Tento nový úložný systém DNA pojme 10 miliard skladeb do litru kapaliny – ale problémy zůstávají pro neobvyklý formát úložiště
Americká biotechnologická společnost Atlas Data Storage uvedla na trh systém pro ukládání syntetické DNA, který je schopen pojmout 1000krát více dat než tradiční magnetické pásky.
Produkt nazvaný Atlas Eon 100 tvrdí, že bude uchovávat „nenahraditelné archivy“ lidstva po tisíce let. Patří mezi ně rodinné fotografie, vědecká data, firemní záznamy, kulturní artefakty a hlavní verze digitálních uměleckých děl, filmů, rukopisů a hudby.
„Toto je vyvrcholení více než deseti let vývoje produktů a inovací napříč různými obory,“ Bill BanyaiZakladatel Atlas Data Storage, řekl v a prohlášení. „Máme v úmyslu nabídnout nová řešení pro dlouhodobou archivaci, uchování dat pro modely AI a ochranu dědictví a obsahu s vysokou hodnotou.“
V zásadě jsou všechna digitální data pouze řadou 1s a 0s v definovaném pořadí. DNA je podobná v tom, že je tvořena definovanými sekvencemi chemických bází adenin (A), cytosin (C), guanin (G) a thymin (T).
Ukládání dat DNA funguje namapováním binárního kódu na tyto báze; kódovací schéma může například přiřadit A jako 00, C jako 01, G jako 10 a T jako 11. Umělá DNA pak může být syntetizována s bázemi uspořádanými v odpovídajícím pořadí.
Pro Atlas Eon 100 je DNA potom dehydratována a uložena jako prášek v 0,7 palce vysokých (1,8 cm) robustních ocelových kapslích. Rehydratuje se pouze tehdy, když je třeba jej sekvenovat a jeho báze převést zpět na binární.
Užitečnější než magnetická páska
Pouze jeden kvart (jeden litr) roztoku DNA pojme 60 petabajtů dat – ekvivalent 10 miliard skladeb nebo 12 milionů HD filmů. Díky tomu je Atlas Eon 100, který byl oznámen 2. prosince, 1000krát hustší než magnetická páska.
Pro kontext, k uchování stejného množství dat by bylo potřeba asi 15 500 mil (25 000 km) pásky LTO-10 o šířce 0,5 palce (12,7 mm), standardního velkokapacitního paměťového média.
Tato hustota úložiště usnadní přenos velkého množství dat, než by tomu bylo u typických pevných disků nebo páskových kotoučů. DNA je také známá uchovat svou podobu po staletícož z něj činí pozoruhodně stabilní médium pro uchování dat po velmi dlouhá období.
Atlas Data Storage říká, že její produkt je stabilní v kancelářském prostředí se spolehlivostí 99,99999999999 %, ale kapsle vydrží i teploty až 40 °C (104 °F). Na druhou stranu magnetická páska rozpadne asi za deset let i s regulací teploty a vlhkosti.
Optická média, jako jsou CD a DVD, obvykle degradují do 30 letdokud pevné disky vydrží asi 6 nebo 7 let než se projeví známky zhoršení. Za méně než 3 hodiny při 158 °F (70 °C), paměťová buňka flash může „stárnout“ tolik, jako by normálně za měsíc.
Atlas také tvrdí, že jeho služba úložiště DNA nabízí jednodušší způsob, jak zálohovat data svých zákazníků, než to dělají jiná média. Jakmile je jeden řetězec zakódován, lze k tomu použít enzymy vytvořit více než miliardu kopií během několika hodin.
Řešení pro společnost lačnící po datech?
Podle Atlasu společnost každou minutu vygeneruje 280 PB dat. Představuje své úložiště dat DNA jako potenciální řešení šíření digitálních datkterý byl masivně umocněn generativním umělá inteligence (AI) boom.
Biotechnologie však čelí klíčové výzvě škálování: syntetizace zakódované umělé DNA je stále poměrně dlouhý proces ve srovnání s například uložením fotografie na stávající pevný disk. Twist Bioscience, bývalá mateřská společnost Atlasu, od níž zdědila svůj proces syntézy DNA, má v současné době k dispozici mezi 2 a 8 pracovními dny na řádech genů a oligo (krátké a dlouhé řetězce DNA).
Sekvenování je také notoricky drahé; to stojí asi 30 USD k přečtení jedné gigabáze DNA, což je ekvivalent asi 250 GB dat. Trvá to také dlouho, protože další nedávné řešení úložiště DNA to hlásí obnovení jednoho souboru trvá 25 minut. Atlas Data Storage nicméně tvrdí, že moderní sekvencery DNA „zlepšují propustnost a snížit náklady 1 000× rychleji než Moorův zákon.“
To znamená, že vzhledem k času potřebnému k syntéze a sekvenování DNA Aliance pro ukládání dat DNA v roce 2025 poznamenali, že neočekávají, že DNA bude používána pro ukládání archivních dat ve velkém po dobu dalších tří až pěti let.
Profesor Thomas Heinis, profesor počítačových věd na Imperial College London, který zkoumá ukládání dat na bázi DNA, je skeptický k nedostatku konkrétních dat, která Atlas publikoval o výkonu Atlas Eon 100. Poukázal na skutečnost, že Katalog DNA, který dal podobné sliby o svém řešení úložiště Shannon, před několika měsíci zkrachoval.
„Nepochybuji o tom, že sestrojili působivé zařízení, ale je těžké to ocenit bez konkrétních informací,“ řekl Live Science a dodal, že hlavní výzvou pro komercializaci ukládání DNA je syntéza, nikoli sekvenování.
„Zní to banálně, ale pokud náklady na zápis/syntézu nejsou konkurenceschopné, pak nemá smysl efektivně číst/sekvenovat. Nemůžete číst (levně) to, co si nemůžete dovolit napsat. V současné době je syntéza řádově příliš drahá, zatímco sekvenování je blíže k pásce, ale je stále dražší. Navzdory tomu, že pevně věříte v ukládání DNA, je potřeba hodně technologického pokroku a neviděl jsem nikoho, kdo by měl ekonomické řešení.“
