Veriler DNA zincirinde depolanabilir!
Harddiskler, kasetler, floppy diskler, CD-DVD'ler derken bu zamana kadar veri depolamak için çeşitli yöntemler kullandık. Şu an en yaygın veri depolama yöntemi bulut sistemleri olsa da buradaki verilerin de devasa veri merkezlerinde depolandığını biliyoruz. Bu yapılara örnek olarak, Hong Kong'da China Telecom tarafından kurulan, 1 milyon metrekare alana inşa edilmiş ve 150 megawatt enerji tüketimine sahip veri merkezini gösterebiliriz. Gerek kapladığı alan, gerekse tükettiği enerji açısından dünyaya büyük bir yük olmasına rağmen günden güne artan veri miktarının doğurduğu ihtiyacı asla karşılayamayacak olan bu veri merkezlerinin, her geçen gün büyütülmesi ve kapasitelerinin arttırılması gerekiyor. Peki bu ihtiyacı karşılamanın tek yolu daha büyük ve yüksek kapasiteli veri merkezleri inşa etmek mi? Tabii ki hayır. Çalışmalar sonucunda DNA zincirinde veri depolama fikri - kökeni 1959'da yazılan makalelere dayanır - gerçekleştirildi. Bu noktada şunu söylemeden geçemeyeceğim: 1959'da ortaya atılan bu fikir ile 2023 yılına girerken bizlerin uğraştığı konuları göz önüne aldığımızda yüzde oluşan o acının tatlı tebessümünden insan kaçamıyor.
Doğa Ananın Harddiski
Zihinlerdeki lise biyoloji bilgilerini biraz kurcaladığımızda DNA'nın birbirine geçmiş iki zincirden oluştuğunu, bu zincirlerin her birinin A(Adenin), T(Timin), G(Guanin), C(Sitozin) nükleobazlarından birini içeren nükleotitlerden oluştuğunu ve bu nükleotitlerin dizilişine bağlı olarak çeşitli özelliklerimizin ortaya çıktığını söyleyebiliriz. Aslına baktığımızda bu DNA zincirlerinin bilgisayar sistemlerindeki ikili sayı sisteminden(0 ve 1) çok da farklı olduğunu söyleyemeyiz. Hatta üzerine biraz düşündüğümüzde DNA'lar için doğanın en eski harddiskleri dahi denebilir.
Tabii ki DNA'nın harddisklerle kıyaslandığında öne çıkmasını sağlayacak önemli avantajları var. Bunlardan biri ömrü. Harddisklere kıyasla DNA'ların yaşam süreleri çok daha uzun. Grönland'daki bir buz dağından alınan örnekteki DNA'nın 450-800 bin aralığında bir yaşam süresi olduğu düşünülüyor ve dünyadaki en yaşlı DNA kabul ediliyor. Dünyada en fazla 122 yıla ulaşmış olan insan ömrü için oldukça iddialı rakamlar (bkz. Jeanne Calment). Doğal ortamda dahi bu denli uzun bir süre canlı kalabilen DNA'lar kendilerine özel hazırlanmış laboratuvar ortamlarında bundan çok daha iyisini yapacaklardır.
Her biri milyonlarca nükleotit içeren ve her hücremizde 46 tane bulunan kromozomları oluşturan DNA'ların veri depolarımız karşısındaki bir diğer avantajı ise kapladığı alan. Günümüzde bir gün boyunca dünyada üretilen tüm verilerin bu teknoloji ile yaklaşık 3 boya kutusuna sığabileceğini ve bir günde yine yaklaşık olarak 15 zetabayt (274 byte) veri üretildiğini göz önüne aldığımızda binlerce metrekarelik alanlara inşa edilen veri merkezlerimizin hiç şansı yok gibi. Bunun dışında herhangi bir enerjiye ihtiyaç duymayan DNA'lar karşısında, verilerin kaybolmaması için harcanan megawattlarca enerji da cabası.
SD card ile DNA veri hafızası karşılaştırması.
Son çalışmalar ile DNA'lar kullanılarak veri depolansa bile yazma ve okuma hızı şu an için çok yavaş. DNA sentezlenirken bir baz eklemek yaklaşık 1 saniye alıyor ve bu, şuan bir arşivi depolamak isteyen birisinin onlarca yılını alacağı anlamına geliyor. Güncel çalışmalar aynı anda DNA'nın farkı bölgelerinin sentezlenmesi çözümü üzerine yoğunlaşsa da elde edilen hızlar günümüz teknolojisi ile kıyaslanamaz düzeyde. Durum böyleyken bile 5-10 yıl içerisinde bu konuda hayatımıza direkt etki edecek gelişmeler olacağı açık. En azından bu süre zarfında veri merkezi dendiğinde akla gelen birbirine dolaşmış metrelerce kablonun, yerini DNA tüplerine bırakacağı kesin.
Referanslar
- https://www.scientificamerican.com/article/dna-the-ultimate-data-storage-solution/
- https://www.datacenterdynamics.com/en/analysis/in-search-of-the-worlds-largest-data-center/