[Хранение данных, Хранилища данных, Научно-популярное] Команда МТИ разрабатывают цифровую файловую систему для хранения данных в ДНК
Автор
Сообщение
news_bot ®
Стаж: 6 лет 9 месяцев
Сообщений: 27286
Ученые Массачусетского технологического института нашли способ поиска и извлечения отдельных файлов, хранящихся в виде ДНК. Они рассчитывают, что это станет шагом к использованию ДНК в качестве файлохранилища, способного вместить всю сгенерированную человечеством информацию.На сегодняшний день люди создали около 10 трлн ГБ данных, и каждый день появляются новые электронные письма, фотографии, твиты и другие цифровые файлы. Большая часть этих данных хранится в эксабайтных центрах обработки данных (1 ЭБ равен 1 млрд ГБ), которые могут занимать несколько футбольных полей, а их строительство и обслуживание стоит около миллиарда долларов.Многие ученые считают, что альтернативным способом хранения данных может быть молекула ДНК, которая может вмещать огромное количество информации. По словам Марка Бата, профессора МТИ, в кофейной кружке, полной ДНК, теоретически можно уместить все мировые данные.«ДНК в тысячу раз плотнее, чем флеш-накопитель, кроме того, полимер ДНК не потребляет энергии. Можно записать информацию на ДНК и хранить ее вечно».Цифровые системы хранения кодируют текст, фотографии или любую другую информацию как последовательность нулей и единиц. Эту же информацию можно закодировать в ДНК с использованием четырех нуклеотидов, составляющих генетический код: A, T, G и C. Например, G и C могут использоваться для обозначения 0, в то время как A и T представляют 1. У ДНК есть и несколько других особенностей, которые делают ее оптимальным носителем информации: она стабильна, ее легко синтезировать и секвенировать; она обладает высокой плотностью — каждый нуклеотид, эквивалентный двум битам, составляет около 1 нм³. Благодаря этому 1 ЭБ данных, хранящихся в виде ДНК, может уместиться на человеческой ладони.Одно из препятствий для такого типа хранения данных — высокая стоимость синтеза больших объемов ДНК. В настоящее время запись одного петабайта данных (1 млн ГБ) будет стоить около $1 трлн. По оценке Бата, стоимость синтеза ДНК должна снизиться примерно на шесть порядков, чтобы хранить информацию в таком виде было выгодно. Бат считает, что это произойдет в течение одного-двух десятилетий — подобно тому, как стоимость хранения информации на флеш-накопителях резко упала за последние пару десятков лет.Еще одна проблема — сложность поиска нужного файла среди всех остальных.«Если предположить, что технологии достигнут точки, когда будет экономически выгодно записать эксабайт или зеттабайт данных в ДНК, что тогда? У вас будет куча ДНК с миллионами фото, текстов, фильмов и программ. Когда вам нужно будет найти определенный файл, как вы это сделаете? Это все равно что искать иголку в стоге сена».Бат и его коллеги продемонстрировали решение, заключив каждый файл данных в частицу диоксида кремния, помеченную «штрих-кодами» — короткими последовательностями ДНК, раскрывающими содержимое файла, например, «кошка» или «самолет». Чтобы извлечь конкретное изображение, исследователи удаляют образец ДНК и добавляют праймеры, соответствующие нужным ярлыкам, например «кошка», «рыжий» и «дикий» для изображения тигра, или «кошка», «рыжий» и «домашний» для домашней кошки. Праймеры помечены флуоресцентными или магнитными частицами, что позволяет легко извлечь и идентифицировать нужные файлы, не повреждая остальную часть ДНК. Этот процесс ученые сравнивают с поиском изображений в Google по ключевым словам. Для своих «штрих-кодов исследователи использовали одноцепочечные последовательности ДНК из библиотеки в 100 тысяч последовательностей, каждая длиной около 25 нуклеотидов, разработанных Стивеном Элледжем, профессором генетики и медицины Гарвардской медицинской школы. Если поместить две из этих меток на каждый файл, можно 10 миллиардов различных файлов, а с четырьмя метками — 10 секстиллионов.Бат предполагает, что этот метод инкапсуляции ДНК будет полезен для хранения больших объемов архивных данных, к которым редко обращаются. Его лаборатория в настоящее время создает стартап Cache DNA, который займется разработкой технологии для долгосрочного хранения файлов в виде ДНК.
===========
Источник:
habr.com
===========
Похожие новости:
- [Семантика, Облачные вычисления, Хранение данных] Дата-центрическая архитектура: «волшебная пуля» от интеграционных проблем
- [Big Data, Хранение данных, Хранилища данных, Data Engineering] Что нам стоит… загрузить JSON в Data Platform
- [Хостинг, Хранение данных, Облачные сервисы] К чёрту всё, я буду сам себе хостер (перевод)
- [Научно-популярное, Биографии гиков] Генри Бессемер и радикальные перемены в металлургии
- [Научно-популярное, Космонавтика, Астрономия] СМИ: SpaceX проигноривала предупреждения регуляторов при запуске SN8
- [Научно-популярное, Энергия и элементы питания, Физика, Экология] Глобальное потепление в России. Что делать и кто виноват?
- [Научно-популярное, Биотехнологии, Химия, Экология] Вкусная экология: преобразование пластика в ванилин
- [Научно-популярное, Космонавтика, Астрономия] Рогозин рассказал про дальнейшие планы по космосу
- [Научно-популярное] Исследование: культура ускоряет эволюцию человека
- [Open source, Виртуализация, GPGPU, Научно-популярное] На пути к Матрице: как происходит исследования в области построения симуляций и искуственной жизни (перевод)
Теги для поиска: #_hranenie_dannyh (Хранение данных), #_hranilischa_dannyh (Хранилища данных), #_nauchnopopuljarnoe (Научно-популярное), #_dnk (днк), #_hranenie_dannyh (хранение данных), #_mti (мти), #_hranenie_dannyh (
Хранение данных
), #_hranilischa_dannyh (
Хранилища данных
), #_nauchnopopuljarnoe (
Научно-популярное
)
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 24-Ноя 20:52
Часовой пояс: UTC + 5
| Автор | Сообщение |
|---|---|
|
news_bot ®
Стаж: 6 лет 9 месяцев |
|
 Ученые Массачусетского технологического института нашли способ поиска и извлечения отдельных файлов, хранящихся в виде ДНК. Они рассчитывают, что это станет шагом к использованию ДНК в качестве файлохранилища, способного вместить всю сгенерированную человечеством информацию.На сегодняшний день люди создали около 10 трлн ГБ данных, и каждый день появляются новые электронные письма, фотографии, твиты и другие цифровые файлы. Большая часть этих данных хранится в эксабайтных центрах обработки данных (1 ЭБ равен 1 млрд ГБ), которые могут занимать несколько футбольных полей, а их строительство и обслуживание стоит около миллиарда долларов.Многие ученые считают, что альтернативным способом хранения данных может быть молекула ДНК, которая может вмещать огромное количество информации. По словам Марка Бата, профессора МТИ, в кофейной кружке, полной ДНК, теоретически можно уместить все мировые данные.«ДНК в тысячу раз плотнее, чем флеш-накопитель, кроме того, полимер ДНК не потребляет энергии. Можно записать информацию на ДНК и хранить ее вечно».Цифровые системы хранения кодируют текст, фотографии или любую другую информацию как последовательность нулей и единиц. Эту же информацию можно закодировать в ДНК с использованием четырех нуклеотидов, составляющих генетический код: A, T, G и C. Например, G и C могут использоваться для обозначения 0, в то время как A и T представляют 1. У ДНК есть и несколько других особенностей, которые делают ее оптимальным носителем информации: она стабильна, ее легко синтезировать и секвенировать; она обладает высокой плотностью — каждый нуклеотид, эквивалентный двум битам, составляет около 1 нм³. Благодаря этому 1 ЭБ данных, хранящихся в виде ДНК, может уместиться на человеческой ладони.Одно из препятствий для такого типа хранения данных — высокая стоимость синтеза больших объемов ДНК. В настоящее время запись одного петабайта данных (1 млн ГБ) будет стоить около $1 трлн. По оценке Бата, стоимость синтеза ДНК должна снизиться примерно на шесть порядков, чтобы хранить информацию в таком виде было выгодно. Бат считает, что это произойдет в течение одного-двух десятилетий — подобно тому, как стоимость хранения информации на флеш-накопителях резко упала за последние пару десятков лет.Еще одна проблема — сложность поиска нужного файла среди всех остальных.«Если предположить, что технологии достигнут точки, когда будет экономически выгодно записать эксабайт или зеттабайт данных в ДНК, что тогда? У вас будет куча ДНК с миллионами фото, текстов, фильмов и программ. Когда вам нужно будет найти определенный файл, как вы это сделаете? Это все равно что искать иголку в стоге сена».Бат и его коллеги продемонстрировали решение, заключив каждый файл данных в частицу диоксида кремния, помеченную «штрих-кодами» — короткими последовательностями ДНК, раскрывающими содержимое файла, например, «кошка» или «самолет». Чтобы извлечь конкретное изображение, исследователи удаляют образец ДНК и добавляют праймеры, соответствующие нужным ярлыкам, например «кошка», «рыжий» и «дикий» для изображения тигра, или «кошка», «рыжий» и «домашний» для домашней кошки. Праймеры помечены флуоресцентными или магнитными частицами, что позволяет легко извлечь и идентифицировать нужные файлы, не повреждая остальную часть ДНК. Этот процесс ученые сравнивают с поиском изображений в Google по ключевым словам. Для своих «штрих-кодов исследователи использовали одноцепочечные последовательности ДНК из библиотеки в 100 тысяч последовательностей, каждая длиной около 25 нуклеотидов, разработанных Стивеном Элледжем, профессором генетики и медицины Гарвардской медицинской школы. Если поместить две из этих меток на каждый файл, можно 10 миллиардов различных файлов, а с четырьмя метками — 10 секстиллионов.Бат предполагает, что этот метод инкапсуляции ДНК будет полезен для хранения больших объемов архивных данных, к которым редко обращаются. Его лаборатория в настоящее время создает стартап Cache DNA, который займется разработкой технологии для долгосрочного хранения файлов в виде ДНК. =========== Источник: habr.com =========== Похожие новости:
Хранение данных ), #_hranilischa_dannyh ( Хранилища данных ), #_nauchnopopuljarnoe ( Научно-популярное ) |
|
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 24-Ноя 20:52
Часовой пояс: UTC + 5