Microsoft macht Durchbruch bei der Realisierung von DNA-Speicher

Microsoft hat in Zusammenarbeit mit der University of Washington im Molecular Information Laboratory (MISL) eine schnellere Methode zur Lese- und Schreibweise von Daten im DNA-Format entwickelt, um dem ständig wachsenden Bedarf an Datenspeicherung gerecht zu werden.

Die neue Methode wird in einem Artikel in der Zeitschrift Science Advances detailliert beschrieben, in dem Microsoft ihren ersten nanoskaligen DNA-Speicher-Schreiber vorgestellt hat – einen Proof-of-Concept-Molekularcontroller in Form eines winzigen DNA-Speicher-Schreibmechanismus auf einem Chip.

Es ist bekannt, dass die verfügbaren Speichermethoden Schwierigkeiten haben, mit der langfristig steigenden Nachfrage Schritt zu halten. Laut einer Prognose der International Data Corporation werden die Anforderungen an die Datenspeicherung bis 2024 neun Zettabyte erreichen.

Wie Microsoft anmerkt, benötigt Windows 11, das anfangs etwa 64 Gigabyte Speicherplatz einnimmt, die Installation auf über 15 Milliarden Geräten, um gerade einmal 1 Zettabyte genutzten Speicherplatz zu erreichen.

Mit den aktuellen Methoden würde es Millionen von Bandkassetten erfordern, um 9 Zettabyte an Informationen zu speichern, während es den Platz eines kleinen Kühlschranks benötigen würde, wenn es in DNA gespeichert wird.

DNA bietet nicht nur einen klaren Vorteil gegenüber bestehenden Speichermedien mit einer Dichte von über 1 Exabyte pro Kubikzoll, sondern ist auch eine potenzielle Lösung für die heutigen Herausforderungen in Datenspeichersystemen zur Archivierung.

Darüber hinaus kann DNA unglaublich langlebig sein und tausende von Jahren halten, im Gegensatz zu Bändern, die alle 30 Jahre neu beschrieben werden müssen und sogar noch früher bei SSDs und HDDs. Auch wird die DNA-Datenspeicherung nicht obsolet, da die Techniken zum Lesen der DNA-Moleküle zahlreich und relevant für Anwendungen in den Lebenswissenschaften sind.

Der DNA-Schreiber von Microsoft kann eine Dichte von 25 x 10^6 Sequenzen pro Quadratzentimeter schreiben, oder „drei Größenordnungen“ (1.000x) enger als zuvor. Dies ist der erste Hinweis darauf, dass die Mindestschreibgeschwindigkeiten erreicht werden, die für die DNA-Speicherung erforderlich sind.

„Ein natürlicher nächster Schritt besteht darin, digitale Logik in den Chip einzubetten, um die individuelle Steuerung von Millionen von Elektrodenpunkten zu ermöglichen, um Kilobyte pro Sekunde an Daten in DNA zu schreiben, und wir sehen die Technologie, die Arrays mit Milliarden von Elektroden erreicht, die Megabyte pro Sekunde an Daten in DNA speichern können. Dies wird die Leistung und die Kosten der DNA-Datenspeicherung erheblich näher an die von Bändern bringen“, sagte Microsoft gegenüber TechRadar.

So interessant es auch klingen mag, die DNA-Speicherung hat noch einen langen Weg vor sich, und man sollte die technischen Komplexitäten, denen sie begegnen könnte, nicht vergessen. Was jedoch ermutigend ist, ist zu sehen, dass Forscher auf der ganzen Welt an einer Lösung arbeiten, um dem ständig wachsenden Bedarf an Datenspeicherung gerecht zu werden.