L’esplosione dei dati richiede una archiviazione ad elevata densità e basse esigenze energetiche. Una soluzione può essere il DNA, con risultati dirompenti
Il continuo aumento dei dati da memorizzare e proteggere sta ponendo sempre più il problema di come archiviarli e fruirne in modo sicuro. I progetti e gli studi in corso stanno facendo intravedere possibilità sino a poco tempo fa inesplorate o considerate degne di un romanzo di Isaac Asimov.
Il dato di fatto è che gran parte delle attività della vita personale e lavorativa è diventata digitale e la quantità di dati che si genera, si memorizza e a cui si accede è aumentata in modo esponenziale.
Ad esempio, i dati di studi recenti evidenzino come Google elabori qualcosa come 3,5 miliardi di ricerche ogni giorno mentre su YouTube vengono visti 4,4 milioni di video. Ogni giorno vengono invece caricate su Facebook oltre 350 milioni di foto.
Se si proietta lo sguardo oltre l’orizzonte temporale a breve, si valuta che nell’arco di un solo lustro verranno creati quotidianamente a livello mondiale oltre 450 exabyte di dati. E queste cifre sono da valutare considerando il fatto che circa il 40% della popolazione mondiale deve ancora avere la possibilità di essere connessa online. Quando lo sarà la quantità di dati da archiviare e gestire crescerà quindi ulteriormente.
Comunque la si guardi, i dati costituiscono oramai il denominatore comune alla base di tutto ciò che fanno le aziende, sia che si tratti di gestire le attività quotidiane che si tratti di fornire analisi e dettagli utili nello stabilire le operazioni o persino nell’elaborare risposte ai grandi quesiti dell’umanità, di cosa è fatta la materia, come è sorto l’universo, cosa ne sarà, eccetera.
A fronte di tutto ciò, una cosa si prospetta come indispensabile per fronteggiare il futuro, perlomeno dal punto di vista dei dati: si dovranno trovare nuove modalità più economiche, richiedenti meno energia e a maggior densità per lo storage dei dati. Già oggi i data center consumano una larga fetta dell’energia prodotta al mondo giornalmente ed è chiaro che la crescita non può continuare all’infinito, perlomeno con la attuale tecnologia o sue varianti.
In sostanza, concorda ad esempio Michael Cade, Senior Global Technologist, Veeam, l’elevatissima quantità di dati che vengono generati pone di fronte a sfide molto impegnative, ad esempio proprio per individuare tecnologie che contengano le esigenze di alimentazione e raffreddamento dei data center, e questo oltre a una manutenzione e a un monitoraggio continui.
Il rischio è dietro l’angolo: si rischia di andare incontro a un collasso delle funzionalità disponibili come conseguenza della crescita continua sia del volume che della velocità di accesso ai dati.
Conservare i dati sul lungo periodo
Un problema non secondario è poi quello posto dalla conservazione die dati sul lungo periodo. Se più dati si hanno da analizzare migliori sono i risultati che si possono ottenere tramite applicazioni di intelligenza artificiale che si possono ottenere e più precise le analisi e le proiezioni, necessariamente questi dati vanno conservati e servono tecnologie in grado di conservarli inalterati per decenni e, in previsione, anche secoli.
La soluzione a questo dilemma, già in fase di esplorazione, può giungere da settori della scienza e della tecnologia inaspettati, ad esempio dalla biologia e il DNA o da tecniche di lavorazione conosciute da secoli come quella del vetro.
Tralasciando l’aspetto più fantasioso della serie dei film di Jurassic Park, questo però ha avuto il pregio di portare alla conoscenza del grande pubblico il fatto di come il DNA possa conservare per milioni di anni i dati sotto forma di eliche costituite da una manciata di elementi semplici e come particelle infinitesimali possano contenere un ammontare enorme di informazioni atte a ricostruire un intero essere vivente.
Quello che se ne deduce è che è che se si tratta di preservare e archiviare informazioni il DNA può essere una soluzioni senza rivali.
Un metodo naturale per archiviare i dati
In sostanza, osserva Cade, e da un punto di vista al momento speculativo si può di certo essere d’accordo, la memorizzazione dei dati basata sul DNA potrebbe essere un’alternativa agli attuali dispositivi di storage.
Due i vantaggi salienti di una tale soluzione: è ultra-compatto e, come evidenziato dal successo stesso dlele forme di vita esistenti, facilmente riproducibile.
Secondo la rivista New Scientist, un grammo di DNA può potenzialmente contenere fino a 455 exabyte di dati, cioè più di tutti i dati digitali attualmente disponibili nel mondo. Sebbene sia fragile, se conservato nelle giuste condizioni può rilevarsi affidabile e a testimoniarlo sono i resti fossili di migliaia di anni fa rinvenuti con il DNA ancora intatto.
Dal punto di vista dell’archiviazione e del backup dei dati , potrebbe essere il supporto perfetto.
I progressi tecnologici appaiono promettenti. I ricercatori di Microsoft e dell’Università di Washington l’anno scorso hanno sviluppato il primo dispositivo al mondo per l’archiviazione del DNA in grado di eseguire automaticamente l’intero processo. Utilizzando il dispositivo, i ricercatori hanno codificato la parola ‘ciao’ nel DNA e sono stati in grado di convertirla in dati leggibili da un computer.
Al bando però i facili, e soprattutto a breve, entusiasmi, mette in guardia Cade.
Se da un lato le metodologie possono migliorare progressivamente, dall’altro i tempi e i costi di decodifica delle informazioni devono essere ridotti prima che l’archiviazione dei dati nel DNA possa essere utilizzata a livello commerciale: sono state necessarie 21 ore per scrivere i 5 byte di ciao e poi rileggerlo. Il progresso è però costante. Basta considerare che nel 2001 sequenziare il genoma umano è costato 100 milioni di dollari mentre oggi bastano 48 ore e 1.000 dollari.
In sostanza, il settore del backup potrebbe essere del tutto trasformato dal DNA e diventare faccenda di biologi più che di informatici e le dimensioni fisiche e gli archivi dei data center profondamente ridimensionate.
Gli sforzi che si stanno facendo nell’ambito del backup potrebbero trovare soluzione in un unico record, creato una sola volta, dalla durata ben oltre di un essere e memoria vivente.
E se fosse il vetro?
Nella corsa alla ricerca del supporto del futuro per la memorizzazione dei dati, un competitor nella gara è anche il vetro. Project Silica di Microsoft, ad esempio, utilizza il vetro di quarzo come supporto di memorizzazione.
I laser modificano in modo permanente la struttura del vetro, rendendo possibile l’archiviazione di dati che possono poi essere letti da algoritmi di machine learning.
Occupando una frazione dello spazio, e non richiedendo uno storage a clima e ambiente controllato o la manutenzione tipica dei supporti di archiviazione, rappresenta un’altra dirompente alternativa per il backup e l’archiviazione dei dati.
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