Microsoft đang đi đầu và với những thành tựu đã có trong thời gian qua, hãng này kỳ vọng sẽ đưa phương thức lưu trữ DNA vào ứng dụng cuối thập kỷ này.
Thách thức về lưu trữ dữ liệu
Sự phát triển công nghệ đã liên tiếp cho ra đời những trải nghiệm ngày càng tuyệt vời như phim HD, ảnh chất lượng cao. Mặt trái của nó là kho dữ liệu phình lên khủng khiếp, khối lượng thông tin tăng theo cấp số mũ khiến việc lưu trữ trở thành nan giải. Các ông lớn công nghệ như Google, Facebook, Apple, các chính phủ và tổ chức quốc tế lớn đang phải bỏ ra khoản đầu tư khổng lồ đề giải quyết vấn đề này. Tuy nhiên, theo Victor Zhirnov - nhà khoa học về bán dẫn, nỗ lực nhằm thu nhỏ bộ nhớ máy tính đã đạt tới giới hạn vật lý.
Một trong những hướng “sáng” nhất được các đại gia công nghệ quan tâm là lưu trữ dữ liệu bằng DNA. Google, Microsoft và một số công ty lớn đang nghiên cứu cách lưu trữ video, hình ảnh hoặc các tài liệu có giá trị trong cùng một phân tử mà gene của chúng ta tạo ra.
Nghe thì có vẻ vô lý bởi công nghệ thông tin và sinh học tưởng như không hề liên quan đến nhau, nhưng thực tế DNA lại chính là môi trường lưu trữ lý tưởng, có thể lưu dữ liệu với mật độ không thể tin nổi. “DNA là môi trường lưu trữ lớn nhất được biết đến từ trước đến nay trong vũ trụ - dựa theo các luật vật lý. DNA có thể lưu được 1 tỷ tỷ bytes trong một mét khối. Đó là lý do tại sao mọi người đều đang chú tâm đến lĩnh vực này" - Zhirnov nói.
Tham vọng của Microsoft
Năm ngoái, Microsoft công bố họ đã lưu trữ được một con số kỷ lục là 200 megabyte dữ liệu trong dải DNA, bao gồm một video âm nhạc. Lượng dữ liệu đó được lưu trong khối vật chất chỉ bằng một phần nhỏ của giọt chất lỏng.
Đây là một phần dự án nghiên cứu cách lưu phim, tài liệu trong DNA của Microsoft. Tham vọng của hãng là phát triển một cách thức lưu trữ mới thay thế các ổ đĩa truyền thống - các nhà nghiên cứu tại tập đoàn công nghệ của Mỹ này cho hay. Mới đây nhất, hãng tuyên bố mục tiêu xây dựng thành công một hệ thống như vậy trong vài năm tới. “Chúng tôi muốn tạo ra một hệ thống lưu trữ hoạt động dựa trên DNA tại một trung tâm dữ liệu vào cuối thập kỷ này” - Trung tâm nghiên cứu Microsoft Research cho biết.
Với công nghệ lưu trữ bằng DNA, các mã nhị phân 1 và 0 của máy tính được chuyển sang hệ mã di truyền A, C, T và G rồi dựng lại file dữ liệu bằng cách tạo một phân tử DNA chứa các mã cấp thấp này. Tuy nhiên - theo các kỹ sư Microsoft, việc sản xuất DNA bằng phương pháp hóa học cũng như việc chuyển các bit số thành mã DNA đang là vấn đề nan giải do quá tốn kém. Trong dự án thử nghiệm, Microsoft đã sử dụng tới 13.448.372 DNA với mức chi phí khoảng 800.000USD.
Dự án của Microsoft thành công sẽ tạo ra cuộc cách mạng trong lưu trữ dữ liệu. Ảnh: YTB
Yaniv Erlich - Giáo sư của Đại học Columbia, người đầu năm nay đã đưa ra một cách tiếp cận mới đối với lưu trữ dữ liệu DNA - cho biết: “Vấn đề chính trong lưu trữ DNA là chi phí. Theo công bố của Microsoft, tôi chưa thấy tiến bộ nào trong vấn đề này, nhưng có lẽ họ đã có thành tựu mà chưa hé lộ”.
Microsoft cho hay, chi phí lưu trữ DNA cần giảm tới mức 10.000USD mới có thể được chấp nhận rộng rãi. Mặc dù nhiều chuyên gia cho rằng đây là điều bất khả thi, nhưng Microsoft không nghĩ như vậy.
Việc tự động hóa quá trình tải dữ liệu số vào DNA cũng sẽ rất quan trọng. Hiện tốc độ di chuyển dữ liệu vào DNA chỉ là 400 byte/giây. Microsoft cho biết cần phải tăng tốc lên mức đến 100 megabyte/giây để có thể đọc dữ liệu dễ dàng hơn. Hiện bộ nhớ DNA có tốc độ truy cập ít mang tính tức thời hơn so với ổ cứng hoặc ổ đĩa từ thông thường.
Không chỉ dồn lực tự thân nghiên cứu, Microsoft còn hợp tác với nhiều công ty đi đầu trong lĩnh vực này. Một trong số đó là Twist Bioscience - nhà sản xuất DNA tại San Francisco.
| Ngoài khả năng lưu trữ được lượng dữ liệu lớn, DNA còn có lợi thế lớn liên quan đến loài người. Trong khi các ổ đĩa truyền thống có thể hỏng hóc thì với cách thức lưu trữ dữ liệu bằng DNA, chúng ta sẽ không bao giờ phải đối mặt với vấn đề này. “Chúng ta sẽ luôn đọc được DNA chừng nào chúng ta vẫn còn là con người” - Doug Carmean, kỹ sư của Microsoft Research. |