Na Jihočínské univerzitě vědy a technologie (SUST) v Shenzhen se vyvinuli unikátní kazetu. Tato kazeta je schopna ukládat digitální data ve formě DNA vláken na tenkém plastovém pásku. Jeden prototyp může pojmout 36 petabajtů, což odpovídá přibližně jednomu milionu gigabajtů informací, což stačí na uložení více než tří miliard skladeb.
DNA, jak je známo, se skládá mimo jiné ze čtyř heterocyklických bází:
- Adenin – A
- Guanin – G
- Cytosin – C
- Timin – T
Tato struktura uchovává genetické informace. Čínští inženýři dokázali převedení digitálních souborů na sekvence A, T, C a G, které nahrazují binární jazyk počítačů, tedy nuly a jedničky.
Tým vědců vytiskl krátké syntetické DNA vlákna na flexibilní plastovou fólii, kterou poté rozřezali a svinuli do tenkého pásku, jež může hladce pohybovat mezi cívkami. Podle Earth.com to shrnuje podstatu vývoje. Publikace popisující tento proces se objevila v časopise Science Advances.
Tento tým se snažil, aby kazeta byla kompatibilní s již používanými zařízeními pro záznam a sekvenování DNA v laboratořích. Díky tomu byl pás navržen tak, aby interagoval s těmito standardními zařízeními.
Hszingjü Csiang, autor studie, uvedl, že pás byl vytvořen tak, aby bílé bloky na něm absorbovaly DNA roztok. Černé proužky pokryté vodoodpudivým inkoustem brání horizontálnímu šíření kapaliny. Každý bílý blok uchovává oddělený kus DNA, což představuje malou dílčí úložnou jednotku na pásku.
Podle výpočtů vědců se na pásku o délce něco málo přes 800 metrů nachází přibližně 550 000 takových pozic pro soubory. Během testů byl systém schopen najít přibližně 1570 různých pozic souborů za sekundu na pohybujícím se pásku.
Potřeba modernizace
Svět čelí potřebě modernizace stávajících technologií pro ukládání dat, neboť množství generovaných dat neustále roste a stává se obtížně skladovatelným a spravovatelným. Podle průmyslové analýzy by celkové množství uložených dat mohlo během následujících let dosáhnout až 175 bilionů gigabajtů. Tento faktor představuje zásadní výzvu nejen při stavbě datových center, ale také pro jejich energetickou náročnost, která klade obrovské nároky na životní prostředí.
V USA aktuálně datová centra představují 4,4 procenta celkové spotřeby energie.
Proto se objevila DNA jako potenciální řešení, jež je schopna uchovávat obrovské množství dat na malém prostoru. Podle inženýrů ze SUST může jeden gram DNA uložit přibližně 455 exabajtů, tedy asi 455 miliard gigabajtů. To by mohlo nejen řešit problém s kapacitou, ale také poskytovat vysoce kvalitní uložení dat, neboť doba poločasu rozpadu DNA je přibližně 521 let, což znamená, že by dokázala uchovat informace po velmi dlouhou dobu.
Předchozí studie již prokázaly, že DNA uzavřená v křemíku může uchovávat digitální informace po staletí, a to i při vysokých teplotách. Při pokojové teplotě může být DNA stabilní přibližně 300 let, zatímco v chladnějších místech, jako jsou vysoké hory, se tato doba může prodloužit na více než tisíc let, jelikož takové prostředí napomáhá konzervaci DNA.
Vědci však přiznávají, že problémem zůstává rychlost, přičemž kopírování dat z jednoho pásu na druhý může trvat několik desítek minut i při přenosu několika set kilobajtů. Pokud by se tento limit podařilo překonat, znamenalo by to zásadní pokrok v oblasti ukládání dat.
Pro více informací o podobných objevech si můžete přečíst vědecké novinky na Facebookové stránce rubriky HVG Tech.
