Już od kilku lat w wielu komputerach osobistych jedynym mechanicznym elementem jest wentylator na procesorze. Zwłaszcza że jakiś czas temu rozpoczął się proces odchodzenia twardych dysków do lamusa, chociaż – według obserwatorów tego segmentu rynku – potrwa on co najmniej dekadę. O tym, jak genialny był to produkt, może świadczyć fakt, że koncepcja magnetycznego zapisu danych na obracających się talerzach przetrwała już 68 lat. Pierwszy dysk, IBM 305 RAMAC, powstał w 1956 r., ważył ponad tonę i miał… 5 MB pojemności. Dominacji „twardzieli” zagroziła dopiero możliwość nieulotnego przechowywania danych w kościach pamięci.

Jednak kreatywnych prób stworzenia alternatywnych sposobów cyfrowego zapisu było oczywiście więcej. Ogromne pojemności i szybki dostęp do danych miały zapewniać płyty holograficzne, pamięć magnetyczna oparta na pojedynczych cząsteczkach lub grupach molekularnych, dyski optyczne wykorzystujące fotonikę zamiast tradycyjnej optyki czy technologia MRAM, łącząca zjawisko trwałego magnetyzmu z elektronicznymi układami półprzewodnikowymi. Każdy z tych pomysłów miał swój potencjał, ale napotkał wyzwania techniczne i ekonomiczne, które uniemożliwiły mu powszechne przyjęcie się na rynku.

Obecnie wyobraźnię wielu rozpalają możliwości oferowane przez technologię wykorzystującą zasady mechaniki kwantowej, która może być stosowana nie tylko do przetwarzania danych, ale także ich przechowywania. Jednak uzyskanie gwarancji stabilności działania tego typu systemów może jeszcze potrwać kilka dekad. Dlatego na prowadzenie wychodzą informatycy, biolodzy i chemicy, którzy już od paru lat pracują nad zastosowaniem metod sekwencjonowania DNA do przechowywania danych. O tym, że ich prace postępują we właściwym kierunku, może świadczyć fakt opublikowania przez organizację SNIA pierwszych specyfikacji technicznych dotyczących wykorzystania kwasu deoksyrybonukleinowego.

Informacje w DNA będą zapisywane w sekwencjach nukleotydów – adeninach (A), cytozynach (C), guaninach (G) i tyminach (T). Stanowią one odpowiednik bitów z danymi, które można odczytać za pomocą technik sekwencjonowania DNA. Ostatnio SNIA, we współpracy z organizacją DNA Data Storage Alliance (należą do niej: Catalog Technologies, Quantum, Twist Bioscience Corp. i Western Digital), zaprezentowała specyfikacje „Sector Zero” oraz „Sector One”. W sektorze zerowym nośnika DNA zdefiniowana będzie minimalna ilość informacji potrzebnych czytnikowi archiwum do zidentyfikowania kodeka użytego do zakodowania danych w sektorze pierwszym, a także zawarta będzie informacja o podmiocie, który zsyntetyzował DNA lub dokonał jego zapisu. Natomiast w sektorze pierwszym znajdować się będą metadane, takie jak opis treści, tablica plików i parametry do przesłania do sekwencera.

Dlaczego DNA? W przeciwieństwie do tradycyjnych nośników danych, metoda ta oferuje ogromną gęstość przechowywania danych oraz trwałość, dzięki której mogą one przetrwać tysiąclecia. Z tym, że jak każda nowa technologia, także ta metoda nie jest pozbawiona wyzwań. Obecnie koszty produkcji i sekwencjonowania DNA są stosunkowo wysokie, co jeszcze przez pewien czas będzie czyniło ją przydatną tylko do przechowywania cennych, ale niewielkich zbiorów danych. Istnieją również wyzwania związane z szybkością odczytu danych z DNA. Wkrótce okaże się też, czy producentom uda się zapewnić prostotę obsługi na tak dużym poziomie, aby z nośnika DNA można było korzystać tak jak dziś z pendrive’a.

Krzysztof Jakubik Krzysztof Jakubik  

Redaktor CRN Polska i redaktor prowadzący Vademecum Rynku IT.