Maailm on kogenud digitaalandmete salvestamiseks vajaliku vaba ruumi puudust. See probleem on eksisteerinud mitu aastat, kuid tavalised inimesed ei mõtle sellele kunagi. Mitte nii kaua aega tagasi oli aeg, kus vaba ruumi digitaalsete andmete salvestamiseks piiras arvuti kõvaketta suurus. Kui limiit oli saavutatud, läksime kas uue kõvaketta juurde või lindistasime kõik optilistele andmekandjatele. Kui need lõppesid, kustutasime lihtsalt vanad andmed ja salvestasime uued. Kuid on neid, kes andmeid kunagi ei kustuta.
Näiteks paljud ettevõtted ei tee seda, eriti need, mille tegevusvaldkond ja väärtus sõltub nende valduses olevast digitaalsest infost. Ajad muutuvad. Tehnoloogia areneb edasi. Nüüd teavet ei kustutata, see kantakse "pilve". Muide, just mõiste "pilv" on väga lühiajaline ega kajasta tegelikult tõelist füüsilist loodusnähtust. Ta tundus lihtsalt väga mugav ja ilus ning nad jätsid ta maha. Kus andmeid säilitatakse? See ei oma üldse tähtsust, vähemalt nii kaua, kuni saame nende poole igal ajal pöörduda. Kas on tõenäoline, et meil hakkab lõpuks pilvesalvestusruum otsa saama? Keegi ei mõtle sellele. Kuni tellimuse eest maksate, on kõik korras. Vähe ruumi? Valite uue tariifiplaani ja saate oma teabe jaoks veelgi rohkem ruumi.
See jama on teinud inimestele raskeks isegi ette kujutada, et ühel päeval võib meil digitaalandmete salvestamiseks vaba ruumi otsa saada. Kuna vanasti oli raske ette kujutada, et varem või hiljem võib Maal otsa saada mage vesi, mille varud on selle loodusliku ringluse tõttu täienenud. Kuid siin on reaalsus. 2018. aastal lähenesid Lõuna-Aafrika Vabariigis Kaplinnas veevarud kiiresti täielikule ammendumisele. Ja meie, inimesed, kes sellele ei mõtle, läheneb kiiresti digitaalse andmete säilitamiseks vajaliku vaba ruumi puudus.
Andmed, andmed, andmed ümber
Selle vaba ruumi kahanemise peamine põhjus on muidugi seotud kiirusega, millega me uusi andmeid genereerime. Iga päev genereeritakse maailmas tänu 3,7 miljardile Interneti-kasutajale umbes 2,5 kvintilli baiti teavet. Kõigist täna kättesaadavatest digitaalsetest andmetest on 90 protsenti loodud vaid kahe viimase aasta jooksul. Ja koos veebis (sama "asjade Internet") ühendust loovate nutiseadmete arvu kasvuga kasvab nende arv lähitulevikus veelgi.
“Kui inimesed räägivad pilvesalvestusest, tähendavad nad sageli, et teabe salvestamiseks on mingisugune lõpmatu vaba ruum,” kommenteerib andmesalvestusettevõtte Catalogi juht ja kaasasutaja Hyun Jun Park Digital Trendsile.
Reklaamvideo:
“Pilv on aga sama arvuti, mis salvestab teie andmeid. Inimesed lihtsalt ei saa aru, et maailmas genereeritakse nii palju digitaalseid andmeid, et nende tekitamise tempo on märkimisväärselt ees meie võimalusest seda kõike talletada. Lähitulevikus näeme tohutut lõhet kasulike andmete hulga ja võime vahel seda traditsioonilisi meediumeid kasutades säilitada."
Kuna pilvesalvestusettevõtted tegelevad pidevalt uute andmekeskuste ehitamise või olemasolevate laiendamisega, on väga raske ennustada, millal me kogu vaba ruumi kaotame. Sellegipoolest võib sama pargi andmetel 2025. aastaks kogu inimkond genereerida rohkem kui 160 digitaalset teavet zettabaiti (zettabytes, neile, kes ei tea, see on triljon gigabaiti). Kui palju me sellest mahust tegelikult päästa saame? Umbes 12,5 protsenti, teatab Park.
Selle küsimusega tuleb kindlasti tegeleda.
Kas DNA on vastus?
Nii ütlevad Park, Nathaniel Rocket ja nende kolleegid Massachusettsi tehnoloogiainstituudist. Koos asutasid nad kataloogi, mille seintel töötati välja tehnoloogia, mis selle loojate sõnul võiks muuta mõtteviisi, kuidas kogu meie digitaalandmeid lähitulevikus hoitakse. Nende arvates või pigem avaldus, peagi mahuvad kogu maailma digitaalsed andmed piirkonda, mis pole suurem kui garderoob.
Kataloog pakub sobiva lahendusena DNA kodeerimist. See kõik kõlab nagu üks Ameerika ulmekirjaniku Michael Crichtoni lugusid, kuid nende pakutav mastaapsed ja taskukohased lahendused on üsna realistlikud ning meelitasid riskikapitali koguni 9 miljonit dollarit, samuti Stanfordi ja Harvardi ülikoolide juhtivate professorite toetust.
“Minult küsitakse sageli küsimust: kelle DNA-d me kasutame? See on nagu inimesed arvavad, et võtame kelleltki DNA ja muudame nad mutantideks või millekski, “naerab Park.
Kuid kataloogi see üldse ei tee. DNA, mida kataloog andmete kodeerimiseks kasutab, on sünteetiline polümeer. See ei ole bioloogilise päritoluga ega moodustu lämmastikaluste paaridena, milles teave registreeritakse. Ka nullide ja nende arv, mis on kirjutatud polümeeri, ei saa olla millegi elava kood. Sellegipoolest on saadud produkt bioloogiliselt praktiliselt eristamatu sellest, millega oleme harjunud kohtuma elavas rakus.
Mõte, et DNA-d võib vaadelda digitaalse teabe säilitamise alternatiivse meediumina, sai alguse juba mitukümmend aastat. Tegelikult, kui James Watson ja Francis Crick tulid esimest korda DNA-struktuuri mudeliga 1953. aastal. Kuid seni ei võimaldanud mitmed olulised piirangud näha tohutut potentsiaali kasutada DNA-d digitaalse teabe salvestamise vahendina, rääkimata sellest, kuidas seda kõike reaalsuseks tõlkida.
Tema tavapärases vaates on DNA kaudu teabe salvestamise meetod keskendunud uute DNA molekulide sünteesile; teabebittide jadade sobitamine nelja DNA-paari järjestustega ja piisavalt molekulide tootmine, et esitada kõik numbrid, mida soovite salvestada. Selle meetodi probleem on see, et protsess on kallis ja aeglane. Lisaks on andmete enda tegeliku salvestamisega seotud palju piiranguid.
Kataloogi lähenemisviis soovitab molekulide sünteesi lahti ühendada nende kodeeringust. Põhimõtteliselt toodab ettevõte kõigepealt tohutul hulgal ainult teatud molekule (mis vähendab oluliselt tootmiskulusid) ja kodeerib seejärel teabe nendesse, kasutades mitmesuguseid valmismolekule.
Analoogiana võrdleb Catalog varasemat lähenemist kohandatud kõvaketaste tootmisele juba eelnevalt sellele salvestatud teabega. Uue teabe salvestamine tähendab sel juhul vajadust luua uus kõvaketas nullist. Kataloogi uut lähenemist saab võrrelda tühjade kõvaketaste massitootmisega ja neile vastavalt vajadusele uue kodeeritud teabe kirjutamisega.
See kõik on seotud ladustamisega
Selle ilu on see, kui tohutult palju andmeid on võimalik salvestada väga kompaktsesse ruumi. Demonstratsioonina kasutas Catalog oma tehnoloogiat mitmesuguste ulmeraamatute DNA-sse kodeerimiseks. Näiteks kogu romaanitsükkel Hitchhiker's Guide to Galaxy. Kuid need kõik on tühisused enne avanemisvõimalusi.
“Kui võrrelda võrreldavaid numbreid, siis on DNA-ga salvestatavate bittide arv miljon korda suurem, kui pakuvad sedasama tahkis-draivi. Võtame näiteks tavalise mälupulga suuruse. DNA-meetodi abil teabe salvestamiseks võite selle mälupulga suurusele seadmele kirjutada miljon korda rohkem teavet kui tavalisele mälupulgale."
Võrdlus tahkismälupulkadega, nagu arendajad märgivad, pole ikka veel päris täpne. DNA võimaldab teil võrreldavas mahus salvestada palju rohkem teavet, kuid tehnoloogia ei võimalda teil sellele kohest juurdepääsu pakkuda, nagu näiteks samade USB-draivide puhul. Kataloogitehnoloogia muudab teabe sünteetilisest polümeerist tahkeks füüsikaliseks pelletiks (graanuliteks).
Sellele teabele juurdepääsuks peate võtma kodeeritud sünteetilise polümeeri graanuli, rehüdreerima seda veega ja seejärel lugema seda DNA sekveneerija abil. Protsessi osana on võimalik eraldada DNA aluspaarid, mida saab seejärel kasutada nulli ja teabe moodustavate arvu arvutamiseks. Algusest lõpuni võib see protsess võtta vähemalt paar tundi.
Sel põhjusel on see tehnoloogia suunatud peamiselt arhiveerimisturule, kus pole kiiret juurdepääsu teabele vaja. Tavaliselt tähendab see andmeid, mida ei kasutata või kasutatakse pärast salvestamist väga harva, kuid on säilitamise jaoks äärmiselt oluline. Oletame, et nagu teie külmkapi garantii, ainult ettevõtte tasandil.
Kuidas see kõik tavakasutajatele kasu toob? Artikli alguses rääkisime tõsiasjast, et enamik meist ei mõtle sellele, mis toimub ja kuhu meie teavet hoitakse. Tahkismeedias? Jah, isegi kui ainult magnetlindil. Me pole sellest huvitatud nii kaua, kui meil on sellele igal ajal juurdepääs.
Teabe taastamise protsessi pikkuse tõttu ei jõua me tõenäoliselt kunagi tasemeni, mil mõni Google Cloud või Yandex. Disk salvestab meie teabe hiiglaslikesse DNA vaakumitesse. Kui sama kataloogitehnoloogia tõestab oma tõhusust, leiab see tõenäoliselt oma niši valdkondades, kus rakendatakse pikaajalise teabe säilitamise meetodit. Lühiajalise ladustamise meetodi puhul, kus praegu kasutatakse nii kõvakettaid kui ka pooljuhtkettaid, peame lootma muudele meetoditele.
Tutvustame perspektiive
See katseklaas sisaldab miljoneid DNA kodeeritud andmete koopiaid.
Sellest hoolimata näete siin peaaegu sci-fi võimalusi.
"Kujutage ette, et naha alla implanteeritud graanul sisaldab kogu teavet teie tervise kohta: teie magnetresonantsangiograafia andmed, teie veregrupi andmed ja hambaarsti röntgenograafia," ütleb Park.
„Tõenäoliselt soovite, et kõik need andmed oleksid teile alati kättesaadavad, kuid te ei soovi seda kuskil“pilves”või mõnes turvamata haiglaserveris talletada. Kui teil on neid andmeid kogu aeg DNA kujul, saate neid füüsiliselt hallata, vajadusel pääseda juurde, piirduda kõigi teistega ja avada otse oma raviarstidele."
“Peaaegu igas kaasaegses haiglas on DNA sekveneer. Ma ei ütle, et me taotleme praegu täpselt seda eesmärki selle tehnoloogia kasutamisel, kuid tulevikus võib see kõik üsna võimalikuks saada,”ütleb arendaja.
Kataloog tegeleb praegu eksperimentaalprojektidega, mille eesmärk on demonstreerida nende väljatöötatud tehnoloogia tõhusust.
"Me ei ole silmitsi lahendamatute teaduslike raskustega, räägime nüüd rohkem mehaaniliste protsesside optimeerimise ülesannetest," ütles Park.
Enda omaksvõtmise Park otsustas ta osaleda DNA abil andmete salvestamise võimaluste uurimisel lihtsalt seetõttu, et tema arvates oli see väga lahe ja uuenduslik tehnoloogiline lähenemisviis olemasoleva suure probleemi lahendamiseks. Nüüd võib asjatundja sõnul sellest tehnoloogiast saada meie aja üks olulisemaid tehnoloogiaid.
Nikolai Khizhnyak
