Données de croissance : Stockage des données ADN

Par Mike Cobb, directeur de l'ingénierie

Les progrès de la technologie de stockage des données ne se sont pas arrêtés à la mémoire flash. Avez-vous entendu parler du stockage de données dans l'ADN ?

Une quantité croissante de données

Alors que les ordinateurs, les smartphones et les tablettes sont de plus en plus répandus, la quantité de données produites augmente à un rythme exponentiel et stupéfiant. Il semble que tous les deux ans, un nouveau rapport indique que 90% des données mondiales ont été créées au cours des deux dernières années. Aujourd'hui, 3,7 milliards de personnes utilisent l'internet et nous créons 2,5 millions de téraoctets de données chaque jour.
Il va sans dire qu'à mesure que des données sont créées chaque année, il faut davantage d'espace de stockage pour les conserver. Les sociétés de stockage en nuage, les entreprises et les entités gouvernementales sont perpétuellement occupées à agrandir leurs serveurs, à ajouter de nouveaux serveurs et à augmenter la capacité des données stockées. Jusqu'à présent, les fabricants de dispositifs de stockage ont su répondre à la demande.
Mais avec l'augmentation exponentielle des besoins en dispositifs de stockage et en espace de stockage de données, la production continuera-t-elle à dépasser la demande ? Selon les scientifiques de l'entreprise de stockage de données CatalogueIl n'en sera rien.
Hyunjun Park, PDG et cofondateur de Catalog, a déclaré à l'adresse suivante Tendances numériques qu'il s'attend à ce que les données produites dépassent de loin la capacité de stockage mondiale dès 2025. Selon lui, si nous continuons à utiliser les technologies de stockage actuelles, en 2025, nous ne serons capables de stocker que moins de 15% des données mondiales. La réponse du catalogue ? L'ADN.
Regardez l'interview du cofondateur de Catalog, Hyunjun Park, réalisée par Daily Mail.

Qu'est-ce que le stockage de l'ADN et comment peut-il être utilisé ?

Même si ce concept peut sembler relever de la science-fiction, personne ne prélèvera de sang sur une personne ou un animal pour stocker des données dans son ADN. Au contraire, de l'ADN synthétique sera fabriqué à des fins de stockage de données.
Plusieurs entreprises produisent actuellement de l'ADN synthétique qui n'a jamais appartenu à un être vivant. Les applications sont très variées et vont de la mise au point de médicaments antiviraux à la fabrication de tissus pour l'habillement. Le stockage de données n'est qu'une autre utilisation pratique.
Si vous pensez que, dans quelques années, vous achèterez des pools d'ADN au lieu de disques durs externes pour sauvegarder votre ordinateur personnel, vous vous trompez peut-être. Le processus d'écriture de données sur l'ADN est long et coûteux. Le processus de lecture des données de l'ADN l'est encore plus. Cette forme de stockage de données sera probablement limitée à d'immenses centres de données d'archives dans le but d'économiser de l'espace et de conserver les données dans des entrepôts frigorifiques pendant des années sans pouvoir y accéder.

Avantages du stockage des données ADN

Pourquoi l'ADN ? Trois raisons à cela :

• Densité des données
• Longévité
• Une technologie intemporelle

Densité des données

Les dispositifs de stockage de données qui contiennent de plus en plus de données deviennent déjà de plus en plus petits grâce à l'utilisation de composants électroniques, tels que flash monolithique. Cependant, la quantité croissante de données stockées dépasse même la miniaturisation des dispositifs de stockage et les centres de données doivent encore acheter des centaines de milliers de mètres carrés - des millions dans certains cas - pour les héberger.
Si l'on ajoute à cela la prédiction mentionnée plus haut selon laquelle les données produites devraient dépasser les appareils fabriqués, on se trouve face à un problème encore plus grave. Nous finirons par manquer à la fois de dispositifs de stockage de données et d'espace physique pour les héberger.
Le catalogue affirme pouvoir stocker jusqu'à un téraoctet de données sur une seule pastille d'ADN de la taille d'un gramme. Grâce à cette technologie, un centre de données d'un million de mètres carrés pourrait aujourd'hui stocker toutes ses données dans un seul réfrigérateur de taille domestique. Le problème de l'espace est résolu... pour l'instant.
Avec le rythme croissant auquel les humains produisent et stockent des données, combien de temps faudra-t-il avant que nous ne stockions des réfrigérateurs de données d'ADN synthétique dans l'espace ? Mais c'est une question pour une autre fois.

Longévité

Actuellement, la technologie de stockage de données la plus durable régulièrement utilisée est le stockage sur bande, qui peut durer jusqu'à 30 ans dans des conditions idéales. Le stockage optique a connu des avancées incroyables ces dernières années, certains disques pouvant théoriquement durer jusqu'à 10 000 ans. Cependant, le stockage optique n'est pas largement utilisé dans les grands centres de données car il prend beaucoup plus de place que les autres technologies de stockage de données pour stocker la même quantité de données.
En revanche, il a été prouvé que l'ADN peut durer des milliers d'années et, comme nous l'avons mentionné plus haut, il est extrêmement compact. En fait, on estime que le stockage de l'ADN peut durer jusqu'à 6,8 millions d'années dans des conditions optimales.

Technologie intemporelle

Quand avez-vous utilisé pour la dernière fois une disquette de 3,25 pouces ? Lorsque j'ai récemment parlé de disquettes à un jeune homme de 23 ans, il n'avait jamais entendu parler d'une telle chose. Lui montrer des images ne lui a rien dit non plus.
Bien que certaines technologies de stockage aient résisté à l'épreuve du temps, comme les bandes et les disques durs, la plupart d'entre elles ont évolué. Dans le cas du stockage d'archives, c'est une crainte constante : nous pourrions stocker des données irremplaçables pour découvrir un jour que nous ne pouvons pas les récupérer parce que la technologie de stockage utilisée pour les préserver est devenue obsolète.
Avec l'ADN, ce problème ne se posera théoriquement jamais. Même si les technologies de stockage des données progressent un jour, il sera toujours nécessaire de lire l'ADN à d'autres fins, telles que les tests génétiques ou les enquêtes criminelles. Par conséquent, il y aura toujours un moyen de lire l'ADN à des fins de stockage de données.

Histoire du stockage des données ADN

Le premier fragment de données - un message textuel de 23 caractères - a été stocké sur de l'ADN synthétique en 1999. Depuis lors, plusieurs universités et entreprises technologiques ont collaboré pour améliorer la technologie. En 2016, Microsoft Research et l'université de Washington (UW) ont publié un rapport sur l'utilisation de l'ADN synthétique. étude qui présentent des avancées significatives : stockage de 200 Mo de données sur l'ADN dans un espace de la taille d'une pointe de crayon.
Alors pourquoi n'a-t-elle pas été immédiatement généralisée ? Il y a deux raisons à cela : coût et la durée de la procédure.
Le processus de stockage et de récupération des données ADN, tel qu'il est utilisé par Microsoft et UW, nécessite trois équipements distincts : un synthétiseur d'ADN pour traduire les données numériques en composants de l'ADN, le stockage de l'ADN et un séquenceur d'ADN pour retranscrire les composants de l'ADN en données lisibles. L'ensemble du processus prend un temps fou et coûte des milliers de dollars par Mo de données.

Nouveaux développements

La société Catalog, basée à Boston, garde le plus grand secret sur les améliorations qu'elle a apportées à la technologie de stockage des données ADN. Toutefois, elle affirme avoir considérablement réduit la durée du processus et le coût en utilisant une approche différente de la traduction des données en ADN. Elle a l'intention de commencer à fournir sa technologie améliorée à l'industrie du divertissement et à d'autres industries de big data d'ici l'année prochaine, en 2019.
Un disque dur moyen de 2 téraoctets pèse actuellement quelques centaines de grammes. Le catalogue prétend pouvoir stocker jusqu'à 250 pétaoctets sur une pastille d'ADN ne pesant qu'un gramme ! Un pétaoctet est d'ailleurs égal à 1 000 téraoctets. Ainsi, 100 000 disques durs de 2 To pourraient un jour être remplacés par une seule petite pastille.

Perte de données dans le cadre du stockage des données ADN

Un certain nombre de scénarios de perte de données ont déjà été identifiés pour le stockage des données ADN. La perte de données peut être causée par une corruption logique, une désintégration, une oxydation, une température élevée, une troncature, des erreurs dans le processus de conversion et d'autres facteurs.
Il est possible que les données puissent un jour être récupérées dans certaines de ces situations de perte de données. Chez DriveSavers, nous aimons toujours relever les défis et nous attendons avec impatience l'occasion d'explorer les techniques de récupération de données spécifiques à cette nouvelle technologie.
Quelle que soit l'innovation en matière de stockage de données, il est toujours important de sauvegarder, sauvegarder, sauvegarder ! Même avec cette avancée extraordinaire, si le client archive ses données en un seul endroit, il est vulnérable à la perte de données. Cela vaut pour les disques durs, les disques SSD, l'ADN et toute autre technologie susceptible d'être développée. Si vous ou votre entreprise décidez un jour de profiter du stockage de données ADN, nous vous recommandons de faire plusieurs sauvegardes, sinon DriveSavers devra se rééquiper pour récupérer des données à partir de brins d'ADN !

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