме за нов твърд диск или записахме всичко на оптични носители. Когато приключиха, просто изтрихме старите данни и записахме нови. Но има и такива, които никога не изтриват данни.
Например много компании не правят това, особено тези, чиято област на дейност и стойност зависи от цифровата информация, която притежават. Времената се променят. Технологията напредва. Сега информацията не се изтрива, тя се прехвърля в „облака“. Между другото, самият термин "облак" е много ефемерно и изобщо не отразява истински физически природен феномен. Той просто изглеждаше много удобен и красив и те го напуснаха. Къде се съхраняват данните? Няма никакво значение, поне стига да се обърнем към тях по всяко време. Вероятно ли е, че в крайна сметка ще ни свърши облачно пространство за съхранение? Никой не мисли за това. Докато плащате за абонамента, всичко е наред. Малко пространство? Вие избирате нов тарифен план и получавате още повече място за вашата информация.
Тази бъркотия затруднява хората дори да си представят, че един ден може да ни остане свободно място за съхранение на цифрови данни. Както беше трудно да си представим, че рано или късно на Земята може да изтече прясна вода, запасите от която се попълват поради циркулацията й в природата. Но ето реалността. През 2018 г. водоснабдяването в Кейптаун, Южна Африка, бързо се приближава до пълно изчерпване. А ние, хората, които не мислят за това, бързо се приближаваме към липсата на свободно пространство за съхранение на цифрови данни.
Данни, данни, данни наоколо
Основната причина за това изчерпване на свободното пространство е, разбира се, свързана със скоростта, с която произвеждаме нови данни. Всеки ден по света, благодарение на 3,7 милиарда интернет потребители, се генерират около 2,5 квинтилионни байта информация. От всички налични днес цифрови данни, 90 процента са създадени само през последните две години. А с нарастването на броя на използваните умни устройства, които се свързват към световната мрежа (същият „Интернет на нещата“), тези числа ще нараснат още повече в близко бъдеще.
„Когато хората говорят за облачно съхранение, те често означават, че има някакво безкрайно свободно място за съхранение на информация“, коментира пред Digital Trends Hyun Jun Park, ръководител и съосновател на Catalogue, компания за съхранение на данни.
Промоционално видео:
„Обаче облакът е същият компютър, който съхранява вашите данни. Хората просто не осъзнават, че в света се генерират толкова много цифрови данни, че темповете, с които се произвеждат, значително изпреварват способността ни да съхраняваме всичко това. В съвсем близко бъдеще ще видим огромна пропаст между количеството полезни данни и способността ни да ги съхраняваме, използвайки традиционните медии."
Тъй като облачните компании за съхранение са постоянно заети с изграждането на нови центрове за данни или разширяването на съществуващи, е много трудно да се предвиди кога всъщност ще загубим цялото свободно пространство. Независимо от това, според същия Парк, до 2025 г. човечеството в съвкупност може да генерира повече от 160 zettabytes цифрова информация (zettabytes, за тези, които не знаят, това е трилион гигабайта). Колко от този обем наистина можем да спестим? Около 12,5 процента, казва Парк.
Този проблем определено трябва да бъде решен.
Отговорът ли е ДНК?
Така казват Парк, Натаниел Ракета и техните колеги от Масачузетския технологичен институт. Заедно те основали Каталог, в чиито стени е разработена технология, която според създателите му може да промени начина, по който мислим за това как ще се съхраняват всички наши цифрови данни в близко бъдеще. Според тях, или по-скоро изявление, скоро цифровите данни от цял свят могат да се поберат в зона, не по-голяма от гардероб.
Каталог предлага кодиране на ДНК като подходящо решение. Всичко това звучи като една от историите на американския писател на научна фантастика Майкъл Кричтън, но мащабираното и достъпно решение, което предлагат, е доста реалистично и дори привлече 9 млн. Долара за венчурно финансиране, както и подкрепата на водещи професори от университетите в Станфорд и Харвард.
„Често ми задават въпроса: чието ДНК използваме? Сякаш хората мислят, че ние вземаме ДНК от човек и ги превръщаме в мутанти или нещо подобно “, смее се Парк.
Но това изобщо не е това, което прави Каталогът. ДНК, която Каталог използва за кодиране на данни, е синтетичен полимер. Той няма биологичен произход и не е създаден на двойки азотни бази, в които е записана информация. Поредица от нули и тези, които се записват в полимера, също не могат да бъдат код на нищо живо. Независимо от това, полученият продукт е биологически практически неразличим от това, което сме свикнали да срещаме в жива клетка.
Идеята, че ДНК може да се разглежда като алтернативен носител за съхраняване на цифрова информация, датира от няколко десетилетия. Всъщност, когато Джеймс Уотсън и Франсис Крик за първи път излязоха с модела на ДНК структурата през 1953 г. Досега обаче редица значителни ограничения не позволиха да се види огромният потенциал за използване на ДНК като средство за съхраняване на цифрова информация, да не говорим как да се преведе всичко това в реалност.
В обичайния си начин методът за съхраняване на информация чрез ДНК е съсредоточен около синтеза на нови молекули на ДНК; съпоставяне на последователности от битове информация с последователности от четири двойки ДНК и създаване на достатъчно молекули, които да представят всички числа, които искате да запазите. Проблемът с този метод е, че процесът е скъп и бавен. Освен това има много ограничения, свързани с реалното съхранение на самите данни.
Подходът на Каталог предполага изключване на синтеза на молекули от тяхното кодиране. По принцип, компанията първо произвежда огромно количество само определени молекули (което значително намалява разходите за производство), а след това кодира информация в тях, използвайки различни готови молекули.
Като аналогия, Каталог сравнява предишния подход към производството на персонализирани твърди дискове с информация, която вече е записана на него. Записването на нова информация в този случай предполага необходимостта от създаване на нов твърд диск от нулата. Новият подход на каталога може да се сравни с масовото производство на празни твърди дискове и писането на нова кодирана информация към тях, ако е необходимо.
Всичко е за съхранението
Красотата на това е колко огромно количество данни могат да се съхраняват в много компактно пространство. Като демонстрация, Каталог използва своята технология за кодиране на различни книги от научна фантастика в ДНК. Например целият цикъл от романи „Пътеводителят на автостопа към галактиката“. Но това са дреболии преди възможностите за отваряне.
„Сравнявайки сравними числа, броят на битовете, които можете да съхранявате с ДНК, е милион пъти по-голям от този, който се предлага от същите твърди устройства. Например, нека вземем размера на обикновен флаш устройство. Използвайки метода на ДНК за съхраняване на информация, можете да напишете милион пъти повече информация на устройство с размер на това флаш устройство, отколкото на обикновен флаш устройство."
Сравнението с твърдотелни устройства, отбелязват разработчиците, все още не е напълно точно. DNA ви позволява да съхранявате много повече информация в сравнителен обем, но технологията не ви позволява да осигурите незабавен достъп до нея, както например в случаите на същите USB устройства. Каталозната технология преобразува информацията в твърда физическа пелета (гранула) от синтетичен полимер.
За да получите достъп до тази информация, трябва да вземете кодирана пелета от синтетичен полимер, да я рехидратирате с вода и след това да я „прочетете“с помощта на ДНК секвенсор. Като част от процеса ще бъде възможно да се изолират базовите двойки ДНК, които след това могат да бъдат използвани за изчисляване на броя нули и тези, които формират информация. От началото до края този процес може да отнеме поне няколко часа.
Поради тази причина тази технология е насочена предимно към пазара на архивиране, където не се изисква бърз достъп до информация. Обикновено това означава данни, които не се използват или се използват много рядко след запис, но са изключително важни за запазването. Да речем, като вашата гаранция за хладилник, само в корпоративна мащаб.
Как всичко това ще бъде от полза за обикновените потребители? В началото на статията говорихме за факта, че повечето от нас не се замислят какво се случва и къде се съхранява информацията ни. На твърди медии? Да, дори и само на магнитна лента. Ние не се интересуваме от това, стига да имаме достъп до него по всяко време.
Поради продължителността на процеса на възстановяване на информация е малко вероятно някога да достигнем нивото, когато някой Google Cloud или Yandex. Disk ще съхранява информацията ни в гигантски вани с ДНК. Ако същата технология на каталога докаже своята ефективност, тогава, най-вероятно, тя ще намери своята ниша в области, в които се прилага подходът на дългосрочно съхранение на информация. Що се отнася до метода за краткосрочно съхранение, където в момента се използват както твърди, така и твърди дискове, ще трябва да разчитаме на други методи.
Въвеждане на перспективи
Тази епруветка съдържа милиони копия на данни, кодирани в ДНК.
Независимо от това, тук можете да видите почти научнофантастични възможности.
„Представете си, че гранула, имплантирана под кожата ви, съдържа цялата информация за вашето здраве: вашите данни за магнитно-резонансна ангиография, информация за вашата кръвна група, рентгенова снимка за вашия зъболекар“, казва Парк.
„Вероятно искате всички тези данни да са ви винаги достъпни, но не искате да ги съхранявате някъде в„ облака “или на някой необезпечен болничен сървър. Притежавайки тези данни под формата на ДНК при вас по всяко време, вие ще можете физически да ги управлявате, да получите достъп, ако е необходимо, да го ограничите до всички останали и да ги отворите директно на своите лекуващи лекари."
„Почти всяка съвременна болница има ДНК секвенсор. Не казвам, че в момента преследваме точно тази цел да използваме тази технология, но в бъдеще всичко това може да стане напълно възможно “, казва разработчикът.
В момента Каталогът участва в експериментални проекти, насочени към демонстриране на ефективността на технологията, която са разработили.
„Не сме изправени пред никакви нерешими научни затруднения, сега говорим повече за задачите за оптимизиране на механичните процеси“, каза Парк.
По собствено признание Парк, той реши да се включи в проучването на начините за съхраняване на данни, използвайки ДНК, просто защото смята, че това е много готин и иновативен технологичен подход за решаване на съществуващия голям проблем. Сега, според експерта, тази технология може да се превърне в една от най-важните технологии на нашето време.
Николай Хижняк