Dijital verilerin üretimi, onları saklama kapasitesini aştıkça bilim insanları doğanın kendisinde bulunan bir çözüme, DNA’ya yöneliyor. Küresel veri depolama krizine çözüm bulmak amacıyla deneysel bir ‘DNA kaseti’ geliştirildi. Bu yeni teknoloji, çok miktarda veriyi küçük ve dayanıklı bir formatta depolamak için DNA’nın yüksek yoğunluğunu kullanıyor. Güney Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nden araştırmacılar, 10 Eylül tarihli çalışma makalesinde, “DNA kaset bandı, hızlı, kompakt, büyük ölçekli DNA tabanlı soğuk veya sıcak veri depolaması için bir strateji sunuyor” bilgisini paylaştı.
DEPOLAMA KRİZİ DERİNLEŞİYOR
Dünya veriye boğuluyor; her tıklama, her fotoğraf, her video sonsuz bir bilgi tsunamisi yaratıyor. Mevcut depolama çözümleri yakında sınırlarına dayanabilir. Sabit diskler hantal, çok enerji tüketiyor ve zamanla bozuluyor. Bu nedenle uzmanlar, binlerce yıl saklanabilen küçük bir formatta büyük miktarda bilgiyi depolamak için DNA’yı araştırıyor. Yaklaşım, standart sunuculara ve HDD’lere potansiyel bir alternatif sunuyor. Örneğin tek bir insan hücresinin DNA’sının teorik olarak 3,2 gigabayt veriyi saklayabildiği; bunun 6.000 kitap, 1.000 şarkı veya iki film eşdeğeri olduğu ifade ediliyor. Daha önce birçok çalışma DNA’yı depolama ortamı olarak inceledi ancak asıl zorluk, bunu pratik ve erişilebilir bir sisteme çevirmekti.
NOSTALJİK ESİNTİLİ TASARIM
Yeni araştırma, 80’ler–90’ların ses kasetlerinden esinlenerek çözüm sunuyor: tıpkı eski kasetlerin müziği saklaması gibi veriyi saklayan DNA kaseti. Polyester–naylon karışımından fiziksel bir bant geliştirildi; yüzeyine barkod desenleri basılarak, bilgisayardaki klasörler gibi milyonlarca küçük, adreslenebilir bölüm oluşturuldu. Bu tasarım, ihtiyaç duyulan veriye hızlı erişimi mümkün kılıyor.
YOĞUNLUK VE DAYANIM
Dijital veriler, A–C–G–T bazlarının kullanıldığı DNA dizilerine çevriliyor ve bant üzerine kaydediliyor. DNA kodu, bilgisayarın ikili koduna benzer mantıkla çalışıyor. DNA’nın bozulmasını önlemek için bandın üzerine koruyucu kristal tabaka uygulanıyor; böylece DNA, elektrik olmadan yüzlerce hatta binlerce yıl saklanabiliyor. Bu yaklaşım, özellikle enerji tüketimi ve alan verimliliği açısından veri merkezlerine yeni bir soğuk/sıcak veri omurgası vadederken sürdürülebilirliği de ön plana çıkarıyor.
BANT TASARIMI DETAYLARI
Fiziksel bant üzerinde her bir barkodlu bölüm, adreslenebilir veri parçası olarak işlev görüyor. Verinin yerleştirilmesi ve geri alınması, tamamen otomatik bir kapalı devre süreçle ilerliyor: adresleme, kurtarma, kaldırma, ardından dosya yerleştirme ve tekrar dosya kurtarma adımlarının 50 dakika içinde yürütüldüğü gösterildi. Araştırma ekibi, sistemin dijital görüntüleri hızlı biçimde depolayıp geri alabildiğini sergileyerek büyük ölçekli depolama için işlevselliğini doğruladı.
HIZLI ERİŞİM DEMOSU
Çalışma makalesine göre araştırmacılar, eksik görüntüleri rastgele veri bölümlerine yerleştirerek sistemin adresleme ve kurtarma kabiliyetini sınadı; otomasyon hattı, tam döngü süreçte 50 dakikalık bir zaman penceresi içinde başarıyla çalıştı. Bu performans, optik barkodlama ile DNA dizileme/yazma adımlarının senkron yönetilebildiğini gösteriyor.
ÖLÇEK VE KAPASİTE
PopSci’nin aktardığına göre 100 metrelik tek bir DNA kaseti, 3 milyardan fazla şarkıyı saklayabiliyor; bu, geleneksel kaset kapasitesinin çok üzerinde. Ayrıca prototip cihazın 36 petabayt veriyi barındırması, yani yaklaşık 36 bin HDD eşdeğeri kapasite sunması bekleniyor. Bu ölçekte bir sistem, coğrafi ayak izi ve enerji maliyeti açısından geleneksel veri merkezlerine göre çarpıcı avantaj sağlayabilir.
SOĞUK/SICAK VERİ ESNEKLİĞİ
Araştırma ekibi, DNA kaset bandının soğuk veri arşivinden daha sık erişilen sıcak veri katmanlarına kadar esneyebilecek bir strateji sunduğunu belirtiyor. Fiziksel bant mimarisindeki adreslenebilirlik ve koruyucu tabaka, hem dayanıklılığı hem de erişim senaryolarını destekliyor.
SÜRDÜRÜLEBİLİRLİK VE GELECEK
Başarılı olursa DNA kaset teknolojisi, çok fazla enerji harcamadan büyük miktarda veriyi depolamanın daha verimli ve sürdürülebilir bir yolunu sunarak veri merkezleri için ölçeklenebilir bir çözüm sağlayabilir. Uzun ömür, düşük idame ve yüksek yoğunluk üçlüsü, altyapı yatırımlarında TCO (toplam sahip olma maliyeti) avantajı da yaratabilir.
