La investigación de almacenamiento de ADN de Microsoft acaba de hacer una gran hazaña

La investigación de almacenamiento de ADN de Microsoft acaba de hacer una gran hazaña

Microsoft ha detallado un gran avance en su trabajo sobre el almacenamiento de ADN artificial, específicamente en la mejora del rendimiento de los datos. La prueba de concepto es el tema de un nuevo estudio de Microsoft Research y un equipo del Laboratorio de Sistemas de Información Molecular (MISL) de la Universidad de Washington, allanando el camino para un futuro en el que los datos del mundo se almacenan en el ADN de laboratorio. , no cintas ni discos duros.

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La vieja tecnología sigue dominando

Microsoft Pasé años trabajando en eso Almacenamiento de datos de ADN sintético, una tecnología prometedora destinada a satisfacer los crecientes requisitos de almacenamiento. La compañía presenta una imagen detallada, si no alucinante, centrada en las necesidades de datos actuales y futuras: la gran cantidad de información que ya existe, la cantidad producida cada día y las proyecciones de crecimiento para los próximos dos años.

Suponiendo que estas predicciones sean precisas, habrá aproximadamente 8,9 zettabytes de datos almacenados en todo el mundo para 2024, Según IDC. Esto equivale a alrededor de 9 millones de petabytes de datos, que aún es más de lo que la persona promedio puede imaginar. Traductor de Microsoft Este número está en un contexto más relacionado: un zettabyte equivaldría a instalar Windows 11 en más de 15 mil millones de computadoras.

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Se utilizan comúnmente varios tipos de almacenamiento de datos, y aunque parecen positivamente obsoletos en este momento, los cartuchos de cinta siguen siendo la opción comercial más atractiva debido a su densidad (a través de IBM).

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La cinta magnética ha existido durante varias décadas y ofrece algunas ventajas distintivas a las empresas que producen cantidades masivas de datos: ayuda a mantener la información a salvo de los piratas informáticos y puede empaquetar cientos de terabytes de datos en un formato pequeño. IBM dice que un solo cartucho de cinta que utiliza su última tecnología tiene una capacidad de 580 TB, lo que requiere más de tres cuartos de millón de CD para su almacenamiento.

El uso de cartuchos de cinta para archivar datos es una práctica que durará años, pero existe una fuerte demanda de una alternativa moderna que ofrezca una mayor densidad y elimine muchos de los problemas de la tecnología anterior. Microsoft dice que aquí es donde entra el almacenamiento de datos de ADN sintético.

¿Por qué el ADN?

Los cartuchos de cinta deben reescribirse cada tres décadas aproximadamente como máximo, lo que es un período corto de tiempo cuando se trata de archivo de datos a largo plazo. Por otro lado, el ADN sintético es más duradero, dice Microsoft, con el potencial de preservar los datos durante miles de años. Además, es probable que el ADN sintético reduzca significativamente el impacto ambiental de los centros de datos, con Microsoft cita la evidencia Eso indica un uso reducido de agua y energía, así como una reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero.

El almacenamiento de datos de ADN sintético solo puede ser una opción viable si se abordan algunos obstáculos importantes. La tecnología está actualmente limitada por la baja tasa de transferencia de datos, específicamente la tasa de escritura de datos. Esto, señala Microsoft, es un gran obstáculo para el almacenamiento de ADN sintético a gran escala, sin mencionar los costos asociados con la tecnología en esto.

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Gráfico de almacenamiento de ADN

Imagen: Microsoft Research

El logro recientemente anunciado tiene que ver con la productividad, proporcionando una prueba de concepto Controlador molecular. Los investigadores describen esta innovación como un «pequeño mecanismo de escritura para almacenar ADN en un chip», que mejora en gran medida la estanqueidad del ensamblaje de parches de síntesis de ADN. El resultado es una prueba de que se pueden lograr niveles aún más altos de velocidad de escritura.

En esencia, el almacenamiento de ADN sintético implica mover datos de moléculas a bits. Microsoft explica que dos cosas son fundamentales para hacer del ADN una opción de almacenamiento viable a escala comercial:

El primero requiere traducir los bits digitales (unos y ceros) en hebras de ADN sintético que representan estos bits con codificadores y un sintetizador de ADN. El segundo es leer la información y decodificarla nuevamente en bits para restaurar esa información en forma digital nuevamente usando un secuenciador y decodificador de ADN.

La compañía entra en muchos detalles sobre el nuevo desarrollo y los procesos más amplios involucrados en el almacenamiento de ADN sintético en Nueva publicación de blog. El almacenamiento de datos en el ADN requiere que la información (en forma de bits digitales) esté incrustada en las bases A / C / T / G de la secuencia de ADN. Luego se sintetiza la hebra de ADN, lo que generalmente implica un proceso fotoquímico.

Microsoft continúa explicando que la estructura electroquímica del ADN pasa por alto algunas de las limitaciones inherentes a la fotoquímica; Incluye matriz, electrodos y cátodos. El nuevo trabajo detalla un método de síntesis que ha logrado aumentar la velocidad a la que se escriben los datos en el ADN sintético, aumentando así el rendimiento y reduciendo los costos asociados con la síntesis de ADN proxy.

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Aunque el almacenamiento de ADN sintético aún no está listo para reemplazar la cinta magnética, Microsoft ve este último desarrollo como un gran paso hacia esa realidad. En su publicación de blog que detalla el estudio, Microsoft explicó:

El siguiente paso natural es incorporar lógica digital en el chip para permitir el control individual de millones de puntos de electrodos para escribir kilobytes por segundo de datos en el ADN. A partir de ahí, esperamos que la tecnología llegue a conjuntos de miles de millones de electrodos capaces de almacenar megabytes por segundo de datos en el ADN. Esto aumentará el rendimiento del almacenamiento de datos de ADN y costará mucho más cerca de la cinta.

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