DNA Veri Depolama Nedir?

On seneler süresince, depolama teknolojisi gelişti ve daha iyi duruma geldi. CD'lerden ve disketlerden sabit ve katı hal sürücülerine geçti. Fakat tekrar de bir bozukluğumuz var: Mevcut ve üretilmekte olan depolama alanı, geliştirmeye devam ettiğimiz bilgilerle baş edemiyor.

Peki, DNA depolaması bozukluğu çözer mi? Veriler DNA'da saklanabilmekte mi?

DNA Veri Depolama Nedir?

DNA veri depolama, DNA moleküllerinin bir depolama ortamı olarak kullanılması işlemidir. Günümüzde sahip olunan olan depolama teknolojilerinin optik ve manyetik biçimlerinin aksine, DNA bulgulari çift rakamlarda (1'ler ve 0'lar) saklanmayacaktır. Bunun yerine, DNA nükleotid bazlarına (A, C, G, T) kodlanacak ve saklanacaklardı. Bu şeritler daha sonra gerektiğinde çift saseneara dönüştürülür.

Şu anda 11 trilyon gigabayttan çok veri var ve her gün en az 2,5 milyon gigabayt daha ekleniyor. Dünyadaki sahip olunan veri depolama ortamları bu büyük artışa ayak uyduramıyor. DNA depolama, bu depolama problemine bir çözümdür.

DNA Veri Depolama Nasıl Çalışır?

DNA, deoksiribonükleik asit manasına gelir. Bir canlının kalıtsal verisini taşıyan komplike bir organik moleküldür. Bütün insanlarda yer alır ve ten rengi, göz rengi, boy ve diğer fiziksel ve biyolojik özellikler gibi bulgulari depolar.
Bir DNA sarmalının aniden çok ve birbirini izleyen dört benzersiz baz çifti vardır. Bunlar adenin (A), guanin (G), sitozin (C) ve timindir (T). Bu bazlar, DNA sarmalına baz çiftleri adı verdiği çiftler durumunda bağlanır. İki baz çifti adenin-timin ve guanin-sitozindir.

Veriler, geleneksel hesaplamada çift rakamlarda (1s ve 0s) saklanır. DNA veri depolamada, dört nükleotid birtakım (A, C, G, T) bulgulari depolar ve kodlar. Bilgi, kodon adı verdiği üç nükleotid birtakımnın permütasyonlarında saklanır.

DNA depolama üç süreci içerir: bulgularin kodlanması, sentezlenmesi ve saklanması ve kodunun çözülmesi. Bilgi tutan çift kodlar, bir algoritma kullanılarak DNA kodlarına ya da kodonlara çevrilir. Daha sonra serin ve derli toplu bir ortamda bir kapta biriktirilirler. DNA taşıyan bulgular çözelti içersinde dondurulabilir, damlacıklar durumunda saklanabilmekte ya da silikon çiplerde saklanabilmekte.

DNA örnekleri sahibi olan tüplere batırılan pipet
Bilim adamları, DNA depolamasının okunmasını daha süratli ve daha ucuz duruma getirmek amacıyla çalışıyorlar. Şu andan itibaren DNA'da depolanan bulgularin laboratuvara götürülerek hatasız çift bilgiye dönüştürülmesi gerekiyor ve bu uzun vakit alıyor.

Bu nedenle, DNA veri depolama cihazlarının, halkın kullanacağı, basitçe bulunabilen ucuz cihazlar durumuna gelmesi biraz vakit alabilir.

DNA depolama teknolojisine daha çok tetkik gerçekleşiyor ve sahip olunan depolama yöntemlerini şimdilik basitçe deviremeyecek. Fakat birkaç sene içersinde, daha çok tetkik ve teknolojik hamle yapıldıkça, bilgiler DNA'da saklanacak ve uzay, emniyet ve bozulma problemini çözecektir.

DNA Veri Depolamanın Depolama Kapasitesi Nedir?

DNA veri depolama, büyük miktarda veriyi çok az alanda depolayabildiğinden, depolama bozukluğu bozukluğu amacıyla tercih edilen çözümdür. Bir gram DNA 215 petabayt veri depolayabilir. Bir petabayt, 1.024 terabayttır. Yani bir gram DNA aşağı yukarı olarak 220.160 terabayt depolayabilir.

Bunu sahip olunan teknolojiyle karşılaştırın: bir terabaytlık sabit disk sürücüsü aşağı yukarı 400 gram ağırlığındadır. Dolayısıyla, bir gram DNA'nın sakladığı eşdeğer miktarda veriyi depolamak amacıyla 88 milyon gramdan çok sabit sürücüye gereksiniminiz var.

DNA veri dizisi gösterimi
Bu bulgularle tetkikcılar, şu anda dünyadaki bütün bulgularin DNA veri depolama kullanılarak bir ayakkabı kutusuna sığabileceğini söylüyorlar.

DNA Veri Depolamanın Avantajları Nelerdir?

DNA depolamayı bir depolama ortamı olarak kullanmak, dijital depolamaya göre fazlası üstünlük sağlar. Yüksek veri depolama kapasitesi, diğer depolama biçimlerinden çok daha uzun bir kullanım ömrü, kompaktlık, teknik ve elektriksel arızalara karşı düşük hassasiyet ve tekrarlanabilirlik sağlar.

Depolama Yoğunluğu

DNA depolamanın diğer depolama ortamlarına göre ana üstünlüğü depolama yoğunluğudur. Verilerinizi uzaktan bulutta ya da NAS'ta saklamanıza karşın , tekrar de büyük sunucularda ve veri merkezlerinde depolanırlar. Bu veri merkezleri futbol stadyumları kadar büyüktür ve inşası ve bakımı milyarlarca dolara mal olur. DNA veri depolama ile aynı değildir.

büyük bir veri merkezi
DNA veri depolama, çok büyük miktarda veriyi çok kompakt bir alanda saklamanıza imkan tanır. Bu nedenle, alan problemleri, bakım giderleri ve depolama ekipmanı bozukluğu azaltılır.

Günümüzde sahip olunan olan dijital depolama ekipmanları, sağlam olmaktan çok uzaktır. Hepsi çürümeye ve bozulmaya eğilimlidir. Dijital bozulma, bir bilgisayarda depolanan bulgularin kademeli olarak ayrıştırılmasıdır ve her sene milyonlarca insanı etkiler.

DNA'nın yarı ömrü 500 senedır. Optimum ve derli toplu bir ortamda saklandığında, DNA'da saklanan bilgiler yüzlerce sene süresince sahip olunan olabilir.
Verilerin bozulması nedeniyle, veri merkezlerindeki bilgiler, saklanan bulgulari güvenliğini sağlamak amacıyla belirli süreler sonra kopyalanmalı ve diğer donanımlara aktarılmalıdır. Bu proses fazlası vakit zAhmetlidir.

DNA'da saklanan bilgiler basitçe kopyalanabilir. Bilim adamlarının test ettiği bir yöntem, saklanan bulgulari sahibi olan DNA'yı bir bakteriye eklemektir. Bu bakteri daha sonra - kendi başına - ilk DNA'da depolanan aynı bilgilere sahip olan diğer bakterileri rastgele bir hata ya da kayıp olmadan çoğaltır.

DNA Veri Depolama, Depolamanın Geleceği mi?

Açıkçası, evet. DNA veri depolaması, günümüzün depolama problemleri amacıyla muhakkak bütün çözüm kutularını işaretler. Düzenli olarak erişilmesi gerekmeyen kapsamlı bilgi arşivlerini güvenliğini sağlamak isteyen şirketler doğrulusunda bugün kullanılmaktadır.

Ne yazık ki, DNA depolamanın halka açık, süregelen ve ideal fiyatlı bir depolama alternatifi durumuna gelmesi biraz vakit alacaktır. Bu arada, uzun vadeli veri depolama amacıyla en iyi depolama biçimini dikkatlice seçmeliyiz.