Karta pamięci DNA dostępna za $1000

Firma Biomemory ogłosiła swoją ofertę kart pamięci DNA. Dwie sztuki kosztują 1000 dolarów. Informacje na niej zapisuje się pod postacią kodu złożonego z tych samych zasad co nasz kod genetyczny: ACGT . 

Na razie produkt nie jest zbyt wydajny. Może pomieścić kilobajt danych, czyli krótką wiadomość. Nie wpiszesz jej tam sam, robi to producent. Wyzwaniem też jest odczyt z tej karty. Na plus jest to że trwałość informacji na niej deklarowana jest na 150 lat.  Technicznie wygląda to tak, że robot konstruuje te molekuły DNA i suszy je na chipie karty.

Firm zajmujących się zapisem informacji jest więcej, stowarzyszone są w DNA DATA STORAGE ALLIANCE. Jedna z nich - Twist Bioscience, zapowiada rzeczywiście działający dysk DNA w najbliższych latach. Więcej o tych firmach i systemach zapisu w DNA, pod linkiem: https://kurpiecki.blogspot.com/2022/07/twardy-dysk-prosze-dna-czy-zwyky.html

Źródło: https://siliconangle.com/2023/12/04/biomemory-debuts-says-worlds-first-commercially-available-dna-storage-product/ . Pod zdjęciem tłumaczenie artykułu.

Francuski startup zajmujący się danymi cyfrowymi, Biomemory SAS, ogłosił, co uważa za pierwszy na świecie przypadek wykorzystania pamięci DNA dostępnej dla ogółu społeczeństwa, wprowadzając na rynek swoje nowe karty pamięci DNA.

Ogłoszone dzisiaj, przed ogólną dostępnością później w tym roku, przełomowe karty DNA Biomemory mają format karty kredytowej i pojemność zaledwie 1 kilobajta danych tekstowych. Chociaż to dość ograniczone, urządzenia te oferują rzeczywisty dowód na praktyczność molekularnego przetwarzania danych i jego zdolność do rozwiązywania problemów z przechowywaniem danych, jednocześnie stanowiąc bardziej zrównoważoną alternatywę dla tradycyjnego krzemu, jak twierdzi startup.

Ponadto, karty DNA mają co najmniej 150 lat żywotności, ustanawiając nowy standard również dla długowieczności danych.

Biomemory twierdzi, że rozwój jego kart DNA został zainspirowany eksponencjalnym wzrostem big data na świecie. Każdego roku tworzone i konsumowane jest ponad 100 bilionów gigabajtów, czyli 100 000 eksabajtów danych, a liczba ta prawdopodobnie podwoi się do 2025 roku.

Biorąc pod uwagę fizyczną przestrzeń i wymagania energetyczne nowoczesnych centrów danych, taki wzrost jest wyraźnie niezrównoważony, twierdzi startup. Cytuje on raport, który pokazuje, że dzisiejsze centra danych na świecie zużywają 200 terawatogodzin energii elektrycznej, co stanowi około 3,5% globalnych emisji gazów cieplarnianych każdego roku.

Tradycyjne cyfrowe formaty przechowywania danych obejmują dyski flash, które przechowują informacje, kodując je w fizycznym stanie swoich tranzystorów. Tranzystor reprezentuje 1, gdy jest włączony, i 0, gdy jest wyłączony. Podobnie dyski twarde reprezentują dane za pomocą pól magnetycznych metalowych talerzy. Istnieją również komputery kwantowe, które przechowują dane jako kubity jonowe, manipulując ich spinem.

Karty DNA Biomemory zamiast tego wykorzystują technikę znaną jako "molekularne obliczenia", która wykorzystuje syntetyczne molekuły DNA do przechowywania danych. Informacje są reprezentowane przez nukleotydy, które są małymi organicznymi cząsteczkami stanowiącymi podstawowe elementy budulcowe DNA. Wszystkie DNA są tworzone przy użyciu czterech rodzajów nukleotydów – C, G, A i T.

Ta technika jest podobno tysiące razy mniej energochłonna niż istniejące elektroniczne systemy przechowywania danych. Co więcej, jest znacznie bardziej efektywna pod względem wymaganej przestrzeni fizycznej. Inny startup zajmujący się przechowywaniem danych DNA, Catalog Technologies Inc., twierdzi, że jego systemy przechowywania danych DNA są tak kompaktowe, że teoretycznie mogą przechowywać około 600 miliardów gigabajtów informacji na metr sześcienny, w porównaniu z zaledwie 30 milionami gigabajtów dla tradycyjnych twardych dysków.

Kluczem do tej wydajności jest to, że nukleotydy są znacznie mniejsze niż tranzystory i metalowe talerze używane w systemach przechowywania danych na dyskach flash i twardych.

Ekstremalna długowieczność

W wywiadzie dyrektor generalny Biomemory, Erfane Arwani, powiedział, że nowe karty stanowią znaczący kamień milowy w ewolucji technologii przechowywania danych DNA. Chociaż przyznał, że pojemność 1 kilobajta kart DNA może być nieco skromna, „ważne jest, aby wziąć pod uwagę wyjątkową wartość przechowywania danych DNA”, powiedział.

W szczególności DNA jako medium przechowywania danych oferuje znacznie dłuższą żywotność niż tradycyjne techniki. „Obecnie gwarantujemy integralność przechowywanych danych przez 150 lat, ale szybko dążymy do przedłużenia tego do 1000, a ostatecznie do 10 000 lat”, powiedział. „To przewyższa długowieczność najstarszych ludzkich pism”.

Karty DNA są zasadniczo dowodem na koncepcję, ale Biomemory ma plany, aby technologia była znacznie bardziej użyteczna. Według Arwani, kolejnym krokiem będzie rozszerzenie pojemności urządzeń, aby pomieścić zdjęcia rodzinne, istotne dokumenty, pliki audio i wideo.

Arwani dodał, że szerokie spektrum potencjalnych użytkowników wykazało zainteresowanie technologią, przy czym rodziny uważają ją za unikalny i trwały prezent świąteczny, a inwestorzy w kryptowaluty chcą jej używać do bezpiecznego przechowywania prywatnych kluczy swoich cyfrowych portfeli. Przedsiębiorstwa również wykazały zainteresowanie dzięki jej potencjalnemu zastosowaniu do przechowywania zarchiwizowanych danych.

Biomemory mówi, że jego karty DNA będą produkowane w partiach po 10 zamówień, przy czym każde zamówienie otrzyma dwie identyczne karty. Urządzenia te zostały podobno wyprodukowane przy użyciu wydajnego, wewnętrznego konstruktora DNA, który zapewnia znaczące zaawansowanie w porównaniu z istniejącymi technikami syntezy chemicznej lub enzymatycznej.

Wyzwanie odzyskiwania danych

Jako technologia, przechowywanie danych DNA jest możliwe już od kilku lat, ale jednym z największych wyzwań nie jest kodowanie danych jako DNA, ale raczej odzyskiwanie tych informacji po ich zakodowaniu, czyli w zasadzie umożliwienie użytkownikom łatwego dostępu do nich, gdy tego potrzebują.

Arwani wyjaśnił, że Biomemory ciężko pracuje nad rozwiązaniem tego wyzwania, a ten proces zaczyna się od sposobu, w jaki początkowo przekształca tradycyjne dane binarne — 0 i 1 — w format DNA. „Przekształcamy te dane w sekwencję DNA reprezentowaną przez cztery nukleotydy, A, T, G i C”, powiedział dyrektor generalny. „Nasz specjalistyczny robot następnie konstruuje te molekuły DNA i suszy je na chipie karty DNA”.

Aby odzyskać dane na swoich kartach, firma nawiązała współpracę z laboratorium o nazwie Eurofins Genomics, które będzie używać urządzenia zaprojektowanego przez Biomemory do otwierania kart DNA i przeprowadzania sekwencjonowania DNA za pomocą standardowego, nowoczesnego sprzętu, powiedział Arwani. Wyjaśnił, że konwersja surowego DNA z powrotem na oryginalną wiadomość cyfrową obejmuje użycie własnego algorytmu, który gwarantuje 100% odzyskanie danych za każdym razem. Na razie jest to raczej żmudny proces dla użytkownika, który będzie musiał wysłać swoje karty DNA do Eurofins, aby firma mogła zająć się procesem odzyskiwania i udostępnić te informacje za pośrednictwem dedykowanej strony użytkownika na swojej stronie internetowej.

W przyszłości jednak proces odzyskiwania danych przechowywanych w DNA zostanie znacznie uproszczony, obiecał Arwani. Firma pracuje nad produktem przeznaczonym dla operatorów centrów danych, który wykorzystuje „bezprecedensową miniaturyzację i równoległość w syntezie DNA”. Będzie on zintegrowany z fizycznym sprzętem do przechowywania danych i organizować dane DNA fizycznie i logicznie, podobnie jak tradycyjne dyski SSD i twarde, powiedział Arwani.

„Ta organizacja umożliwi dostęp do plików w ciągu 60 sekund”, powiedział. „To znaczący wyczyn, biorąc pod uwagę, że będziemy mieli do czynienia z danymi na skalę archiwum, potencjalnie obejmującymi całe repozytorium danych ludzkości. Chociaż 60 sekund może wydawać się długim czasem, jest to warte oczekiwania, aby uzyskać dostęp do tego, co będzie praktycznie niezniszczalnym archiwum informacji”.

Pracując nad umożliwieniem odzyskiwania danych w realistycznym czasie, Biomemory również dąży do zwiększenia rzeczywistej technologii przechowywania danych i uczynienia jej wykonalną do użytku w nowoczesnych centrach danych. Jego droga rozwoju przewiduje wydanie Biomemory Prime, które jest DNA-owym odpowiednikiem stojaka serwerowego zaprojektowanego do umieszczenia w istniejących obiektach, z planowaną pojemnością około 100 petabajtów. Firma ma nadzieję wprowadzić ten produkt na rynek do 2026 roku, powiedział Arwani.