درایو نوار کاست DNA با ترکیب DNA مصنوعی و نوار مغناطیسی، امکان ذخیرهسازی عظیم دادهها را برای قرنها فراهم میکند.
به گزارش تکناک، پژوهشگران دانشگاه Southern University of Science and Technology (SUSTech) و دانشگاه Shanghai Jiao Tong در چین نخستین نمونه اولیه درایو نوار کاست DNA را تولید کردند؛ دستگاهی که ترکیبی از فناوری ذخیرهسازی DNA و سیستمهای سنتی نوار مغناطیسی را ارائه میدهد. نتایج این دستاورد در ۱۲ سپتامبر در مجله Science Advances منتشر شد و بهعنوان تلاشی هوشمندانه برای بهرهگیری همزمان از ماندگاری DNA و مقیاسپذیری نوارهای قدیمی در کانون توجه قرار گرفته است.
در این فناوری، دادهها روی رشتههای DNA مصنوعی رمزگذاری و سپس روی فیلم انعطافپذیر نوشته میشوند. این دادهها در کارتریجهایی ذخیره میشوند که مانند نوار مغناطیسی قابلیت بارگذاری و چرخش و آدرسدهی دارند. ازنظر تئوری، این روش میتواند چگالی ذخیرهسازی پتابایت در هر متر و طول عمر چندین قرنی روی کاغذ ارائه دهد. بااینحال، آزمایشهای اولیه نشان دادهاند که این سیستم فعلاً فقط میتواند فایل ۱۵۶/۶ کیلوبایتی را بنویسد و هر چرخه خواندن و نوشتن نزدیک به یک ساعت زمان برده است.
تامزهاردور مینویسد که نوار استفادهشده نواری پلیاسترنایلونی به عرض ۳/۵ میلیمتر است که با بارکدهای پرچگال الگودار شده و بهعنوان آدرسهای فیزیکی فایل عمل میکند. پژوهشگران ۵,۰۰۰ مسیر داده را روی یک حلقه ۹ متری چاپ کردهاند که درمجموع امکان دسترسی جداگانه به هر بخش را فراهم میکند. به گفته تیم تحقیقاتی، این سیستم ازنظر تئوری میتواند بیش از نیممیلیون پارتیشن در هر کیلومتر ایجاد کند و ظرفیت آن به ۳۶۲ پتابایت در هر کیلومتر برسد.
چرخه کامل آزمایش شامل رمزگذاری پنج فایل کوچک در DNA، انتقال آنها روی نوار بهوسیله سیستم مدیریت مایع داخلی، بازیابی ازطریق توالییابی، حذف و بازنویسی دوباره بود. این فرایند بهطور خودکار در دستگاهی بهاندازه جعبهای کوچک انجام شد که به موتور قرقره و میکروکنترلر و بارکدخوان نوری مجهز بود.
باوجوداین، سرعت خواندن و نوشتن همچنان ضعف اصلی این فناوری است. بازیابی فایل آزمایشی ۱۵۶/۶ کیلوبایتی حدود ۲۵ دقیقه زمان برد و بازنویسی همان داده ۵۰ دقیقه طول کشید. پژوهشگران تخمین زدهاند که امکان دسترسی سریع به مسیرها وجود دارد؛ اما مراحل توالییابی و سنتز بهمراتب کندتر هستند و همین مسئله گذردهی واقعی سیستم را محدود میکند.
مزیت بزرگ این فناوری در دوام آن نهفته است. هر واحد داده در پوستهای محافظ موسوم به ZIF قرار میگیرد که آن را در برابر آب و پرتو فرابنفش و اکسیداسیون مقاوم میسازد. این پوسته در چند دقیقه بدون آسیب به DNA تعویضپذیر است. براساس آزمایشهای شتابیافته، طول عمر این فناوری بیش از ۳۰۰ سال در دمای اتاق و دهها هزار سال در شرایط سرد برآورد شده است.
پژوهشگران در مقاله خود اعلام کردهاند که حافظههای غیرفرّار مبتنیبر نیمههادیها به محدودیتهای قانون مور رسیدهاند و رسانههای نوینی برای ذخیره مقادیر عظیم داده ضروری است. بااینحال، آنان اذعان کردند که سنتز DNA هنوز مانعی جدی برای تجاریسازی این فناوری است و نیاز به تحقیقات بیشتر و بازنگری در طرح وجود دارد.
