O mundo vive um problema de dados. A cada dia, produzimos 2,5 milhões de gigabytes de dados e, a cada ano, a quantidade de dados produzidos globalmente aumenta exponencialmente. Isso nos coloca diante de um problema sério: a taxa na qual produzimos dados está ultrapassando nossa capacidade de armazená-los.
Se cada vídeo do YouTube que assistimos, cada foto que tiramos de nosso telefone e cada documento que salvamos fosse armazenado em cartões de memória tradicionais, isso consumiria de 10 a 100 vezes o suprimento esperado de silício até 2040, prevê a Nature.
O que está claro é que precisamos de outra maneira de armazenar dados. E o método de armazenamento de dados do futuro precisa ser robusto e denso. Ou seja, os dados atualmente armazenados em data centers do tamanho de campos de futebol precisam ser colocados em um local muito menor. E essa solução precisa transferir dados rapidamente e armazenar nossas mídias mais valiosas por décadas, sem causar um enorme colapso.
Onde estamos procurando encontrar esse Santo Graal do armazenamento de dados? Na molécula que abriga nossa informação genética: o DNA. Onde os discos rígidos usam uns e zeros, o armazenamento de DNA usa quatro bases químicas, adenina (A), guanina (G), citosina (C) e timina (T). Lembra da aula de ciências do ensino fundamental? Esses compostos se conectam em pares (A a T; G a C) para criar degraus em uma escada de dupla hélice. Acontece que você pode usar o DNA para converter zeros e uns nessas quatro letras para armazenar dados complexos.
A Microsoft, uma das pioneiras no armazenamento de DNA, está fazendo alguns avanços, trabalhando com o Laboratório de Sistemas de Informação Molecular da Universidade de Washington, nos EUA. A empresa anunciou em um novo artigo o primeiro escritor de armazenamento de DNA.
O que torna isso particularmente significativo é que é a primeira vez que se atingiu as velocidades de gravação mínimas necessárias para o armazenamento de DNA.
A Microsoft é uma das maiores empresas de armazenamento em nuvem e está buscando o armazenamento de dados de DNA para obter uma vantagem sobre a concorrência. Estima-se que o DNA é capaz de armazenar um exabyte, ou 1 bilhão de gigabytes, por polegada quadrada — uma quantidade muito mais alta do que o que nosso melhor método de armazenamento atual, a fita magnética Linear Type-Open (LTO) pode fornecer.
O que essas vantagens significam em termos do mundo real? Bem, a International Data Corporation prevê que as demandas de armazenamento de dados chegarão a nove zetabytes em 2024. Como a Microsoft observa, apenas um zetabyte de armazenamento seria usado se o Windows 11 fosse baixado em 15 bilhões de dispositivos. Usando os métodos atuais, esses dados precisariam ser armazenados em milhões de cartuchos de fita. Corte a fita e use DNA, e nove zetabytes de informação podem ser armazenados em uma área tão pequena quanto uma geladeira (alguns cientistas dizem que cada filme já lançado caberia em um cubo de açúcar).
Mas talvez um freezer fosse uma analogia melhor, porque os dados armazenados no DNA podem durar milhares de anos, enquanto a perda de dados ocorre na fita com 30 anos e ainda antes em SSDs e HDs.
Encontrar maneiras de aumentar as velocidades de gravação aborda um dos dois principais problemas com o armazenamento de DNA (sendo o outro o custo). Com o limite mínimo de velocidade de gravação ao seu alcance, a Microsoft já está avançando com a próxima fase.
“Uma próxima etapa natural é incorporar lógica digital no chip para permitir o controle individual de milhões de pontos de eletrodos para gravar kilobytes por segundo de dados no DNA, e prevemos que a tecnologia alcance matrizes contendo bilhões de eletrodos capazes de armazenar megabytes por segundo de dados em DNA. Isso trará o desempenho e o custo do armazenamento de dados de DNA significativamente mais próximos dos de fita ”, disse a Microsoft ao site TechRadar.
Por mais promissor que tudo isso pareça, estamos muitos anos longe de armazenar dados de DNA. Ignorando as complexidades técnicas, o armazenamento de dados de DNA é simplesmente muito caro — alguns megabytes custariam milhares de dólares, de acordo com Robert Grass da ETH Zurich , e as baixas velocidades de gravação significam que você não gostaria de usar DNA para dados acessados com frequência. Ainda assim, pesquisadores de todo o mundo estão trabalhando para nos aproximar de uma era em que os dados que criamos são armazenados na própria molécula que contém nossa informação genética.
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