لقد اجتذب تخزين الحمض النووي دائمًا الكثير من الاهتمام نظرًا لكثافته المحتملة وطول عمره – وقد ظل الباحثون منذ فترة طويلة يستكشفون طرقًا لتشفير المعلومات الرقمية في خيوط الحمض النووي التي يمكن تخزينها وقراءتها لاحقًا باستخدام تقنية التسلسل.
وقد أعلنت مؤخراً إحدى الشركات الرائدة في هذا المجال، وهي شركة Biomemory الفرنسية الناشئة، أنها استحوذت على أصول شركة Catalog Technologies، وهي شركة أخرى تعمل على تخزين البيانات المستندة إلى الحمض النووي، مما يتيح للشركة الوصول إلى تقنيات الطباعة والقراءة والحوسبة الخاصة بالكتالوج، إلى جانب مجموعة كبيرة من براءات الاختراع.
تعتمد الشركتان على رسم خرائط البيانات الرقمية لكتل الحمض النووي الآمنة بيولوجيًا بدلاً من تركيب قاعدة الحمض النووي حسب القاعدة. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تحسين سرعات القراءة وتقليل معدلات الخطأ، مع فتح الباب أيضًا لوظائف البحث والحوسبة مباشرة داخل هياكل بيانات الحمض النووي.
عمل أنظمة تخزين الحمض النووي لمراكز البيانات
تجمع المنصة المدمجة أيضًا بين تقنيات الإنتاج المختلفة. وتستخدم الذاكرة الحيوية أساليب طباعة ثلاثية الأبعاد متعددة الطبقات، بينما طورت شركة كاتالوج أنظمة طباعة عالية الإنتاجية تهدف إلى إنتاج كميات كبيرة من كتل بيانات الحمض النووي.
وقال أوليفييه لوفراي، نائب رئيس قسم التصنيع في شركة Biomemory: “إن Biomemory هي الشركة الأولى في صناعة تخزين بيانات الحمض النووي التي نفذت عملية صناعية كاملة من البداية إلى النهاية”. “إنه يمتد من الملف الرقمي أو استيعاب الكائن إلى كتابة الحمض النووي وتخزينه مع الاحتفاظ بالبيانات لمدة تتراوح من 50 إلى 150 عامًا، ولديه القدرة على الوصول إلى المحتوى الرقمي المخزن وقراءته طوال فترة الاحتفاظ.”
الهدف هو جعل أنظمة تخزين الحمض النووي عملية لمراكز البيانات، حيث تحتاج أجهزة التخزين إلى أن تتناسب مع المعدات القياسية المثبتة على الرف. لقد تحدثت إلى Lauvray لمعرفة المزيد عن خطط Biomemory.
- وبالعودة إلى عام 2021، تحدث موقع Catalog عن بناء حاسوب DNA بحجم الجيب قبل نهاية العقد. هل ما زالت هذه هي الخطة أم تم وضع هذه الفكرة جانباً؟
كان الكتالوج هو الرائد، متقدمًا على المجموعة، في جلب وظائف البحث والحوسبة إلى عالم الحمض النووي. حصلت Biomemory على جميع حقوق الملكية الفكرية وبراءات الاختراع الأساسية التي أنشأتها، وانضم خبراء رئيسيون من الكتالوج السابق إلى فريقنا.
هدف Biomemory هو الاستفادة من محفظة IP هذه والتقدم التكنولوجي في سياق خريطة الطريق التي تمت ترقيتها. ونحن نعتزم تقديم هذه القدرات ذات القيمة المضافة لعملائنا.
ومن السابق لأوانه أن نتحدث عن سرعة النشر أو حجم الجهاز الناتج، لكننا نتبع هذا المسار، ونضيف إليه نهجنا في التصنيع والدخول إلى السوق.
- أخبر ريتشارد بلاك من شركة مايكروسوفت أحد أقراننا أنها أوقفت مشاركتها في تخزين الحمض النووي، قائلًا إنها “لا تلبي أوامر الزيادة في الحجم [we] معتقد [we] “سوف نحصل عليها” قبل أن يضيف: “لقد روج المؤيدون للكثافة القصوى، ولكن ليس من الواضح أن هذا الأمر ذو صلة بأي شكل من الأشكال”. هل مايكروسوفت مخطئة؟
لقد قامت شركة Microsoft بالتحقيق في مسألة تخزين بيانات الحمض النووي في وقت مبكر جدًا، مع التوقع الطبيعي لتلبية احتياجاتها من أدوات التحجيم الفائقة. وكان الاستنتاج في ذلك الوقت هو أن الأمر سيستغرق الكثير من الوقت حتى تنضج هذه التكنولوجيا لتلبية احتياجاتهم.
فقرروا الاستثمار والتركيز على مشروع السيليكا كتقنية وسيطة. بعد بضع سنوات، نضجت تقنيات تخزين بيانات الحمض النووي كثيرًا. وهي الآن تصل إلى مرحلة التصنيع، مع وجود لاعبين مثل Biomemory.
ولكن سيستغرق الأمر بعض الوقت لمطابقة متطلبات قابلية التوسع الخاصة بمستخدمي المقياس الفائق. بالحديث عن Biomemory، فإننا نقدر أنه سيتم نشر أجهزة تخزين البيانات القوية القابلة للتركيب على مستوى المؤسسات على نطاق واسع في مراكز البيانات حوالي عام 2030.
وفي غضون ذلك، سيتم دعم الحلول التجارية الكبيرة بمجموعات من المعدات التي تديرها شركة Biomemory أو الشركاء المعتمدون، في تكوين سحابي مختلط.
- هل يمكنك أن تقدم لنا تحديثًا حول تقنية تخزين الحمض النووي في Biomemory؟ إلى أي مدى نحن بعيدون عن الأجهزة التجارية، وكيف يختلف نهجكم عن المنافسين مثل Microsoft وTwist Memory؟
تعتزم Biomemory إطلاق أول حلولها التجارية الشاملة لتخزين بيانات الحمض النووي (الكتابة/التخزين/القراءة) قبل نهاية عام 2026. بالإضافة إلى التحسين المستمر لأداء الكتابة والقراءة، ينصب تركيزنا على تأمين الثقة من العملاء من خلال عملية تأهيل صارمة شاملة، مما يدل على الموثوقية والنزاهة والمتانة والاستدامة مدى الحياة.
وهذا يؤدي إلى تصنيع تكنولوجيا تخزين بيانات الحمض النووي، وهو شرط للنشر الشامل للحلول التجارية الحقيقية.
على حد علمنا، يعتمد حل Microsoft المتوسط المدى للتخزين البارد على السيليكا. تعد هذه تقنية كثيفة النفقات الرأسمالية إلى حد ما، ولا يزال يتعين رؤية انتشارها خارج نطاق الاستخدام الداخلي لشركة Microsoft.
حسب فهمنا، تعتمد تقنية تويست (التي تقودها الآن شركتها المنفصلة أطلس) على تركيب قاعدة على قاعدة، باستخدام رقائق أشباه الموصلات كعنصر مستهلك. تعتقد Biomemory أن هذا له مزايا ولكنه ليس النهج الأفضل لقابلية التوسع وخفض التكلفة، كما أنه عرضة للتحديات المتعلقة بالسلامة الحيوية.
تستخدم الذاكرة الحيوية (مثل Catalog Technologies من قبل) تقنية تجميع الحمض النووي الأنزيمي السريع كتلة تلو الأخرى، وهي آمنة بيولوجيًا حسب التصميم. من المخطط أن تنخفض تكلفة المواد الاستهلاكية (opex) بشكل كبير بمرور الوقت، وكذلك تكلفة المعدات، بما يتماشى مع نماذج أعمال صناعة الطباعة.
نحن نؤمن أيضًا بأن نهج بطاقة الحمض النووي الفريد الخاص بنا لتخزين الحمض النووي المكتوب بشكل موثوق لمدة 50 أو 100 أو 150 عامًا مع قراءات متعددة وإمكانية الوصول من خلال واجهة تكنولوجيا المعلومات القياسية لتخزين الكائنات، هو النهج الصحيح الذي يجعلنا أقرب إلى العملاء المتمركزين حول تكنولوجيا المعلومات الذين تهدف Biomemory إلى خدمتهم.
- ولعل السؤال الأهم: هل يمكنك أن تعطينا جدولًا زمنيًا تقريبيًا والقدرة المتوقعة وتقديرات الأداء والسعر التقريبي؟
لا تزال هناك بعض التحديات الهامة في مجال تصنيع التكنولوجيا لتمكين قابلية التوسع في تخزين بيانات الحمض النووي. على سبيل المثال، الجدول الزمني لتصنيع الجيل القادم من تقنيات القراءة المستمرة للحمض النووي عالية السرعة.
وهذا يؤدي إلى عدم اليقين في التنبؤ بتاريخ إطلاق الجيل التالي من المنتجات. لكن Biomemory تسير نحو هدف النشر في 2030-2031، وهو جهاز قابل للكتابة/التخزين/البحث/القراءة مناسب للعمليات في مراكز بيانات الطرف الثالث.
وهذا يتطلب قابلية التشغيل البيني والأتمتة الكاملة والمرونة العالية، في عامل شكل مدمج مقاس 19 بوصة 42U. وفي هذه الأثناء، لتلبية طلب السوق، سنقوم بتطوير مجموعتنا من خوادم التخزين التي تديرها Biomemory، في تكوين سحابي مختلط.
نقوم بتخزين الحمض النووي في حاويات متعددة الآبار تسمى بطاقات الحمض النووي. يمكن أن يحتوي كل منها على كمية هائلة من البيانات الرقمية المكتوبة بالحمض النووي، ويمكننا إضافة المزيد من بطاقات الحمض النووي بشكل مستمر في الجهاز.
ولذلك، يمكن توسيع السعة دون الحاجة إلى المزيد من النفقات الرأسمالية أو البصمة. وهذا يختلف عن وسائط التخزين المعتادة. بالتوازي، من بين 5 ملايين مركز بيانات في العالم، لا تمتلك الصناعة الخاصة أو شركات التوسعة الفائقة أو الوكالات الحكومية نفس الاحتياجات لسعة التخزين البارد، التي تغطي النطاق الكامل من بيتابايت إلى إكسابايت.
تتمثل إستراتيجية Biomemory في خدمة قطاعات السوق التي تتوافق مع أداء خوادم التخزين الخاصة بها. يبدأ هذا بطبيعة الحال بمراكز البيانات الخاصة التي تتمتع بقدرات PB، ثم يعالج تدريجيًا الطلب على Exabyte.
تتقدم سرعات الكتابة والقراءة بسرعة ولكن لا يزال من الصعب التنبؤ بموعد توفر جهاز Exabyte ذو الحامل الواحد تجاريًا.
من حيث التكلفة (دولار لكل تيرابايت) لتكنولوجيا Biomemory، فإن ذلك مدفوع بشكل أساسي بتصنيع إنتاج المواد الاستهلاكية (كتلة الحمض النووي والإنزيمات) التي تستخدمها الأنظمة.
تتمثل خطتنا في توسيع نطاق تقنية الإنتاج الحاصلة على براءة اختراع منخفضة التكلفة بسرعة، وتظهر توقعاتنا أنه يمكننا الوصول إلى مبلغ قليل من الدولارات لكل تيرابايت عند نشر منتجاتنا على نطاق واسع في مراكز بيانات تابعة لجهات خارجية.
ولا يزال الطريق طويلا أمامنا، ولكننا نتقدم بسرعة. من غير المرجح أن يصل الحمض النووي كوسيلة لتخزين البيانات إلى مستوى عالٍ من عمليات IOPS حتى ندمج القدرة الحاسوبية. يعد هذا منظورًا مثيرًا طويل المدى وتحولًا نموذجيًا، وهو أحد دوافعنا للحصول على الأصول من Catalog Technologies.
اتبع TechRadar على أخبار جوجل و أضفنا كمصدر مفضل للحصول على أخبار الخبراء والمراجعات والآراء في خلاصاتك. تأكد من النقر على زر المتابعة!
وبالطبع يمكنك أيضًا اتبع TechRadar على TikTok للحصول على الأخبار والمراجعات وفتح الصناديق في شكل فيديو، والحصول على تحديثات منتظمة منا على واتساب أيضاً.
التعليقات