Is DNA het data-opslagmedium van de toekomst?

Abonneer je gratis op Techzine!

Nu ons werk en ons persoonlijke leven steeds digitaler zijn geworden, is de hoeveelheid data die we produceren en opslaan, enorm gegroeid. Volgens verschillende studies verwerkt Google dagelijks 3,5 miljard zoekopdrachten en bekijken mensen op YouTube dagelijks 4,3 miljoen video’s. Op Facebook worden dagelijks meer dan 350 miljoen foto’s geüpload. De verwachting is dat we in 2025 wereldwijd elke dag 463 exabytes aan data genereren. En dan te bedenken dat circa 40 procent van de wereldbevolking nog niet eens online is.

Data is nu de gemene deler van alles wat we doen. Van dagelijkse activiteiten die we al normaal vinden tot aan het ontwikkelen van nieuwe ideeën en vindingen, waarmee we de grote vragen van deze tijd hopen op te lossen.

Tegen deze achtergrond is de kans groot dat we ook andere manieren van dataopslag nodig zullen hebben in de toekomst. De enorme hoeveelheid data die we nu genereren, leidt al tot uitdagingen, bijvoorbeeld op het gebied van stroomvoorziening en koeling in datacenters. De kans bestaat dat we op een bepaald moment tegen serieuze bottlenecks aanlopen. Daarbij komt dat de hardware die we nu gebruiken voor opslag aan slijtage onderhevig is. Het klinkt onwaarschijnlijk, maar we kunnen van de natuur het een en ander leren over dataopslag. Het medium is DNA en als het gaat om het bewaren en archiveren van vitale informatie, is DNA niet te verslaan.

Het opslagmedium van de natuur

Een alternatief voor onze bestaande opslagdevices zou een op DNA gebaseerde oplossing kunnen zijn. DNA is zeer compact en gemakkelijk te repliceren. Dat betekent dat een gram DNA in theorie tot wel 455 exabytes aan data zou kunnen bewaren, volgens New Scientist. Dat is meer dan alle data die we nu met ons allen hebben gegenereerd. En hoewel DNA redelijk fragiel is, kan het ook heel stabiel zijn, als het op de juiste manier wordt bewaard. Er zijn fossielen van duizenden jaren oud waarvan het DNA nog volledig intact is. De levensduur van een cassette of cd valt daarbij in het niet.

De voortgang op dit gebied is veelbelovend. Onderzoekers van Microsoft en de University of Washington ontwikkelden vorig jaar het allereerste opslagdevice op basis van DNA dat het gehele proces automatisch uitvoerde. De onderzoekers codeerden het woord ‘hallo’ naar DNA en waren in staat om het terug te vertalen en leesbaar te maken door een computer.

Van DNA naar glas

Naast DNA is glas een van de middelen waar onderzoekers naar kijken voor dataopslag. Een voorbeeld is Project Silica van Microsoft. In deze proof of concept wordt kwartsglas gebruikt als opslagmedium. Lasers veranderen continu de structuur van het glas zodat opslag mogelijk is en data te lezen is via machine learning-algoritmen. Bij deze manier van opslag is maar een fractie van de ruimte nodig en kan storage plaatsvinden zonder allerlei klimaatvoorzieningen. Dat maakt deze techniek zeer veelbelovend.

Hoewel dit type technieken continu worden doorontwikkeld en verbeterd, is het nog wel nodig om de vereiste tijd en kosten te verlagen. Experimenten met DNA vinden al plaats sinds 2012, maar toch kostte de proef met het woord ‘hallo’ maar liefst 21 uur om het weg te schrijven en te ontsluiten. Maar er is voortgang. Ter vergelijking: in 2001 kostte het nog 100 miljoen dollar om een menselijk genoom in kaart te brengen. Dat kan nu – binnen twee dagen – voor 1.000 dollar.

DNA kan het speelveld van de back-upwereld transformeren. Grote archieven en datacenters zouden kunnen sluiten. En alle kennis van de hele wereld zou opgeslagen kunnen worden op een microscopisch klein medium. Zo ver is het nog niet. Maar de volgende generatie storage-technologie is in verschillende vormen al om ons heen. Het zal er nu om gaan hoe we deze initiatieven praktisch vorm kunnen geven.

Dit is een ingezonden bijdrage van Michael Cade, Senior Global Technologist bij Veeam. Via deze link vind je meer informatie over de mogelijkheden van het bedrijf.