Dunia mengalami kekurangan ruang kosong untuk menyimpan data digital. Masalah ini telah wujud selama beberapa tahun, tetapi orang biasa hampir tidak pernah memikirkannya. Tidak lama dahulu, ada masanya ruang kosong untuk merakam data digital dibatasi oleh ukuran cakera keras komputer anda. Apabila hadnya tercapai, kami mencari cakera keras baru atau merakam semuanya pada media optik. Apabila ia berakhir, kami hanya memadamkan data lama dan merekodkan data baru. Tetapi ada yang tidak pernah memadamkan data.
Sebagai contoh, banyak syarikat tidak melakukan ini, terutama yang bidang kegiatan dan nilainya bergantung pada maklumat digital yang mereka miliki. Masa berubah. Teknologi maju. Sekarang maklumat itu tidak dipadamkan, ia dipindahkan ke "awan". By the way, istilah "awan" sangat singkat dan sama sekali tidak mencerminkan fenomena semula jadi fizikal. Dia kelihatan sangat selesa dan cantik, dan mereka meninggalkannya. Di manakah data disimpan? Tidak menjadi masalah sama sekali, selagi kita boleh berpaling kepada mereka pada bila-bila masa. Adakah kemungkinan kita akan kehabisan ruang penyimpanan awan? Tidak ada yang memikirkannya. Selagi anda membayar langganan, semuanya baik-baik saja. Sedikit ruang? Anda memilih rancangan tarif baru dan anda mendapat lebih banyak ruang untuk maklumat anda.
Kekacauan ini telah menyukarkan orang untuk membayangkan bahawa suatu hari kita mungkin kehabisan ruang untuk menyimpan data digital. Seperti dulu sukar dibayangkan bahawa cepat atau lambat air tawar akan habis di Bumi, cadangannya diisi semula kerana peredarannya di alam semula jadi. Tetapi inilah kenyataannya. Pada tahun 2018, bekalan air di Cape Town, Afrika Selatan, dengan cepat hampir habis. Dan kami, orang yang tidak memikirkannya, dengan cepat menghampiri kekurangan ruang kosong untuk menyimpan data digital.
Data, data, data di sekitar
Sebab utama kekurangan ruang ini, tentu saja, berkaitan dengan kadar di mana kita menghasilkan data baru. Setiap hari di seluruh dunia, berkat 3.7 bilion pengguna Internet, sekitar 2.5 quintillion byte maklumat dihasilkan. Dari semua data digital yang ada hari ini, 90 peratus telah dibuat hanya dalam dua tahun terakhir. Dan dengan bertambahnya jumlah peranti pintar terpakai yang menyambung ke World Wide Web ("Internet of Things" yang sama), jumlah ini akan bertambah lebih banyak dalam masa terdekat.
"Ketika orang berbicara tentang penyimpanan awan, mereka sering kali bermaksud ada semacam ruang penyimpanan percuma tanpa batas," komentar Hyun Jun Park, ketua dan pengasas bersama Catalog, sebuah syarikat penyimpanan data, kepada Digital Trends.
Video promosi:
"Namun, awan adalah komputer yang sama yang menyimpan data anda. Orang ramai tidak menyedari bahawa begitu banyak data digital dihasilkan di dunia sehingga kadar di mana ia dihasilkan jauh melebihi kemampuan kita untuk menyimpan semuanya. Dalam masa terdekat, kita akan melihat jurang besar antara jumlah data yang berguna dan kemampuan kita menyimpannya menggunakan media tradisional."
Oleh kerana syarikat penyimpanan awan sentiasa sibuk membina pusat data baru atau mengembangkan yang ada, sangat sukar untuk diramalkan kapan kita akan kehilangan semua ruang kosong. Walaupun demikian, menurut Taman yang sama, pada tahun 2025, secara keseluruhan manusia dapat menghasilkan lebih dari 160 zettabytes maklumat digital (zettabyte, bagi mereka yang tidak tahu, ini adalah satu trilion gigabait). Berapa banyak jumlah ini yang dapat kita simpan? Lebih kurang 12.5 peratus, kata Park.
Masalah ini pasti perlu ditangani.
Adakah DNA jawapannya?
Oleh itu, katakanlah Park, Nathaniel Rocket, dan rakan-rakan mereka di Massachusetts Institute of Technology. Bersama-sama mereka mendirikan Catalog, di mana dindingnya dikembangkan teknologi yang, menurut penciptanya, dapat mengubah cara kita memikirkan bagaimana semua data digital kita akan disimpan dalam waktu terdekat. Pada pendapat mereka, atau lebih tepatnya pernyataan, tidak lama lagi data digital dari seluruh dunia dapat masuk ke kawasan yang tidak lebih besar daripada almari pakaian.
Katalog menawarkan pengekodan DNA sebagai penyelesaian yang sesuai. Semuanya terdengar seperti salah satu kisah penulis fiksyen sains Amerika Michael Crichton, tetapi penyelesaian yang boleh ditingkatkan dan berpatutan yang mereka tawarkan cukup realistik dan bahkan menarik $ 9 juta dalam pembiayaan usaha, serta sokongan profesor terkemuka dari universiti Stanford dan Harvard.
"Saya sering diajukan pertanyaan: DNA siapa yang kita gunakan? Seperti orang berfikir bahawa kita mengambil DNA dari seseorang dan mengubahnya menjadi mutan atau sesuatu, "Park ketawa.
Tetapi ini sama sekali tidak dilakukan oleh Katalog. DNA yang digunakan Katalog untuk menyandikan data adalah polimer sintetik. Ia bukan berasal dari biologi dan tidak dibuat pada pasangan asas nitrogen di mana maklumat direkodkan. Serangkaian angka sifar dan angka yang ditulis ke dalam polimer juga tidak boleh menjadi kod apa-apa yang hidup. Walaupun begitu, produk yang dihasilkan tidak dapat dibezakan secara biologi dari apa yang biasa kita temui di dalam sel hidup.
Idea bahawa DNA dapat dilihat sebagai media alternatif untuk menyimpan maklumat digital sejak beberapa dekad. Sebenarnya, ketika James Watson dan Francis Crick pertama kali muncul dengan model struktur DNA pada tahun 1953. Namun, hingga kini, sejumlah batasan yang ketara tidak memungkinkan melihat potensi besar penggunaan DNA sebagai alat menyimpan maklumat digital, apalagi bagaimana menerjemahkan semua ini menjadi kenyataan.
Pada pandangannya yang biasa, kaedah menyimpan maklumat melalui DNA berpusat di sekitar sintesis molekul DNA baru; memadankan urutan bit maklumat dengan urutan empat pasang DNA; dan menghasilkan molekul yang mencukupi untuk mewakili semua nombor yang ingin anda simpan. Masalah dengan kaedah ini adalah bahawa prosesnya mahal dan lambat. Di samping itu, terdapat banyak sekatan yang berkaitan dengan penyimpanan data itu sendiri.
Pendekatan katalog mencadangkan memutuskan sintesis molekul dari pengekodannya. Pada asasnya, syarikat pertama menghasilkan sejumlah besar molekul tertentu (yang mengurangkan kos pengeluaran dengan ketara), dan kemudian mengekod maklumat ke dalamnya menggunakan pelbagai molekul siap pakai.
Sebagai analogi, Katalog membandingkan pendekatan sebelumnya untuk pengeluaran cakera keras tersuai dengan maklumat yang sudah dirakam sebelumnya. Merakam maklumat baru dalam kes ini menunjukkan perlunya membuat cakera keras baru dari awal. Pendekatan baru Katalog dapat dibandingkan dengan pengeluaran besar-besaran cakera keras kosong dan menulis maklumat yang dikodkan baru kepada mereka jika diperlukan.
Ini semua mengenai simpanan
Keindahannya adalah seberapa besar jumlah data yang dapat disimpan di ruang yang sangat padat. Sebagai demonstrasi, Catalog menggunakan teknologinya untuk menyandikan pelbagai buku fiksyen sains ke dalam DNA. Contohnya, keseluruhan kitaran novel The Hitchhiker's Guide to the Galaxy. Tetapi ini semua perkara kecil sebelum kemungkinan pembukaan.
"Membandingkan angka yang setanding, jumlah bit yang dapat anda simpan dengan DNA adalah satu juta kali lebih tinggi daripada yang ditawarkan oleh pemacu keadaan pepejal yang sama. Sebagai contoh, mari kita ambil ukuran pemacu kilat biasa. Dengan menggunakan kaedah DNA untuk menyimpan maklumat, anda dapat menulis sejuta kali lebih banyak maklumat kepada peranti yang berukuran pemacu kilat ini daripada pemacu kilat biasa."
Perbandingan dengan pemacu keadaan pepejal, nota pemaju, masih belum tepat sepenuhnya. DNA membolehkan anda menyimpan lebih banyak maklumat dalam jumlah yang setanding, tetapi teknologi tidak membenarkan anda memberikan akses segera ke dalamnya, seperti, misalnya, dalam kes pemacu USB yang sama. Teknologi katalog mengubah maklumat menjadi pelet fizikal pepejal (granul) dari polimer sintetik.
Untuk mengakses maklumat ini, anda perlu mengambil pelet polimer sintetik berkod, menghidratnya semula dengan air, dan kemudian "membacanya" menggunakan penjujukan DNA. Sebagai sebahagian daripada proses, adalah mungkin untuk mengasingkan pasangan asas DNA, yang kemudian dapat digunakan untuk mengira bilangan nol dan yang membentuk maklumat. Dari awal hingga akhir, proses ini boleh memakan masa sekurang-kurangnya beberapa jam.
Atas sebab ini, teknologi ini terutama disasarkan pada pasaran pengarkiban, di mana akses cepat ke maklumat tidak diperlukan. Biasanya, ini bermaksud data yang tidak digunakan atau sangat jarang digunakan selepas rakaman, tetapi sangat penting untuk pemeliharaan. Katakanlah, seperti jaminan peti sejuk anda, hanya pada skala korporat.
Bagaimana semua ini memberi manfaat kepada pengguna biasa? Pada permulaan artikel, kami membincangkan fakta bahawa kebanyakan kita tidak memikirkan apa yang berlaku dan di mana maklumat kita disimpan. Pada media keadaan pepejal? Ya, walaupun hanya pada pita magnetik. Kami tidak berminat dengan ini selagi kami dapat mengaksesnya pada bila-bila masa.
Oleh kerana panjangnya proses pemulihan maklumat, kami tidak mungkin sampai ke tahap ketika beberapa Google Cloud atau Yandex. Disk akan menyimpan maklumat kami dalam tong DNA raksasa. Sekiranya teknologi Katalog yang sama membuktikan keberkesanannya, maka, kemungkinan besar, ia akan mendapat tempat di kawasan di mana pendekatan penyimpanan maklumat jangka panjang digunakan. Bagi kaedah penyimpanan jangka pendek, di mana kedua-dua pemacu keras dan pemacu keadaan pepejal digunakan pada masa ini, kita harus bergantung pada kaedah lain.
Memperkenalkan perspektif
Tabung uji ini mengandungi berjuta-juta salinan data yang dikodkan dalam DNA.
Walaupun begitu, di sini anda dapat melihat kemungkinan kemungkinan sci-fi.
"Bayangkan bahawa butiran yang ditanam di bawah kulit anda mengandungi semua maklumat mengenai kesihatan anda: data angiografi resonans magnetik anda, maklumat jenis darah anda, sinar-X untuk doktor gigi anda," kata Park.
"Anda mungkin mahu semua data ini selalu tersedia untuk anda, tetapi anda tidak mahu menyimpannya di suatu tempat di 'cloud' atau di beberapa pelayan hospital yang tidak selamat. Dengan selalu mempunyai data ini dalam bentuk DNA, anda akan dapat mengawalnya secara fizikal, mendapatkan akses jika perlu, membatasinya kepada orang lain dan membukanya terus ke doktor anda."
Hampir setiap hospital moden memiliki alat penjujukan DNA. Saya tidak mengatakan bahawa kita sedang berusaha mencapai tujuan menggunakan teknologi ini, tetapi di masa depan semua ini mungkin menjadi mungkin,”kata pemaju.
Katalog kini terlibat dalam projek eksperimen yang bertujuan untuk menunjukkan keberkesanan teknologi yang mereka kembangkan.
"Kami tidak menghadapi kesulitan ilmiah yang tidak dapat diselesaikan, kami sekarang lebih banyak membincangkan tugas-tugas mengoptimumkan proses mekanikal," kata Park.
Dengan pengakuannya sendiri, Park memutuskan untuk terlibat dalam meneliti cara menyimpan data menggunakan DNA hanya kerana dia berpendapat bahawa itu adalah pendekatan teknologi yang sangat keren dan inovatif untuk menyelesaikan masalah besar yang ada. Sekarang, menurut pakar, teknologi ini boleh menjadi salah satu teknologi terpenting pada zaman kita.
Nikolay Khizhnyak
