Китайская академия наук презентует революционную технологию ДНК-хранения данных: надежда на решение кризиса хранения информации
Китайская академия наук анонсировала значительное достижение в сфере хранения данных — создание первой в мире струйной системы ДНК-печати, работающей по принципу подвижного шрифта. Инновационная технология, названная «Би Шэн-1», заявляет о возможности революционизировать подходы к архивированию информации. С учетом растущих объемов генерируемых данных, новейшая разработка предлагает весомое решение по ускорению записи и снижению затрат на хранение информации.
По данным прогнозов, мир столкнется с небывалым объемом информации, ожидая, что к указанному сроку объем глобальных данных достигнет 394 зеттабайт. Однако традиционные кремниевые носители уже начинают давать сбой, демонстрируя серьезные ограничения в производительности и нарастающие энергозатраты. В этой ситуации ДНК, как природный носитель информации, вступает в игру.
ДНК была признана ученым сообществом эффективным средством хранения данных благодаря своей способности кодировать информацию в последовательностях нуклеотидов (A, T, C, G). Впечатляет, что всего лишь один килограмм ДНК способен сохранять информацию, достаточную для архивирования всех существующих данных на планете в течение веков. Однако существующие технологии, схожие с традиционной ксилографией, требуют создания длинных цепочек ДНК для каждого отдельного фрагмента информации, что делает процесс дорогостоящим, медленным и неэффективным.
Недавнее вдохновение инженеров в Китае исходило от древнего метода печати подвижным шрифтом, использовавшегося еще в XI веке. Это привело к созданию системы, в которой короткие фрагменты ДНК длиной в 24 нуклеотидные базы стали выполняющими роль повторно используемых «литер». Эти фрагменты могут храниться в плазмидах или даже в живых организмах, таких как бактерии E. coli, и легко размножаются для получения необходимых данных.
Согласно отчетам, представленным в журнале Advanced Science, новый принтер «Би Шэн-1» способен печатать 168 000 ДНК-букв за всего лишь пять часов. При этом он скомбинировал многоэтапные ферментные методы связывания, и результатом стало сохранение 43,7 КБ информации из четырех различных файлов со скоростью 4 байта в секунду. В качестве сравнения, современные коммерческие ДНК-синтезаторы достигают скорости записи лишь в 0,49 байта в секунду.
Успехи китайских ученых не только обещают увеличение скорости, но и значительное уменьшение затрат: стоимость хранения данных в данной системе снижается до 122 долларов за мегабайт, что является прорывом по сравнению с ныне существующими ценами на уровне 3260 долларов за мегабайт.
По мнению исследователей, «Би Шэн-1» может служить основой для создания масштабируемой экосистемы хранения данных, способной менять правила игры в таких областях, как медицинские архивы, видеонаблюдение и сохранение культурного наследия. Как отметил ученый из Пекинского института геномики Чэнь Фэй, «высокая плотность, долговременная стабильность, практически нулевое энергопотребление и устойчивость к внешним помехам делают ДНК-хранилища идеальными для архивирования редко используемых данных, которые составляют примерно 80% общего объема информации».
Следующий этап развития этой технологии — создание модели «Би Шэн-2», которая обещает быть еще более компактной, с целью снизить стоимость хранения до «центов за мегабайт» и достичь хранения в несколько терабайт. Эксперты уверены, что дальнейшие исследования и реализация этих технологий откроют новые горизонты для обработки и хранения данных на мировом уровне, обеспечивая надежное будущее в условиях растущих вызовов современного информационного общества.
