Svijet ima manjak slobodnog prostora za pohranu digitalnih podataka. Taj problem postoji već nekoliko godina, ali obični ljudi gotovo nikada ne razmišljaju o tome. Ne tako davno, došlo je vrijeme kada je slobodni prostor za snimanje digitalnih podataka bio ograničen veličinom tvrdog diska vašeg računala. Kad je dosegnuta granica, ili smo tražili novi tvrdi disk ili sve snimili na optički medij. Kad su završili, samo smo izbrisali stare podatke i snimili nove. Ali postoje oni koji nikada ne brišu podatke.
Na primjer, mnoge tvrtke to ne rade, pogotovo one čija djelatnost i vrijednost ovise o digitalnim informacijama koje posjeduju. Vremena se mijenjaju. Tehnologija napreduje. Sada se informacije ne brišu, prenose se u "oblak". Usput, sam izraz "oblak" vrlo je efemerni i uopće ne odražava stvarni fizički prirodni fenomen. Izgledao je vrlo ugodno i lijepo, a oni su ga napustili. Gdje se pohranjuju podaci? To uopće nije važno, barem dok se mi u bilo kojem trenutku možemo obratiti njima. Je li vjerojatno da će nam ponestati prostora za pohranu u oblaku? Nitko ne razmišlja o tome. Sve dok plaćate pretplatu, sve je u redu. Malo prostora? Odaberete novi tarifni plan i dobivate još više prostora za svoje podatke.
Taj nered ljudima otežava čak i zamišljanje da bismo jednog dana mogli ponestati slobodnog prostora za pohranu digitalnih podataka. Kao što je nekad bilo teško zamisliti da na Zemlji prije ili kasnije može istjecati slatka voda, čije se rezerve pune zbog cirkulacije u prirodi. Ali evo stvarnosti. U 2018. opskrba vodom u Cape Townu u Južnoj Africi brzo se približila potpunom iscrpljivanju. A mi, ljudi koji o tome ne razmišljamo, brzo se približavamo nedostatku slobodnog prostora za pohranu digitalnih podataka.
Podaci, podaci, podaci okolo
Glavni razlog tog iscrpljivanja slobodnog prostora je, naravno, povezan s brzinom kojom proizvodimo nove podatke. Svakodnevno širom svijeta, zahvaljujući 3,7 milijardi korisnika interneta, nastaje oko 2,5 kvintilijun bajta informacija. Od svih danas dostupnih digitalnih podataka 90 posto je stvoreno u posljednje dvije godine. A s porastom broja korištenih pametnih uređaja koji se povezuju na svjetsku mrežu (isti "Internet stvari"), ti će se brojevi u skoroj budućnosti još više povećavati.
„Kad ljudi govore o pohrani u oblaku, često znače da postoji neka vrsta beskonačnog besplatnog prostora za pohranu,“Digital Trends komentira Hyun Jun Park, voditelj i suosnivač tvrtke Catalogue, skladišne tvrtke.
Promotivni video:
"Međutim, oblak je isto računalo koje pohranjuje vaše podatke. Ljudi jednostavno ne shvaćaju da se u svijetu generira toliko digitalnih podataka da je brzina kojom se proizvodi značajno ispred naše mogućnosti da sve to pohranimo. U vrlo bliskoj budućnosti vidjet ćemo ogroman jaz između količine korisnih podataka i naše sposobnosti da ih pohranimo koristeći tradicionalne medije."
Budući da tvrtke za skladištenje oblaka neprestano zauzimaju izgradnju novih podatkovnih centara ili širenje postojećih, vrlo je teško predvidjeti kada ćemo stvarno izgubiti sav slobodni prostor. Ipak, prema istom Parku, do 2025. godine čovječanstvo u agregatu može generirati više od 160 zettabajta digitalnih informacija (zettabajta, za one koji to ne znaju, ovo je bilijun gigabajta). Koliko ovog volumena možemo stvarno uštedjeti? Oko 12,5 posto, kaže Park.
Ovo pitanje definitivno treba riješiti.
Je li DNK odgovor?
Tako kažu Park, Nathaniel Rocket i njihovi kolege s Massachusetts Institute of Technology. Zajedno su osnovali Katalog, unutar čijih se zidova razvijala tehnologija koja bi, prema tvorcima, mogla promijeniti način razmišljanja o tome kako će se svi naši digitalni podaci pohraniti u bliskoj budućnosti. Po njihovom mišljenju, ili bolje rečeno, uskoro se digitalni podaci iz cijelog svijeta mogu uklopiti u područje koje nije veće od garderobe.
Katalog nudi kodiranje DNK kao pogodno rješenje. Sve to zvuči kao jedna od priča američkog pisca znanstvene fantastike Michaela Crichtona, ali skalabilno i pristupačno rješenje koje nude prilično je realistično i čak je privuklo čak 9 milijuna dolara financiranja putem pothvata, kao i podršku vodećih profesora sa sveučilišta Stanford i Harvard.
„Često mi se postavlja pitanje: čiju DNK koristimo? Kao da ljudi misle da mi od osobe uzimamo DNK i pretvaramo ih u mutante ili nešto slično , smije se Park.
Ali to uopće nije ono što čini Katalog. DNK koju Katalog koristi za kodiranje podataka sintetički je polimer. Nije biološkog podrijetla i ne stvara se na parovima dušičnih baza u koje se bilježe informacije. Niz nula i onih koji su zapisani u polimer također ne mogu biti šifra bilo čega živoga. Ipak, dobiveni proizvod biološki se praktično ne razlikuje od onoga što smo navikli susresti u živoj ćeliji.
Ideja da se DNK može promatrati kao alternativni medij za pohranu digitalnih informacija datira iz nekoliko desetljeća. U stvari, kad su James Watson i Francis Crick prvi put osmislili model strukture DNK 1953. godine. Međutim, do sada, niz značajnih ograničenja nije dopuštalo sagledavanje ogromnog potencijala upotrebe DNK kao sredstva za pohranu digitalnih informacija, a kamoli kako sve to prevesti u stvarnost.
Prema svom uobičajenom pogledu, metoda pohrane podataka kroz DNA usredotočena je na sintezu novih molekula DNA; podudaranje nizova bitova informacija s nizovima četiri para DNK i stvaranje dovoljno molekula da predstavljaju sve brojeve koje želite pohraniti. Problem ove metode je što je postupak skup i spor. Uz to, postoje mnoga ograničenja povezana s stvarnim pohranjivanjem samih podataka.
Catalogov pristup sugerira isključenje sinteze molekula iz njihovog kodiranja. U osnovi, tvrtka prvo proizvodi ogromnu količinu samo određenih molekula (što značajno smanjuje troškove proizvodnje), a zatim kodira informacije u njih koristeći razne gotove molekule.
Kao analogija, Katalog uspoređuje prethodni pristup proizvodnji prilagođenih tvrdih diskova s informacijama koje su već zabilježene na njemu. Snimanje novih podataka u ovom slučaju podrazumijeva potrebu kreiranja novog tvrdog diska od početka. Novi pristup Kataloga može se usporediti s masovnom proizvodnjom praznih tvrdih diskova i pisanjem novih kodiranih podataka po potrebi.
Sve se odnosi na pohranu
Ljepota ovoga je u tome što ogromna količina podataka može biti pohranjena u vrlo kompaktnom prostoru. Kao demonstracija, Catalog je upotrijebio svoju tehnologiju za kodiranje raznih knjiga znanstvene fantastike u DNK. Primjerice, cijeli ciklus romana Vodič za autostope do galaksije. Ali sve su to sitnice prije mogućnosti otvaranja.
"Uspoređujući usporedivi broj, broj bitova koje možete pohraniti s DNA milijun je puta veći od onog koji nude isti SSD uređaji. Na primjer, uzmimo veličinu običnog flash pogona. Pomoću DNK metode pohranjivanja podataka možete na uređaj veličine ove bljeskalice upisati milijun puta više informacija nego na običan bljesak."
Usporedba s solid-state pogonima, napominju programeri, još uvijek nije u potpunosti točna. DNK vam omogućuje pohranjivanje mnogo više informacija u usporedivu količinu, ali tehnologija vam ne omogućuje trenutno pružanje istog pristupa, kao na primjer u slučaju istih USB pogona. Kataloška tehnologija pretvara informacije u čvrstu fizičku pelet (granulu) iz sintetskog polimera.
Za pristup ovim informacijama potrebno je uzeti kodiranu pelet od sintetičkog polimera, rehidrirati je vodom i zatim je "pročitati" pomoću DNA sekvencera. Kao dio postupka moći će se izvući osnovni parovi DNK, koji će se zatim koristiti za izračunavanje broja nula i onih koji tvore informacije. Od početka do kraja ovaj postupak može trajati najmanje nekoliko sati.
Zbog toga je ova tehnologija prvenstveno usmjerena na tržište arhiviranja, gdje nije potreban brz pristup informacijama. Obično to znači da se podaci ne koriste ili se vrlo rijetko koriste nakon snimanja, ali su izuzetno važni za očuvanje. Recimo, poput vašeg jamstva za hladnjak, samo na korporativnom nivou.
Kako će sve to koristiti običnim korisnicima? Na početku članka razgovarali smo o činjenici da većina nas ne razmišlja o onome što se događa i gdje su naše informacije pohranjene. Na čvrstim medijima? Da, čak i ako samo na magnetskoj vrpci. To nas ne zanima sve dok imamo pristup u bilo koje vrijeme.
Zbog duljine procesa oporavka podataka malo je vjerojatno da ćemo ikada dostići razinu kada će neki Google Cloud ili Yandex. Disk pohraniti naše podatke u džinovske posude s DNK. Ako ista tehnologija Kataloga dokaže svoju učinkovitost, onda će, najvjerojatnije, pronaći svoju nišu na područjima gdje se primjenjuje pristup dugoročnog pohranjivanja podataka. Što se tiče metode kratkotrajne pohrane, gdje se trenutno koriste i čvrsti diskovi i SSD, morat ćemo se osloniti na druge metode.
Predstavljamo perspektive
Ova epruveta sadrži milijune primjeraka podataka kodiranih u DNK.
Ipak, ovdje možete vidjeti gotovo znanstveno-fantastične mogućnosti.
"Zamislite da zrnca implantirana ispod vaše kože sadrže sve informacije o vašem zdravlju: podatke o angiografiji magnetske rezonancije, podatke o krvnoj grupi, rendgenski snimak vašeg stomatologa", kaže Park.
"Vjerojatno želite da vam svi ovi podaci budu uvijek dostupni, ali ne želite ih pohraniti negdje u" oblaku "ili na nekom nezaštićenom bolničkom poslužitelju. Imajući ove podatke u obliku DNK sa sobom u svakom trenutku, moći ćete fizički upravljati njima, dobiti pristup, ako je potrebno, ograničiti ih na sve ostale i otvoriti ih izravno svojim liječnicima."
Gotovo svaka moderna bolnica ima DNA sekvence. Ne kažem da trenutno slijedimo upravo ovaj cilj korištenja ove tehnologije, ali u budućnosti bi sve to moglo postati sasvim moguće “, kaže programer.
Katalog je trenutno uključen u eksperimentalne projekte čiji je cilj pokazati učinkovitost tehnologije koju su razvili.
"Nismo suočeni s bilo kakvim neriješivim znanstvenim poteškoćama, sada više govorimo o zadacima optimizacije mehaničkih procesa", rekao je Park.
Park je odlučio da se uključi u istraživanje načina pohrane podataka koristeći DNK samo zato što je smatrao da je to vrlo kul i inovativan tehnološki pristup u rješavanju postojećeg velikog problema. Prema mišljenju stručnjaka, ova tehnologija može postati jedna od najvažnijih tehnologija našeg vremena.
Nikolaj Khizhnyak