DNA’nın içinde veri depolamanın havalı olduğunu düşünüyorsanız, işte daha da büyüleyici bir şey. Austin’deki (UT Austin) Texas Üniversitesi’ndeki bilim adamları, dijital bilgileri sentetik polimer moleküllerinin içinde saklamanın bir yolunu icat ettiler. Kısacası, küçük plastik parçalarını hafıza bankalarına dönüştürüyorlar.
Plastik kapsüllerin içinde verileri gösteren bir örnek. Resim Kredileri: Google Deepmind/Pexels
Hatta karmaşık bir 11 karakterlik bir şifreyi kodlamak ve daha sonra herhangi bir güç olmadan sadece elektrik sinyalleri kullanarak ve tipik olarak moleküler verileri okumak için kullanılan pahalı ve hacimli araçlar kullanarak moleküler sistemlerini kullandılar.
Ut Austin’deki bir mühendis olan Praveen Pasupathy, “Bu, bir plastik yapı taşına bilgi yazmak için ilk deneme, daha sonra günlük bir materyalde bilgileri saklamaya bir adım daha yaklaşan elektrik sinyalleri kullanılarak geri okunabilen,” dedi. söz konusu.
Pasupathy ve ekibinin son çalışması, yaklaşımlarının uygulanması daha kolay, daha pratik ve daha az kaynak yoğun olduğunu göstermektedir. DNA tabanlı depolama yöntemler.
Plastik molekülleri veri tonozlarına dönüştürmek
Bu atılımın arkasındaki ilham biyolojiden geldi. Doğanın kendi olduğu DNA’nın veri depolama sistemimikroskobik bir alanda çok miktarda bilgi tutabilir ve yüzlerce yıldır sabit kalabilir.
Ancak, okuma ve okuma ve diğer depolama cihazlarının yerini almaya henüz hazır değil DNA hakkında veri yazma son derece uzmanlaşmış ve maliyetli ekipman gerektirir. Bu sorunu çözmek için, çalışma yazarları DNA’yı atmaya ve sıfırdan başlamaya karar verdiler.
Her biri benzersiz elektrokimyasal davranışı için seçilen monomer adı verilen dört özel yapım kimyasal yapı taşı tasarladılar, bu da parçalandıklarında farklı voltajlara yanıt verdikleri anlamına geliyor. Bu monomerler yeni bir sentetik alfabenin harfleri olarak hizmet etti.
Araştırmacılar, çeşitli şekillerde birleştirerek, bir klavyeye yazılabilecek neredeyse her şeyi temsil edecek kadar 256 farklı karakter yarattılar. Ekip daha sonra bu kimyasal alfabeyi, gerçek bir şifreyi kodlayan ve çözen bir monomer zinciri olan sentetik bir polimer oluşturmak için kullandı (DH &@DR%P0W ¢).
İlginç kısım okuma sürecinde geldi. Bilim adamları lazer veya karmaşık makineler kullanmak yerine elektrik kullandı. Polimer zinciri bir seferde bir monomeri parçaladığında, her parça küçük, farklı bir elektrik sinyali serbest bıraktı. Bu sinyalleri molekül parçalandıkça izleyerek, monomerlerin kimliğini ve sırasını bulabilirler, esasen şifreyi molekülden okurlar.
“Voltaj size bir bilgi parçası – şu anda bozulmuş monomerin kimliği – ve böylece farklı voltajları tararız ve molekülün bu filminin parçalandığını izleriz, bu da hangi monomerin hangi noktada bozulduğunu söyleriz. Hangi monomerlerin hangi monomerler olduğunu belirledikten sonra, karakterlerimizin kimliklerini bir araya getirebiliriz.
Dünyanın sürdürülebilir bir veri depolama çözümüne ihtiyacı var
Bu araştırmanın zamanlaması daha iyi olamazdı, çünkü dünya verilerde boğuluyor, ancak onu korumak için uzaysız. 2024’te küresel veri oluşturma 140 zettabayttan geçti (Bir ZB 10’a eşittir12 GB) ve bu yıl sadece bir yılda yüzde 28’lik şaşırtıcı bir artış olan 180 ZB geçmesi bekleniyor.
Dahası, patlayıcı ile Yapay zekanın büyümesiNesnelerin İnterneti (IoT) ve akış platformları, veri oluşturma hızı yavaşlama belirtisi göstermez ve sadece hızlanacaktır. Bununla birlikte, bu büyük hacmi depolama kapasitesi ayak uydurmamaktadır.
Sabit sürücüler ve katı hal sürücüleri gibi geleneksel depolama sistemleri sınırlarına çarpmaktadır ve verileri daha uzun bir süre (onlarca yıl süren zaman dilimi) saklayamazlar. Bu cihazların kendileri nispeten uygun fiyatlı ve kendi başlarına enerji tasarruflu olsa da, bunları veri merkezlerinde ölçeklendirmek farklı bir hikaye. Büyük Veri Merkezleri Büyük altyapı, sürekli soğutma ve kesintisiz güç gerektirir. Örneğin, 2023’te sadece veri merkezleri tüketti Yaklaşık yüzde beş ABD’de üretilen toplam elektriğin. Dahası, inşa etmek ve sürdürmek için çok pahalıdırlar.
Öte yandan, tıpkı DNA gibi, araştırmacılar tarafından önerilen gibi sentetik bir moleküler depolama sistemi, çok miktarda veri uzun vadede küçük bir alanda saklayabilir. Ayrıca, sürekli bir güç kaynağına ihtiyaçları yoktur, bu da onları son derece sürdürülebilir hale getirir.
Pasupathy, “Moleküller güce ihtiyaç duymadan çok uzun süre bilgi depolayabilir. Doğa bize bunun işe yaradığı ilke kanıtını verdi” dedi.
Ancak bu, polimer moleküllerinin hazır olduğu anlamına gelmez. Büyük ölçekli veri depolama. Birkaç sınırlamaları var. Örneğin, verileri okumak molekülü yok eder, bu da onu yalnızca güvenlik anahtarları veya veri doğrulaması gibi bir kerelik kullanımlar için uygun hale getirir.
Ayrıca, henüz çok hızlı değil, 11 karakterli şifreyi kodlamak iki saatten fazla sürdü, bu yüzden uzun bir yolu var. İyi haber şu ki, araştırmacılar zaten iyileştirmeler üzerinde çalışıyorlar. Bir sonraki hedefleri okuma sürecini hızlandırmak ve bu molekülleri doğrudan okuyabilen yongalar geliştirmektir.
News
