Учёные из Южного научно-технологического университета (SUSTech) и Шанхайского университета Цзяо Тун совершили впечатляющий шаг в будущее хранения данных, представив первый в мире кассетный накопитель на основе ДНК. Эта инновационная разработка, опубликованная в Science Advances 12 сентября, объединяет долговечность биологических молекул с архитектурой классических ленточных библиотек — и делает это в компактном, адресуемом устройстве, размером с обычный ланч-бокс.
Суть технологии поражает своей элегантностью: данные кодируются в синтетические цепочки ДНК, наносятся на гибкую плёнку и хранятся в картридже, который можно прокручивать и адресовать, как традиционную магнитную ленту. Потенциально это обеспечивает плотность хранения в сотни петабайт на километр и срок службы в сотни, а то и тысячи лет — показатели, недостижимые для современных кремниевых носителей.
Лента представляет собой 3,5-миллиметровую полоску из полиэстера и нейлона, покрытую высокоплотными штрих-кодами, которые служат физическими адресами файлов. Исследователи разместили 5 000 дорожек на 9-метровой петле, каждая из которых может содержать сотни гигабайт. В перспективе — до 362 петабайт на километр. Это не просто инженерное достижение, это переосмысление самой природы хранения информации.
В демонстрации команда успешно закодировала пять небольших файлов, нанесла их на ленту с помощью встроенной жидкостной системы, считала методом секвенирования, удалила и перезаписала — весь процесс прошёл автоматически. Устройство включает моторы, микроконтроллер и оптический считыватель, и всё это — в форм-факторе, пригодном для настольного использования.
Да, скорость пока далека от идеала: чтение файла объёмом 156,6 КБ заняло около 25 минут, а перезапись — ещё 50. Но это — лишь первый шаг. Возможность адресовать до 1 570 дорожек в секунду уже впечатляет, а узким местом остаются лишь биохимические процессы синтеза и секвенирования, которые с развитием технологий будут ускоряться.
Особое внимание заслуживает долговечность: каждый фрагмент ДНК заключён в защитную оболочку из цеолитного имидазолатного каркаса (ZIF), устойчивую к воде, ультрафиолету и окислению. По результатам ускоренного старения, срок хранения оценивается в более чем 300 лет при комнатной температуре и десятки тысяч лет в условиях холодного хранения.
Как отмечают авторы, традиционные полупроводниковые носители уже сталкиваются с пределами закона Мура. В этом контексте ДНК-носители открывают новую эру хранения данных, где биология и инженерия работают в тандеме, чтобы справиться с экспоненциальным ростом информации.
Оригинал
Уникальность