Svet doživlja pomanjkanje prostega prostora za shranjevanje digitalnih podatkov. Ta problem obstaja že nekaj let, a navadni ljudje o njem komajda pomislijo. Ne tako dolgo nazaj je bil čas, ko je bilo prostora za snemanje digitalnih podatkov omejeno z velikostjo trdega diska vašega računalnika. Ko je bila meja dosežena, smo bodisi šli po nov trdi disk ali vse posneli na optični medij. Ko so se končali, smo samo izbrisali stare podatke in posneli nove. Vendar obstajajo tisti, ki podatkov nikoli ne izbrišejo.
Na primer, veliko podjetij tega ne počne, zlasti tista, katerih področje dejavnosti in vrednost je odvisno od digitalnih informacij, ki jih imajo. Časi se spreminjajo. Tehnologija napreduje. Zdaj se podatki ne brišejo, temveč se prenesejo v "oblak". Mimogrede, izraz "oblak" je zelo efemerni in sploh ne odraža resničnega fizičnega naravnega pojava. Le zdel se mu je zelo udoben in lep, zato so ga zapustili. Kje so shranjeni podatki? To sploh ni pomembno, vsaj dokler se lahko kadarkoli obrnemo na njih. Je verjetno, da nam bo sčasoma zmanjkalo prostora za shranjevanje v oblaku? Nihče ne razmišlja o tem. Dokler plačujete naročnino, je vse v redu. Malo prostora? Izberete nov tarifni načrt in dobite še več prostora za svoje podatke.
Ta nered je ljudem težko predstavljal, da nam bo nekega dne zmanjkalo prostora za shranjevanje digitalnih podatkov. Kot si je bilo včasih težko predstavljati, da bi lahko na Zemlji prej ali slej na Zemlji zmanjkalo sladke vode, katere rezerve se zaradi njenega kroženja v naravi napolnijo. Toda tu je resničnost. V letu 2018 so se oskrbe z vodo v Cape Townu v Južni Afriki hitro približale popolnemu izčrpanju. In mi, ljudje, ki o tem ne razmišljamo, se hitro približujemo pomanjkanju prostega prostora za shranjevanje digitalnih podatkov.
Podatki, podatki, podatki okoli
Glavni razlog za to izčrpavanje prostega prostora je seveda povezan s hitrostjo pridobivanja novih podatkov. Vsak dan po vsem svetu, zahvaljujoč 3,7 milijarde uporabnikov interneta, ustvari približno 2,5 kvintiljonskih bajtov informacij. Od vseh digitalnih podatkov, ki so danes na voljo, je bilo v zadnjih dveh letih ustvarjenih 90 odstotkov. In z rastjo števila uporabljenih pametnih naprav, ki se povezujejo na svetovni splet (isti "Internet stvari"), se bodo te številke v bližnji prihodnosti še povečale.
"Ko ljudje govorijo o shranjevanju v oblaku, pogosto pomenijo, da obstaja nekaj neskončnega prostega prostora za shranjevanje informacij," za Digital Trends komentira Hyun Jun Park, vodja in soustanovitelj kataloga, podjetja za shranjevanje podatkov.
Promocijski video:
"Vendar je oblak isti računalnik, ki hrani vaše podatke. Ljudje se preprosto ne zavedamo, da se na svetu ustvari toliko digitalnih podatkov, da je hitrost njihovega ustvarjanja bistveno pred našo zmožnostjo vsega shranjevanja. V zelo bližnji prihodnosti bomo opazili velik razkorak med količino koristnih podatkov in našo zmožnostjo shranjevanja z uporabo tradicionalnih medijev."
Ker so podjetja za shranjevanje v oblaku nenehno zasedena z gradnjo novih podatkovnih centrov ali širjenjem obstoječih, je zelo težko predvideti, kdaj bomo dejansko izgubili ves prosti prostor. Kljub temu pa lahko po istem parku do leta 2025 človeštvo v celoti ustvari več kot 160 zettabajtov digitalnih informacij (zettabajti, za tiste, ki tega ne veste, pa je to bilijon gigabajtov). Koliko tega obsega lahko resnično prihranimo? Približno 12,5 odstotka, pravi Park.
To vprašanje je vsekakor treba rešiti.
Je DNK odgovor?
Tako pravijo Park, Nathaniel Rocket in njihovi kolegi z Massachusetts Institute of Technology. Skupaj sta ustanovila Katalog, znotraj katerega zidov je bila razvita tehnologija, ki bi po mnenju njenih ustvarjalcev lahko spremenila način razmišljanja o tem, kako bodo shranjeni vsi naši digitalni podatki v bližnji prihodnosti. Po njihovem mnenju ali bolje rečeno, se lahko digitalni podatki z vsega sveta kmalu prilegajo na območje, ki ni večje od garderobe.
Katalog ponuja kodiranje DNK kot primerno rešitev. Vse zveni kot ena od zgodb ameriškega pisatelja znanstvene fantastike Michaela Crichtona, vendar je skalabilna in cenovno ugodna rešitev, ki jo ponujajo, precej realistična in je celo pritegnila 9 milijonov dolarjev za tvegano financiranje, pa tudi podporo vodilnih profesorjev iz univerz Stanford in Harvard.
„Pogosto se mi postavlja vprašanje: čigav DNK uporabljamo? Kot da ljudje mislijo, da od osebe vzamemo DNK in jih spremenimo v mutante ali kaj podobnega, se smeji Park.
Toda to sploh ni tisto, kar počne Katalog. DNK, ki ga Katalog uporablja za kodiranje podatkov, je sintetični polimer. Ni biološkega izvora in ni ustvarjen na parih dušikovih baz, v katere so zapisane informacije. Niz nič in tistih, ki jih zapišemo v polimer, tudi ne more biti koda nič živega. Kljub temu je nastali izdelek biološko praktično ne ločljiv od tistega, kar smo navajeni srečevati v živi celici.
Zamisel, da je DNK mogoče obravnavati kot alternativni medij za shranjevanje digitalnih informacij, sega že nekaj desetletij. Dejansko sta se leta 1953 James Watson in Francis Crick prvič lotila modela strukture DNK. Vendar do zdaj številne pomembne omejitve niso dopuščale videti ogromnega potenciala uporabe DNK kot sredstva za shranjevanje digitalnih informacij, da ne omenjam, kako vse to prevesti v resničnost.
V svojem običajnem pogledu je metoda shranjevanja informacij skozi DNK osredotočena na sintezo novih molekul DNK; ujemanje zaporedja bitov informacij z zaporedji štirih parov DNK in ustvarjanje dovolj molekul, da predstavljajo vse številke, ki jih želite shraniti. Težava te metode je, da je postopek drag in počasen. Poleg tega obstaja veliko omejitev, povezanih z dejanskim shranjevanjem samih podatkov.
Katalogov pristop predlaga izključitev sinteze molekul od njihovega kodiranja. V osnovi podjetje najprej proizvede ogromno količino samo določenih molekul (kar znatno zmanjša stroške proizvodnje), nato pa v njih kodira informacije s pomočjo različnih že pripravljenih molekul.
Kot analogija Katalog primerja prejšnji pristop k izdelavi trdih diskov po meri z informacijami, ki so že bile predhodno zabeležene na njem. Snemanje novih informacij v tem primeru pomeni potrebo po ustvarjanju novega trdega diska iz nič. Nov pristop Kataloga je mogoče primerjati z množično proizvodnjo praznih trdih diskov in pisanjem novih kodiranih informacij nanje po potrebi.
Vse gre za skladiščenje
Lepota tega je, kako ogromno količino podatkov lahko shranimo v zelo kompaktnem prostoru. Katalog je kot demonstracijo uporabil svojo tehnologijo za kodiranje različnih knjig znanstvene fantastike v DNK. Na primer celoten cikel romanov Vodnik po avtocestih po galaksiji. Toda to so vse malenkosti pred možnostmi odpiranja.
»Če primerjamo primerljive številke, je število bitov, ki jih lahko shranite z DNK, milijon-krat večje od tistega, ki ga ponujajo isti SSD diski. Za primer vzemimo velikost običajnega bliskovnega pogona. S pomočjo DNK metode shranjevanja informacij lahko v napravo, velikost tega bliskovnega pogona, napišete milijonkrat več informacij kot na običajni bliskovni pogon."
Primerjava s pogoni SSD še vedno ni povsem natančna. DNK vam omogoča, da shranite veliko več informacij v primerljivem obsegu, vendar tehnologija ne omogoča takojšnjega dostopa do nje, kot na primer v primeru istih pogonov USB. Kataloška tehnologija pretvarja informacije v trdno fizično kroglico (granulo) iz sintetičnega polimera.
Za dostop do teh informacij morate vzeti kodirano kroglico iz sintetičnega polimera, jo rehidratirati z vodo in nato "prebrati" s pomočjo sekvence DNK. V okviru postopka bo mogoče izolirati osnovne pare DNK, ki jih lahko nato uporabimo za izračun števila nič in tistih, ki tvorijo informacije. Od začetka do konca lahko ta postopek traja vsaj nekaj ur.
Zaradi tega je ta tehnologija usmerjena predvsem na trg arhiviranja, kjer hiter dostop do informacij ni potreben. Običajno to pomeni podatke, ki se po snemanju ne uporabljajo ali se zelo redko uporabljajo, vendar so izredno pomembni za ohranitev. Recimo, kot garancija za hladilnik, le v podjetniškem merilu.
Kako bo vse to koristilo navadnim uporabnikom? Na začetku članka smo govorili o tem, da večina od nas ne razmišlja o tem, kaj se dogaja in kje so naše informacije shranjene. Na trdnih medijih? Da, četudi samo na magnetnem traku. To nas ne zanima, če imamo dostop do njega kadarkoli.
Zaradi dolžine postopka obnavljanja informacij verjetno ne bomo nikoli dosegli ravni, ko bo nek Google Cloud ali Yandex. Disk shranil naše podatke v velikanskih kadih DNK. Če ista tehnologija Kataloga dokaže svojo učinkovitost, potem bo najverjetneje našla svojo nišo na področjih, kjer se uporablja pristop dolgoročnega shranjevanja informacij. Kar zadeva način kratkoročnega shranjevanja, kjer se trenutno uporabljajo tako trdi diski kot SSD diski, se bomo morali zanesti na druge metode.
Predstavljamo perspektive
Ta epruveta vsebuje milijone kopij podatkov, kodiranih v DNK.
Kljub temu lahko tukaj vidite skoraj znanstveno-fantastične možnosti.
"Predstavljajte si, da zrnca, ki so vam vsajena pod kožo, vsebujejo vse podatke o vašem zdravju: podatke o angiografiji z magnetno resonanco, podatke o krvni skupini, rentgenski posnetek zobozdravniku," pravi Park.
"Verjetno želite, da so vam vsi ti podatki vedno na voljo, vendar jih ne želite hraniti nekje v" oblaku "ali na nekaterih nezavarovanih bolnišničnih strežnikih. Če boste imeli te podatke v obliki DNK ves čas pri sebi, ga boste lahko fizično upravljali, pridobili dostop, če bo potrebno, ga omejili vsem drugim in ga odprli neposredno svojim zdravnikom.
Skoraj vsaka sodobna bolnišnica ima sekvence DNK. Ne pravim, da si trenutno prizadevamo točno za ta cilj uporabe te tehnologije, vendar bo v prihodnosti vse to lahko postalo povsem mogoče, «pravi razvijalec.
Katalog je trenutno vključen v eksperimentalne projekte, katerih namen je prikazati učinkovitost tehnologije, ki so jo razvili.
"Ne srečujemo se z nobenimi nerešljivimi znanstvenimi težavami. Zdaj bolj govorimo o nalogah optimizacije mehanskih procesov," je dejal Park.
Park se je po lastnem priznanju odločil, da se bo vključil v raziskovanje načinov shranjevanja podatkov z uporabo DNK preprosto zato, ker se mu je zdelo zelo kul in inovativen tehnološki pristop k reševanju obstoječega velikega problema. Zdaj lahko po mnenju strokovnjaka ta tehnologija postane ena najpomembnejših tehnologij našega časa.
Nikolaj Hizhnyak