การจัดเก็บข้อมูลในอนาคตด้วยดีเอ็นเอ

ระบบจัดเก็บข้อมูลได้มีการพัฒนามาตั้งแต่คอมพิวเตอร์ถูกคิดค้นและนำมาใช้งานในต้นศตวรรษที่ 20 (ต้นปี 1900) จนถึงทุกวันนี้ยังมีการพัฒนาและคิดค้นระบบจัดเก็บข้อมูลให้มีประสิทธิภาพเพิ่มมากขึ้น มาดูอดีตและปัจจุบันของการจัดเก็บข้อมูลก่อนที่จะไปดูอนาคตกัน  เพื่อการเปลี่ยบเทียบ ขนาดของ MP3 ของเพลงหนึ่งเพลงจะมีข้อมูลประมาณ 3-5 ล้านไบต์ ภาพหนึ่งภาพที่มีคุณภาพดีก็จะมีขนาดประมาณ 3-4 ล้านไบต์ โดยทั้งนี้จะขึ้นอยู่กับขนาดของภาพและระบบการบีบอัดข้อมูลที่ใช้ในการเก็บภาพ

ในปี 1946 หลอดที่เรียกว่า Selectron ได้ถูกพัฒนาขึ้นโดยที่หลอดนี้สามารถเก็บหน่วยข้อมูลได้ 256 ถึง 4096 บิท (หรือ 32 ถึง 512 ไบต์) อันเนื่องมาจากราคาที่สูงในการผลิตในทางพาณิชย์จึงไม่ค่อยได้รับความนิยม

memory-Selectron_tube

ระหว่างปี 1950 ถึง ปลายปี 1960 หน่วยความจำคอมพิวเตอร์ที่เรียกว่า Magnetic drum memory เป็นที่นิยมใช้ในการจัดเก็บข้อมูลคอมพิวเตอร์ จริงๆแล้วหน่วยความจำระบบนี้ถูกค้นพบมาหลายสิบปีก่อนหน้าที่จะเป็นที่นิยมใช้ ถูกค้นพบขึ้นประเทศออสเตรียตั้งแต่ปี 1932 โดยที่สามารถบรรจุข้อมูลได้ 10 กิโลไบต์ (หรือ 10,000 ไบต์)

memory-drum-memory

ต่อมาบริษัท IBM ได้พัฒนาและผลิต hard disk drive เป็นครั้งแรกเมื่อปี 1956 ชื่อรุ่นว่า IBM Model 350 Disk File ที่มีความจุ 5 Mega bytes (5 ล้านไบต์)  ฮาร์ดดิสก์ในช่วงแรกๆจะมีขนาดใหญ่และมีน้ำหนักที่มาก การพัฒนาและผลิตฮาร์ดดิสก์ก็มีมาจนถึงทุกวันนี้ และคาดการณ์ว่าจะมีการผลิตไปอีกหลายปี

memory-hardisk

ในต้นปี 1970 จนถึงปลายปี 1990 diskette หรือ floppy disk เป็นที่นิยมใช้ในการเก็บข้อมูลเนื่องจากคอมพิวเตอร์เป็นส่วนหนึ่งของเครื่องใช้ไฟฟ้าอีเล็กโทรนิกตามบ้านเรือนทั่วไปโดยเฉพาะในประเทศตะวันตก ในครั้งแรกที่ floppy disk ถูกผลิตออกมามีความสามารถเก็บหน่วยข้อมูญได้ 79.7 Kbytes (กิโลไบต์) และได้พัฒนาความสามารถในการเก็บข้อมูญขึ้นมาเรื่อยๆจนมีความจุข้อมูลได้ประมาณ 200 MBytes (ล้านไบต์) ก่อนจะเลิกการผลิตในปลายปี 1990

memory-floppy

ภายหลังจากปี 2000 การพัฒนาในการใช้ Solid-state มาทำเป็นหน่วยความจำก็มีมากขึ้น Solid-state คือส่วนประกอบของอิเล็คโทรนิกส์ทุกชนิดซึ่งทำมาจากสารซิลิคอน แม้กระทั้งฮาร์ดดิสก์ก็หันมาใช้ Solid-state แทนเนื่องจากความคงทนและน้ำหนักเบาและไม่มีเสียงลบกวน ที่สำคัญประสิทธิภาพในการอ่านและเขียนข้อมูลที่เหนือกว่าทำให้ Solid-state เป็นที่นิยมจนถึงทุกวันนี้ซึ่งเราพบในมือถือแท็บเล็ตหรือคอมพิวเตอร์ทั่วไป CD DVD และ Blu-ray ก็เป็นที่นิยมใช้ยุกหลัง floppy disk แต่ Solid-state ก็เป็นผู้ชนะเนื่องจากมีขนาดเล็กกว่า

ถึงแม้ว่าที่เก็บข้อมูลจะมีขนาดเล็กลงแต่เมื่อพูดถึงการเก็บข้อมูลกลางเช่นของรัฐบาลหรือบริษัทใหญ่ที่จัดเก็บข้อมูลส่วนตัวของประชากรโลกเช่น Google หรือ Facebook ที่จัดเก็บข้อมูลเหล่านี้ก็จะมีขนาดใหญ่โตมากต้องการสถานที่กว้างซึ่งสถานที่เดียวอาจจะเท่ากับโรงงานขนาดใหญ่หนึ่งแห่ง เมื่อรวมกันหลายบริษัทในโลกนี้ก็อาจจะมีเป็นร้อย ๆ แห่ง  ระบบเหล่านี้มีอายุการใช้งานที่จำกัดและค่าใช้จ่ายของการบำรุงรักษาที่สูง มีความพยายามที่จะคิดค้นที่จัดเก็บข้อมูลที่มีประสิทธิภาพมากกว่านี้และขนาดของมันต้องเล็กกว่าหลายร้อยเท่า อายุการใช้งานจะสามารถคงทนเป็นร้อย ๆ ปี

นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการวิจัยคิดค้นพบระบบการจัดเก็บข้อมูลในอนาคตโดยใช้ดีเอ็นเอ (DNA) ดีเอ็นเอเป็นแม่พิมพ์ของเซลล์ในสิ่งมีชีวิตบนโลกนี้รวมถึงตัวเราทุกคน โดยที่ดีเอ็นเอคือสารประกอบทางเคมีที่ประกอบด้วย  adenine(A), guanine(G), thymine(T), และ cytosine(C)

dna

บริษัทยักษ์ใหญ่หลายบริษัทได้เริ่มลงทุนในการคิดค้นและพัฒนานำดีเอ็นเอมาใช้ในการเก็บข้อมูล เช่น Microsoft ซึ่งได้ร่วมกับบริษิททางชีววิทยา Twist Bioscience ทำการวิจัยและคิดค้นเพื่อผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ทางพาณิชย์เพราะตอนนี้สามารถทำได้ในห้องทดลอง

มีการคาดคะเนว่าในปี 2017 เราจะผลิตข้อมูลคอมพิวเตอร์มากกว่า 16 หมืนล้านล้านไบต์ซึ่งเป็นข้อมูลจำนวนมากด้วยเทคโนโลยี่จัดเก็บของวันนี้ก็จะต้องใช้สถานที่ ๆ ใหญ่โตเพื่อลองรับระบบอิเล็คทรอนิกส์สำหรับระบบจัดเก็บข้อมูล แต่ด้วยดีเอ็นเอเพียงหนึ่งกรัม(น้อยกว่าหนึ่งช้อนชา)เราก็จะสามารถจัดเก็บข้อมูลได้ 1 หมืนล้านล้านไบต์ และมันยังมีความคงทนซึ่งมีอายุเป็นพัน ๆ ปีโดยไม่ต้องมีการดูแลอะไรมาก

memory-dna

การสะกัดและทำลำดับดีเอ็นเอที่ใช้ในทางการแพทย์หรือทางสืบสวนคดีต่าง ๆ ทำได้ง่ายทุกวันนี้ด้วยราคาไม่แพงแล้ว แต่ปัญหาที่จะนำระบบดีเอ็นเอมาใช้จัดเก็บข้อมูลคอมพิวเตอร์จะต้องทำการสังเคราะห์ดีเอ็นเอซึ่งยังเป็นเรื่องที่ทำได้ยากอยู่ทำให้มีค่าใช้จ่ายที่สูงมากในการสังเคราะห์แม้แต่ในจำนวนไม่มาก

เราต้องมาดูกันมานักวิทยาศาสตร์ที่ทำการวิจัยสิ่งนี้จะทำอย่างไรเพื่อทำให้การสังเคราะห์ดีเอ็นเอทำได้ง่ายขึ้นและลดค่าใช้จ่ายให้หน่อยลงจนสามารถนำมันมาใช้ในทางพาณิชย์ได้ เราอาจจะไม่รู้แน่นอนว่าเมื่อไรซึ่งอาจจะเป็นสิบปีหรือสิบ ๆ ปี แต่เทคโนโลยี่นี้เป็นที่น่าสนใจติดตามเป็นอย่างมาก

 

 

อ่านเรื่องราวเพิ่มเติมเกี่ยวกับการจัดเก็บข้อมูล


 

error: กด RightClick แทน