Технологии хранения данных за последние шестьдесят лет прошли невероятно длинный путь. В 1956 году компания IBM представила первый в мире жесткий диск, который мог содержать информацию объемом пять мегабайт, то есть не более одной музыкальной композиции. Сегодня же имеется возможность записать всю человеческую историю на один крошечный чип, который переживет смерть Солнца.
Хранение данных на новом уровне
Однако исследователи из Вашингтонского университета продемонстрировали, что существует также и более нестандартный метод хранения информации, чем на кремниевых чипах. В ходе эксперимента им удалось сохранить данные, которые обычно помещаются примерно на 600 смартфонах, на одной капле ДНК. Это невероятно малое по размеру хранилище информации.
Поразительные молекулы ДНК
«Жизнь произвела невероятную молекулу под названием ДНК, которая эффективно хранит все виды информации о ваших генах и о том, как функционирует живая система – она очень, очень компактная и крайне прочная, - говорит соавтор исследования Луис Чезе. - По сути, мы перепрофилируем ее, чтобы хранить на ней другие данные – изображения, видеозаписи, документы – управляемым способом в течение многих тысяч лет».
ДНК как контейнер для хранения данных
Хотя использование ДНК для хранения данных, конечно, может показаться довольно странным действием. Однако если задуматься об этом, то ДНК именно этим и занимается. ДНК – это генетическое руководство всей жизни на Земле. Исследователи воспользовались этим, понимая, что они могут преобразовать строительные блоки ДНК, которые на научном языке называются нуклеотидами, такие как аденин, тимин, гуанин и цитозин, в цифровые данные, представляющие собой единицы и нули.
Процесс эксперимента
После этого команда исследователей произвела собственные синтетические молекулы ДНК. Каждая цепочка ДНК содержала различные вариации нуклеотидов, закодированные при этом для хранения конкретных типов данных. Отличительные маркеры были размещены на отдельных нуклеотидах, чтобы сделать их более различимыми для устройства, предназначенного для считывания. Сделав это, исследователи смогли использовать ДНК, чтобы записывать на ее молекулы самые различные виды данных. За этим, естественно, последовало переоснащение компьютерной системы, чтобы она могла обрабатывать данную информацию.
Демонстрация
Демонстрация этой новейшей системы хранения представляла собой запись на синтетическое ДНК четырех изображений, а затем считывание и декодирование их с помощью компьютерной системы. И все это произошло без потери даже одного бита информации. После этого исследователям удалось проделать то же самое и для звуковых записей.
Поразительные возможности
Поражает то, что одна маленькая капля ДНК может хранить в себе информацию объемом более десяти тысяч гигабайт – это могут быть и фильмы, и изображения, и электронные письма, и текстовые документы. При этом данные на этом хранилище информации сохранились бы как минимум в течение пятисот лет. Благодаря этому данная отказоустойчивая система хранения информации является в миллионы раз более компактной, чем большинство передовых методов современности.
Концепция на стадии проверки
На данный момент этот метод находится на стадии разработки концепции, а точнее – на стадии доказательства ее состоятельности, так что не ожидайте того, что она будет доступна массово в ближайшее время. Однако стоит отметить, что у этого метода имеется огромный потенциал в вопросах компактного хранения информации. Исследование указывает на то, что цифровая вселенная, то есть все цифровые данные в мире, в течение ближайшего года достигнет шестнадцати зеттабайт. Если использовать метод измерения, выбранный учеными, – это примерно столько информации, сколько может храниться на триллионе смартфонов.
Перспективы
Эта новая система хранения информации в виде синтетического ДНК имеет теоретический лимит – один миллиард гигабайт данных на кубический миллиметр. Это означает, что шестнадцать тысяч кубических миллиметров, то есть приблизительно 16 миллилитров, могут сохранить абсолютно все данные о мире, которые будут существовать на момент 2017 года. Все, что люди когда-либо знали, будут находиться на небольшой капле синтетического ДНК – вот это потрясающий результат! Остается только надеяться, что ученые будут следовать в нужном направлении, и если не в ближайшее время, то хотя бы в будущем они смогут предоставить данную систему хранения информации для общественного использования. Только представьте себе, какие возможности это даст людям! Сейчас системы хранения информации развиваются довольно активно - на смену дискам HDD приходят SSD-аналоги, которые являются гораздо более функциональными. Переносная память растет в объемах, уменьшаясь при этом в размерах. Но все это померкнет на фоне хранения данных на молекулах ДНК, ведь даже самое маленькое переносное хранилище информации не идет ни в какое сравнение с тем, какие возможности предоставит новейшая технология.
Как уже было сказано выше, в шестнадцатимиллилитровой капле можно будет сохранить всю информацию, которая существует на данный момент на Земле во всех проявлениях. Таким образом, вам больше не придется заботиться о том, чтобы приобретать новые жесткие диски для компьютера, карты памяти для смартфонов и флеш-карты в качестве переносного хранилища данных. Все это будет помещаться на одной капле - подобная перспектива поражает. Но, опять же, пока что это только перспектива, концепт, находящийся на стадии подтверждения его функциональности. Кто знает, что может случиться в будущем? Ведь высокие технологии - это огромная индустрия, в которой вращаются невероятные суммы денег. А уже не раз было доказано, что деньги могут встать на пути многих благих дел. Остается надеяться на то, что хранение данных на молекулах ДНК - это технология, которая получит подтверждение, будет одобрена и в будущем запущена для массового использования. Ведь это действительно будет огромный шаг вперед, и он даст человечеству просто потрясающие возможности, о которых ранее можно было только мечтать.
