Microsoft atinge um avanço no armazenamento de dados de DNA

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Imagem: PublicDomainPictures – DNA / Wikimedia Commons

O mundo tem um problema de dados. Todos os dias, criamos mais 2,5 milhões de gigabytes de dados e, a cada ano, a quantidade de dados produzidos globalmente aumenta exponencialmente. Isso nos coloca em rota de colisão com um problema sério: a taxa na qual produzimos dados está excedendo nosso capacidade de armazenamento.

Se cada vídeo do YouTube que assistimos, cada foto que tiramos do nosso telefone e cada documento que salvamos fosse armazenado em chips de memória flash tradicionais, consumiria de 10 a 100 vezes o suprimento esperado de silício. em 2040, A natureza prediz.

O que está claro é que precisamos de outra maneira de armazenar dados, e não de qualquer maneira. O método de armazenamento de dados do futuro deve ser robusto e denso. Em outras palavras, os dados atualmente armazenados em data centers do tamanho de campos de futebol devem ser colocados em um veículo muito menor. E essa solução precisa transferir dados rapidamente e armazenar nossa mídia mais preciosa por décadas sem estragar.

Onde procuramos encontrar esse Santo Graal do armazenamento de dados? Na molécula que abriga nossa informação genética: DNA. Onde os discos rígidos usam uns e zeros, Armazenamento de DNA usa quatro bases químicas, adenina (A), guanina (G), citosina (C) e timina (T). Você se lembra da aula de ciências do ensino fundamental? Esses compostos são conectados em pares (A a T; G ​​a C) para criar degraus em uma escada de dupla hélice. Acontece que você pode usar o DNA para converter uns e zeros nessas quatro letras para armazenar dados complexos.

A Microsoft, uma das pioneiras no armazenamento de DNA, está fazendo alguns progressos, trabalhando com o Laboratório de Sistemas de Informação Molecular da Universidade de Washington, ou MISL. A empresa anunciou em um novo trabalho de pesquisa o primeiro escritor de armazenamento de DNA em nanoescala, que o grupo de pesquisa espera escalonar para uma densidade de gravação de DNA de 25 x 10 ^ 6 sequências por centímetro quadrado, ou “três ordens de magnitude” (1.000x) mais apertadas do que antes. O que torna isso particularmente significativo é que é a primeira indicação de atingir as velocidades mínimas de gravação necessárias para o armazenamento de DNA.

A Microsoft é um importante player em armazenamento em nuvem e está buscando o armazenamento de dados de DNA para obter uma vantagem sobre a concorrência, usando sua densidade, sustentabilidade e vida útil incomparáveis. Diz-se que o DNA tem uma densidade capaz de armazenar um exabyte, ou um bilhão de gigabytes, por polegada quadrada, um número muitas magnitudes maiores do que nosso melhor método de armazenamento atual, fita magnética de tipo aberto linear (LTO) pode fornecer.

O que essas vantagens significam em termos do mundo real? Bem o Corporação internacional de dados prevê que a demanda por armazenamento de dados chegará a nove zetabytes até 2024. Como a Microsoft aponta, apenas um zetabyte de armazenamento seria usado se o Windows 11 fosse baixado para 15 bilhões de dispositivos. Com os métodos atuais, esses dados devem ser armazenados em milhões de cartuchos de fita. Corte a fita e use DNA, e nove zetabytes de informação podem ser armazenados em uma área tão pequena quanto uma geladeira (alguns cientistas dizem que todo filme já lançado pode caber na impressão de um cubo de açúcar). Mas talvez um freezer fosse uma analogia melhor, porque os dados armazenados no DNA podem durar milhares de anos, enquanto a perda de dados ocorre na fita com 30 anos e até antes em SSD e HDD.

Encontrar maneiras de aumentar a velocidade de escrita resolve um dos dois principais problemas com o armazenamento de DNA (o outro é o custo). Com o limite mínimo de velocidade de gravação ao alcance, a Microsoft já está avançando para a próxima fase.

“Um próximo passo natural é incorporar lógica digital no chip para permitir o controle individual de milhões de pontos de eletrodo para gravar kilobytes por segundo de dados no DNA, e prevemos que a tecnologia chegará a matrizes contendo bilhões de eletrodos capazes de armazenamento. megabytes por segundo de dados no DNA. Isso trará significativamente o desempenho e o custo do armazenamento de dados de DNA para mais perto da fita ”, disse a Microsoft. TechRadar.

Por mais promissor que pareça, estamos muitos anos longe de armazenar DNA em dados. Ignorando as complexidades técnicas, o armazenamento de dados de DNA é simplesmente muito caro – alguns megabytes custariam milhares de dólares, de acordo com Robert Grass da ETH Zuriche as baixas velocidades de gravação significam que você não deseja usar DNA para dados acessados ​​com frequência. Ainda assim, pesquisadores de todo o mundo estão trabalhando para nos aproximar de uma era em que os dados que criamos são armazenados na mesma molécula que contém nossa informação genética.

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