Elçin Ekşi
DNA'da Veri saklama ile Moore Kanunun ötesine geçilebilir
Ancak günümüzde silikonun saklama kapasitesinin sınırlarına yaklaşılmıştır.
Bilgisayar kapasitelerinin yine artarak gelişebilmesi için günümüzde yeni çözümlere gerek duyulduğu bilinen bir gerçektir. Bu durumda ise DNA yeni bir çözüm olarak ortaya çıkabilmektedir. Washington Üniversitesi Bilgisayar Bilimleri Bölümü’nden Luis Ceze “Daha iyi bilgisayarlar üretmenin yolu, daha iyi materyaller bulmaktan geçiyor.” diyor. Silikonun fantastik materyal olduğunu ve günümüze kadar inanılmaz gelişmelerin önünü açtığını belirtirken, artık silikonun sınırlarına yaklaşıldığını da ekliyor. Bu durumun çözümünün ise biyolojik materyaller olabileceğini belirtiyor.
Peki günümüzdeki saklama kapasitesi neden yeterli değil? Facebook’un Oregon’da kurduğu veri saklama merkezinin kapasitesi yaklaşık olarak 1 eksabayt (neredeyse 1 milyar gigabayt). Gayet büyük bir veri merkezi olarak görünmekte. Ancak 2017 yılında tüm internetin 16 zettabayt (16 000 eksabayt) olacağı ön görüldüğü göz önüne alınırsa, zayıf bir kapasitesi olduğu söylememek mümkün değil.
Araştırmacılar ise tüm bu bilginin aslında bir oturma odasında saklanabileceğini söylüyor. Facebook’un veri merkezi bile yeterli olmazken mümkün mü? Veriyi DNA olarak saklamanın mümkün olduğunun altını çizen araştırmacılar, Taylor Swift şarkısından, bir kütüphaneye kadar bilgilerin nükleik asitlerle kodlanıp saklanmasının mümkün olduğunun altını çiziyorlar. Kısaca 1 ve 0’ların A,T,C ve G nükleotidlerine çevrilmesi için bir indeks kurup daha sonrada bu indekse göre verinin nükleotid dizisi olarak çevrilmesi ve bu dizininde sentezleyicilerle kısa DNA fragmentleri olarak sentezlenip saklanmasının yapılabilecek bir çalışma olduğunu, daha sonrada DNA dizileyicilerle de bu bilginin tekrar okunmasının mümkün olduğunu belirtiyorlar. Bunun ötesinde verileri DNA formatında kaydeden pek çok teşebbüste bulunmakta. Uzun süreli ve düşük veri kaybı ile veri saklama projelerinin temelinde de yine DNA molekülü bulunuyor. Bu çalışmalarda 1 gram DNA’nın 455 eksabayt veri saklayabileceği ortaya çıkmış. Bunun yanı sıra geçtiğimiz yıllarda “OK Go” isimli müzik grubu albümlerini vinil, mp3 ve CD formatının yanı sıra “DNA” formatında da kaydettiler. Kimi teşebbüsler ise DNA verisinde kitap kaydettiler.
Washington Üniversitesi’nde yapılan çalışmada ise Data girişi, DNA sentezi, PZR ile çoğaltma, DNA sekansı, veri çıkışı yolunu izleyen bu sistem ile çeşitli veriler önce DNA verisine çevrildi, sonra fragment olarak sentezlendi ve daha sonra bu fragmentler tekrar sekanslanarak deşifre edildi ve veriye ulaşıldı. Araştırmacılar bu çalışma ile sadece yeni bir depolama yaklaşımı değil, aynı zamanda veriyi çok daha uzun süre saklayabilecek bir depolama birimi geliştirmeyi de hedefliyorlar. Çünkü Flash bellekler milisaniyelerle erişim sunsa da 5 yıl veriyi koruyabiliyor. Hard Diskler ise 10 saniye ve milisaniye aralığında çalışma hızına sahipler ve yine 5 yıl civarında veriyi saklama kapasiteleri var. Şeritlerde ise veriye erişim dakikaya çıkmakta nacak veri 15-30 yıllık bir süreçte korunabilmekte. DNA temelli veri depolamada ise veriye erişim 10 saat ve üzerinde sürebiliyor ancak verinin korunumu yüzyıllar boyunca mümkün.
Her ne kadar henüz günümüzde DNA sentezlemek ve bu DNA’yı tekrar okumak uzun sürüyor olsa da geçtiğimiz on yılı incelediğimiz de bu sürelerin çok kısaldığı ve maliyetlerinin azaldığı bir gerçek. DNA temelli veri depolama aygıtları yeni bir bilişim çözümü olarak önümüzdeki yıllarda karşımıza çıkması mümkün.
Kaynaklar:
Grass, Robert N., et al. "Robust Chemical Preservation of Digital Information on DNA in Silica with Error‐Correcting Codes." Angewandte Chemie International Edition 54.8 (2015): 2552-2555. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201411378/abstract;jsessionid=99D880DB5BFC11C78D836A3A209EC0FB.f01t02
https://homes.cs.washington.edu/~luisceze/publications/dnastorage-asplos16.pdf
