Organische Datenspeicher: jenseits der DNA

2 Männer untersuchen ein riesiges Molekül mit einer Lupe

Gepostet am Mittwoch, 22. Mai 2019

Erst vor knapp drei Monaten verkündete Microsoft, eine kostengünstige DNA-Lese-/Schreibplattform entwickelt zu haben, und schon suchen die Wissenschaftler nach ihrem Nachfolger. Forscher der Universität Harvard enthüllten Details über eine neue organische Datenspeichertechnologie, die eine noch größere Kapazität pro Quadratzoll bieten könnte. 

Genau wie der DNA-Speicher basiert diese neue Technologie auf Proteinmolekülen. Anstelle von DNA-Strängen in voller Größe verwendet Harvard jedoch viel kleinere Proteinteilchen, die als Oligopeptide bezeichnet werden.

Gewicht als digitaler Schalter

Bei dem neuen Datensystem verwendet man eine dünne, mit 384 Mikrogruben versehene Metallplatte, die als Mikrotiterplatte bezeichnet wird. Jede Mikrogrube wird dann mit einer Reihe von Oligopeptiden gefüllt, die jeweils ein etwas anderes Gewicht haben. Die Speicherplattform erfasst einen Standard-Binäreingang und passt den Mikrogrubeninhalt an. Schwere Oligopeptide sinken nach unten, leichtere schwimmen oben.

Beim Durchlauf durch ein Massenspektrometer werden die schwimmenden Moleküle erfasst, was den Wert 1 ergibt. Die schwereren Moleküle sinken auf den Boden der Mikrogrube, wo sie nicht erfasst werden, was den Wert 0 ergibt. Der resultierende Binärcode wird dann umgerechnet, so dass der in der Mikrogrube gespeicherte Datenabschnitt entschlüsselt wird.

Großes Potenzial, begrenzte Praxistauglichkeit

Die aktuelle Mikrogrubenanordnung ist in der Lage, 1 Byte Daten mit nur acht mikroskopischen Oligopeptiden zu speichern; 32 der Proteine umfassen 4 Bytes, und so weiter.

Bis heute ist es den Forschern gelungen, 400 KB Daten zu lesen und zu schreiben – eine Handvoll Bilder und den Text eines Richard-Feynman-Vortrags. Und sie hoffen, weit mehr zu erreichen, sobald die Technologie weiter entwickelt ist.

Es gibt jedoch ein gravierendes Problem: Mit dem Oligopeptidsystem kann man gerade einmal acht Bit pro Sekunde schreiben und ähnlich unspektakuläre 20 Bit pro Sekunde lesen. Was noch schlimmer ist: Man hat nur eine maximale Genauigkeit von 99,9 % beim Datenabruf erreicht.

Noch so ein Experiment nach dem Muster „Die Zeit wird es zeigen“

Obwohl sie die gegebene Kapazität und das Potenzial des DNA-Datenspeichers kannten, waren viele Wissenschaftler skeptisch, was seine Nutzung in der Datenverarbeitung betrifft. Die jüngsten Fortschritte lassen die Technologie jedoch mehr als theoretisch machbar erscheinen, zumal das Medium nun auch außerhalb des Labors eingesetzt werden kann. 

Und das Gleiche könnte auch auf Oligopeptide zutreffen. In ihrem jetzigen Zustand sind diese Mikroproteine noch ganz weit entfernt von der Produktionsreife. Wenn die Technologie jedoch weiterentwickelt und verbessert wird, haben wir vielleicht ein weiteres Medium zur einfachen und ultrahochleistungsfähigen Datenspeicherung entdeckt.

PDF Download - Organische Datenspeicher: jenseits der DNA

Weitere Artikel

Text „$1.2B“ umrandet von einem grünen Rechteck

Ist HPE dabei, zu einem der Großen im Supercomputing zu werden?

Gerüchten zufolge soll HPE kurz vor der Unterzeichnung eines 1,2-Milliarden-Dollar-Deals stehen, bei dem es um die Übernahme der Supercomputer-Legende Cray geht.

„S$D“ in einem Kreis, der von einem nach unten weisenden Pfeil halbiert wird

Stehen die SSD-Preise kurz vor einem Rekordtief?

Eine Überproduktion hat zur Folge, dass die SSD-Preise wahrscheinlich sinken werden – eine gute Nachricht, wenn Sie planen, Ihre Arrays zu aktualisieren.