یه نوار دی‌ان‌ای که می‌تونه به اندازه ۸۰ میلیون دی‌وی‌دی اطلاعات ذخیره کنه؟ دانشمندای چینی دارن روش کار می‌کنن، فقط فعلاً خیلی کُنده!

تصور کن به‌جای هارد و فلش، یه نوار نواری دی‌ان‌ای (DNA) داشته باشی که می‌تونه اطلاعات رو تا صدها سال سالم نگه داره! این ایده‌ایه که یه تیم از دانشمندای چینی به رهبری پروفسور شینگ‌یو جیانگ از دانشگاه علم‌وفناوری جنوبی در شنژن دارن روش کار می‌کنن.

داستان اینجوریه که دانشمندها یه مدل نواری از جنس پلی‌استر نایلون درست کردن و روش کلی کد و بارکد می‌زنن. مثلاً وقتی می‌گن 5.45×10^5 پارتیشن (یعنی نوار رو به 545 هزار قسمت آدرس‌پذیر تقسیم کردن)، این یعنی هر ۱۰۰۰ متر از این نوار کلی خونه کوچیک برای ورود و خروج داده داره.

حالا چجوری داده رو ذخیره می‌کنن؟ میشن DNAهای مصنوعی (یعنی رشته‌های دی‌ان‌ای که خود دانشمندها در آزمایشگاه ساختن) رو توی این خونه‌ها قرار می‌دن و یه لایه محافظ خاص (به اسم zeolitic imidazolate framework یا ZIF، که یه جور پوشش خیلی مقاوم شیمیاییه واسه محافظت) روش می‌کشن. برای خوندن هم، پوشش رو برمی‌دارن، اون قسمت رو توی سدیم هیدروکسید (یه محلول شیمیایی) می‌ذارن تا باز بشه و می‌خوننش.

ایده‌شون اینه که این نوارها چون خیلی مقاومن، می‌تونن توی دمای اتاق حداقل ۳۴۵ سال اطلاعات رو سالم نگه دارن! (یعنی رسماً قهرمان آرشیو اطلاعات میشه)

توی آزمایش اولیه شون تونستن یه عکس فانوس ۱۵۶ کیلوبایتی رو روی این نوار ذخیره و بازیابی کنن. ولی هنوز مشکل بزرگشون سرعت نوشتنه! مثلاً کل مدار فرآیند نوشتن، بازیابی، پاک‌کردن و دوباره نوشتن تقریباً ۱۵۰ دقیقه طول کشیده (یعنی دو ساعت و نیم واسه یه فایل کوچیک). اگه بعضی مرحله‌ها رو یه‌دفعه انجام بدن، شاید این زمان به ۴۷ دقیقه هم برسه، ولی خب بازم واقعاً کُنده.

حالا برسیم به بخش باحال ماجرا:
ظرفیت نظری این سیستم چیزی حدود ۳۶۲ پتابایت (PB) در هر کیلومتره! یعنی چیزی برابر با ۸۰ میلیون دی‌وی‌دی رو فقط تو یه کیلومتر جا میده! (پتابایت یعنی هزارترابایت، و هر ترابایت هم هزار گیگابایته)

ولی فعلاً تو اندازه‌گیری واقعی چیزی حدود ۷۴.۷ گیگابایت در هر کیلومتر ذخیره شده. برای مقایسه، اگر این نوار به اندازه یه LTO-9 reel (یه نوع نوار مغناطیسی حرفه‌ای برای بکاپ گرفتن؛ این رول‌ها تو دیتاسنترها استفاده میشن) باشه، می‌تونن فعلاً حدود ۷۷ گیگابایت ذخیره کنن، در حالی که LTO-9 واقعی خودش ۱۸ ترابایت ظرفیت داره. اما اگه به اون ظرفیت نظری برسن، یه رول مشابه می‌تونه ۳۷۵ پتابایت ذخیره کنه که قابل مقایسه با هیچ ذخیره‌سازی امروزی نیست!

یکی از ویژگی‌های جالبشم اینه که فایل‌ها رو میشه بارها خوند، پاک کرد و دوباره ذخیره کرد. یعنی مثل کتابخونه‌ای که همیشه کتاب‌هاش قابل تغییرن، نه فقط آرشیو کردن برای همیشه.

از لحاظ مقاومت هم چون یه لایه محافظ روش کشیده شده، در برابر گرما و آنزیم‌های تخریب‌کننده تقریباً بیمه‌ست. مدل‌سازی با شتاب‌دهی به روند پیر شدن نشون داده اطلاعات می‌تونن قرن‌ها سالم بمونن، و تو سرما هم حتی بیشتر.

البته فعلاً محدودیت اصلیش، همون سرعت و هزینه بالای ساخت رشته‌های دی‌ان‌ایه (سنتز کردن دی‌ان‌ای هنوز تکنولوژی پرهزینه و کندیه)، واسه همین هنوز با آرشیوهای قدیمی تو سرعت رقابت نمی‌تونه کنه. ولی دانشمندا خوش‌بینن که با پیشرفت‌های آینده در ساخت و خوندن دی‌ان‌ای، همه‌چی سریع‌تر و ارزون‌تر میشه.

در کل این ایده شاید بین آرشیو کاملاً سرد (cold storage یعنی جایی که فایل‌ها رو فقط برای مدت خیلی طولانی بدون نیاز به دسترسی مداوم نگه می‌دارن) و ذخیره‌سازی همیشه قابل دسترس (warm access یعنی جایی که راحت و سریع فایل‌ها رو می‌بینی و تغییر می‌دی) یه پلی بزنه.

پس فعلاً اگه به ذخیره‌سازی عجیب و فضایی علاقه داری، منتظر باش تا خدمات DNA Tape هم راه بیفته! کی می‌دونه، شاید اطلاعات عکسای خانوادگی‌ت رو صدها سال بعد، نوه‌هات توی نوار دی‌ان‌ای ببینن!

منبع: +