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ūü•á El Almacenamiento De Datos De ADN Puede Parecer Futurista, Pero Est√° En El Horizonte Inmediato

junio 28, 2021

A medida que la cantidad de datos que se generan en todo el mundo sigue creciendo a un ritmo agresivo, los investigadores buscan tecnologías de almacenamiento ultradensas y ultraduraderas que puedan alojarlo todo.

Por ejemplo, Microsoft está examinando la posibilidad de utilizar láseres para grabar datos en vidrio de cuarzo o almacenar información como un holograma dentro de cristales. Los nuevos desarrollos en almacenamiento en cinta, la primera opción actual para casos de uso de archivos, también son prometedores.

Sin embargo, un nuevo medio de almacenamiento en particular parece tener todos los atributos necesarios: √°cido desoxirribonucleico o ADN. Los investigadores han descubierto que un solo gramo de ADN es capaz de almacenar 215 PB (220 000 TB) de datos.

Para obtener m√°s informaci√≥n sobre el trabajo para hacer del almacenamiento de ADN una realidad comercial, LaComparacion Pro habl√≥ con DNA Data Storage Alliance, fundada el a√Īo pasado por Microsoft, Western Digital, Twist Bioscience e Ilumina.

La Alianza se lanzó con el objetivo de crear conciencia sobre la tecnología de almacenamiento emergente y establecer un conjunto de estándares y especificaciones sobre los que la industria puede basarse.

¬ŅQu√© es el almacenamiento de ADN y qu√© desaf√≠os enfrenta?

El almacenamiento de datos de ADN es el proceso de codificar y decodificar datos binarios en y a partir de cadenas de ADN sintetizadas (√°cido desoxirribonucleico). El ADN tiene varias propiedades √ļnicas, incluida la densidad, es esencialmente de copia gratuita, el c√≥digo seguir√° siendo legible y el costo de propiedad con el tiempo ser√° menor debido a la longevidad. Adem√°s, ahorra considerablemente en costos de energ√≠a en comparaci√≥n con el almacenamiento digital actual.

Las soluciones de almacenamiento heredadas han evolucionado considerablemente a lo largo de los a√Īos, pero la densidad de superficie de los medios magn√©ticos (disco duro y cinta), que en la actualidad habilita las soluciones de almacenamiento de archivos para el consumidor, se est√° ralentizando y el tama√Īo de las bibliotecas es cada vez mayor. En resumen, el crecimiento de los datos supera la escalabilidad de las soluciones de almacenamiento actuales. La industria necesita un medio de almacenamiento nuevo, m√°s denso, m√°s duradero, duradero y rentable para hacer frente al crecimiento futuro esperado de los datos de archivo.

¬ŅC√≥mo es posible traducir la informaci√≥n digital a un formato org√°nico (y viceversa)?

¬ŅQu√© tipo de complicaciones pueden surgir aqu√≠?

Para almacenar datos en ADN, los datos digitales (binarios) originales se codifican (asignados 1 y 0 a secuencias de bases de ADN, ACGT), luego se escriben (se sintetizan mediante procesos químicos). / Orgánicos) y se almacenan. Cuando los datos almacenados se necesitan nuevamente, las moléculas de ADN se leen (secuencian para revelar cada ACG o T individual en orden) y se decodifican (reasignadas a partir de las bases de ADN en 1 y 0).

Existen algunas preocupaciones sobre la precisión de los datos potencialmente introducidos por errores en la síntesis y secuenciación de oligonucleótidos (fragmentos cortos de ADN). Sin embargo, a diferencia de la síntesis de oligonucleótidos para el cuidado de la salud, que debe ser perfecta, el almacenamiento de ADN puede tolerar errores debido a los algoritmos de corrección de errores que se utilizan generalmente en el almacenamiento en la actualidad. Los pioneros en el almacenamiento de datos de ADN ya están trabajando para mejorar el algoritmo de codificación / corrección de errores que mitigará este riesgo y recuperará los datos con precisión. Además, el costo, la velocidad, la logística y otros desafíos siguen siendo barreras para que los centros de datos adopten esta tecnología.

La Alianza de almacenamiento de datos de ADN fue formada por Illumina, Microsoft Research, Twist Bioscience y Western Digital. Nuestra misi√≥n es crear y promover un ecosistema de almacenamiento interoperable basado en ADN fabricado como medio de almacenamiento de datos. Nuestro objetivo inicial es educar al p√ļblico y hacerlos conscientes de esta tecnolog√≠a emergente. Adem√°s, a medida que los m√©todos y herramientas de almacenamiento de datos de ADN comercialmente viables se comprendan mejor y est√©n m√°s disponibles, la Alianza considerar√° la creaci√≥n de especificaciones y est√°ndares (por ejemplo, codificaci√≥n, interfaces f√≠sicas, preservaci√≥n, sistemas de datos) para promover la aparici√≥n de Soluciones interoperables basadas en el almacenamiento de datos de ADN que complementan las jerarqu√≠as de almacenamiento existentes.

¬ŅCu√°l podr√≠a ser el impacto del almacenamiento de ADN en la industria de los centros de datos?

El ADN es un medio inherentemente respetuoso con el medio ambiente en t√©rminos de potencia, espacio y durabilidad, adem√°s de reducir dr√°sticamente la necesidad de migrar datos cada pocos a√Īos. Cuando se utiliza como medio de almacenamiento de archivos principal en un centro de datos, tiene el potencial de alterar el tama√Īo del centro de datos, as√≠ como el costo total de propiedad y, alternativamente, imponer cargos significativamente m√°s bajos. recursos.

¬ŅCu√°les son los principales obst√°culos que deber√° superar el almacenamiento de ADN?

Los costos de la síntesis y secuenciación de ADN siguen siendo relativamente altos en comparación con los medios de almacenamiento de archivos utilizados actualmente, como discos duros o cintas, y se requiere una reducción significativa de costos para que el almacenamiento de datos de ADN sea exitoso. Además, la educación y el fomento de la confianza para preparar el mercado para este nuevo medio de almacenamiento también serán esenciales, razón por la cual se formó la Alianza de almacenamiento de datos de ADN.

¬ŅCu√°les son las √ļltimas innovaciones en I + D que acercan el almacenamiento de ADN a la realidad?

Los costos contin√ļan cayendo debido a la miniaturizaci√≥n del proceso de s√≠ntesis de ADN por Twist Bioscience. Otras empresas est√°n buscando m√©todos alternativos de s√≠ntesis de ADN, ambos enfoques permiten una s√≠ntesis masiva en paralelo y reducciones de costos. El costo y el rendimiento de NGS tambi√©n mejoran constantemente, lo que hace que la recuperaci√≥n de datos de ADN sea m√°s prometedora. Adem√°s, el desarrollo de algoritmos de codificaci√≥n y decodificaci√≥n ha demostrado su eficacia.

¬ŅCon qu√© tipo de horario estamos lidiando?

El almacenamiento de datos de ADN estar√° disponible a medio plazo. Todav√≠a queda trabajo por hacer y mucho impulso para que esto sea una realidad. Es probable que los primeros en adoptar el almacenamiento de datos de ADN sean aplicaciones en las que tengan datos de escritura √ļnica, lectura nunca (WORN) o escritura √ļnica, lectura rara vez (PIRE). A medida que la tecnolog√≠a evoluciona y se acepta dentro de la comunidad, el mercado se expandir√° y evolucionar√°.

¬ŅCon qu√© tecnolog√≠as de almacenamiento hist√≥ricas es m√°s probable que compita el ADN?

La demanda de almacenamiento de datos a largo plazo en la nube está alcanzando niveles sin precedentes. Las tecnologías de almacenamiento existentes no ofrecen una solución rentable para almacenar datos a largo plazo. Operar a tales escalas en la nube requiere una revisión fundamental de cómo construimos sistemas de almacenamiento a gran escala y las tecnologías de almacenamiento subyacentes que los sustentan.

¬ŅHay otras tecnolog√≠as de almacenamiento emergentes en desarrollo que podr√≠an ser igualmente prometedoras?

Los investigadores est√°n explorando varias tecnolog√≠as para respaldar esta evoluci√≥n, incluido el almacenamiento de datos en ADN sint√©tico, vidrio de cuarzo y otros sistemas √≥pticos evolutivos. El almacenamiento de datos de ADN es √ļnico en sus caracter√≠sticas y propiedades; se puede argumentar que permitir√° un nuevo nivel de almacenamiento.


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