O armazenamento de ADN sempre atraiu grande interesse devido à sua potencial densidade e longevidade – e os investigadores têm explorado há muito tempo formas de codificar informação digital em cadeias de ADN que podem ser armazenadas e depois lidas utilizando tecnologia de sequenciação.
Um dos líderes nesta área, a startup francesa Biomemory, anunciou recentemente que adquiriu os ativos da Catalog Technologies, outra empresa que trabalha no armazenamento de dados baseados em ADN, dando à primeira acesso às tecnologias de impressão, leitura e computação do Catalog, juntamente com um grande portfólio de patentes.
Ambas as empresas dependem do mapeamento de dados digitais para blocos de DNA biosseguros, em vez de sintetizar o DNA base por base. Isso melhora a velocidade de leitura e reduz as taxas de erro, ao mesmo tempo que abre as funções de pesquisa e computação diretamente nas estruturas de dados do DNA.
Fazendo sistemas de armazenamento de DNA para data centers
A plataforma combinada também combina diferentes técnicas de produção. A Biomemory utiliza métodos de impressão 3D multicamadas, enquanto a Catalog desenvolveu sistemas de impressão de alto rendimento com a finalidade de produzir grandes volumes de blocos de dados de DNA.
“A Biomemory é a primeira empresa no setor de armazenamento de dados de DNA a implementar um processo totalmente industrializado de ponta a ponta”, disse o vice-presidente de industrialização da Biomemory, Olivier Lauvray. “Ele incorpora arquivos ou objetos digitais de gravação e armazenamento de DNA com retenção de dados de 50 a 150 anos, e a capacidade de acessar e ler o conteúdo digital armazenado durante toda a sua vida útil de retenção”.
O objetivo é tornar os sistemas de armazenamento de DNA práticos para data centers, onde o hardware de armazenamento deve caber em equipamentos de rack padrão. Falei com o Louvre para saber mais sobre os planos da Biomemória.
- Em 2021, o Catálogo falou sobre a construção de um computador de DNA de bolso antes do final da década. Esse ainda é o plano ou a ideia foi arquivada?
A Catalog foi pioneira, à frente do grupo, ao trazer funções de pesquisa e computação para o campo do DNA. A Biomemória adquiriu todos os principais IPs e patentes estabelecidas, e os principais especialistas do antigo Catálogo se juntaram à nossa equipe.
A Biomemória visa alavancar este portfólio de PI e os avanços tecnológicos no contexto do nosso roteiro renovado. Pretendemos oferecer esses recursos de valor agregado aos nossos clientes.
É muito cedo para falar sobre a velocidade de implantação ou o tamanho do dispositivo resultante, mas estamos caminhando nessa direção, aumentando nossa abordagem de industrialização e comercialização.
- Richard Black, da Microsoft, disse a um de nossos colegas que havia desistido do armazenamento de DNA, dizendo que “isso não atende à magnitude dos ganhos que (nós) pensamos que obteríamos”, acrescentando: “Os proponentes alegaram densidade extrema, mas não está claro se isso é importante de alguma forma”. A Microsoft está errada?
A Microsoft pesquisou o armazenamento de dados de DNA relativamente cedo, com a expectativa natural de atender às necessidades dos hiperescaladores. A conclusão na altura foi que esta tecnologia demoraria demasiado tempo a amadurecer para as suas necessidades.
Eles decidiram investir e focar no projeto Silica como tecnologia intermediária. Depois de alguns anos, as tecnologias de armazenamento de dados de DNA amadureceram muito. Já está chegando ao estágio de industrialização, com players como a Biomemória.
Mas ainda levará algum tempo para atender aos requisitos de escalabilidade dos hiperescaladores. Falando em biomemória, estimamos que dispositivos robustos de armazenamento de nível empresarial serão implantados em escala em data centers por volta de 2030.
Entretanto, grandes soluções comerciais serão suportadas com conjuntos de equipamentos geridos pela Biomemory ou parceiros credenciados numa configuração de nuvem híbrida.
- Você pode nos dar uma atualização sobre a tecnologia de armazenamento de DNA na Biomemory? Até que ponto estamos de um dispositivo comercial e como sua abordagem difere de rivais como Microsoft e Twist Memory?
A Biomemory pretende lançar soluções comerciais de armazenamento de dados de DNA ponta a ponta (gravação/armazenamento/leitura) antes do final de 2026. Além da melhoria contínua do desempenho de escrita e leitura, nosso foco é garantir a confiança do cliente com um rigoroso processo de qualificação ponta a ponta, demonstrando confiabilidade, integridade, robustez e durabilidade.
Isto envolve a industrialização da tecnologia de armazenamento de dados de DNA, um requisito para a implantação em massa de verdadeiras soluções comerciais.
Como sabemos, a solução de médio prazo da Microsoft para armazenamento refrigerado é baseada em Sílica. Esta é uma tecnologia de investimento intensivo que ainda precisa ser vista além do uso interno da Microsoft.
Na nossa opinião, a tecnologia da Twist (agora liderada pela sua spin-off Atlas) baseia-se na síntese bottom-up, utilizando chips semicondutores como componentes consumíveis. A Biomemory acredita que isto tem vantagens, mas não é a melhor abordagem para escalabilidade e redução de custos, e está sujeita a desafios de biossegurança.
A Biomemory (anteriormente Catalog Technologies) está usando uma tecnologia rápida de montagem enzimática de DNA, bloco por bloco, que é biossegura por design. Prevê-se que o custo dos consumíveis (opex) diminua enormemente ao longo do tempo, tal como o custo do equipamento, em linha com os modelos de negócio da indústria gráfica.
Também acreditamos que a abordagem exclusiva do nosso cartão de DNA para armazenar de forma confiável DNA digitado por 50, 100 ou 150 anos com múltiplas leituras e acesso através de uma interface de computador de armazenamento de objetos padrão é a abordagem certa que nos aproxima dos clientes que a Biomemory atende.
- Talvez a pergunta mais importante: você pode nos fornecer um cronograma, capacidade esperada, estimativas de desempenho e preços aproximados?
Persistem alguns desafios significativos na industrialização da tecnologia para permitir a escalabilidade do armazenamento de dados de DNA. Por exemplo, o cronograma para a industrialização da próxima geração de tecnologias de leitura contínua de DNA em alta velocidade.
Isto leva à incerteza na previsão da data de lançamento da próxima geração de produtos. Mas a Biomemory está no caminho certo para implementar em 2030-2031 um dispositivo escalonável de gravação/armazenamento/pesquisa/leitura adequado para operação em data centers de terceiros.
Isso requer interoperabilidade, automação total e alta resiliência em um formato compacto de 19″ e 42U. Enquanto isso, para atender à demanda do mercado, aumentaremos a frota de servidores de armazenamento gerenciados pela Biomemory em uma configuração de nuvem híbrida.
Estamos armazenando-os em contêineres com vários recipientes chamados Cartões de DNA. Cada um pode conter uma grande quantidade de dados digitais escritos em DNA, e podemos adicionar continuamente mais cartões de DNA a um dispositivo.
Portanto, a capacidade pode ser aumentada sem exigir CapEx ou área ocupada adicional. Isso é diferente da mídia de armazenamento convencional. Ao mesmo tempo, entre os 5 milhões de centros de dados no mundo, a indústria privada, os hiperscaladores ou as agências governamentais não têm as mesmas necessidades de capacidade de armazenamento frio, que abrange toda a gama, desde PetaByte até Exabyte.
A estratégia da Biomemory é atender segmentos de mercado que correspondam ao desempenho de seus servidores de armazenamento. Isso significa começar com data centers privados com capacidades de PB e trabalhar gradualmente em direção à demanda de Exabytes.
As velocidades de gravação e leitura estão avançando rapidamente, mas ainda é difícil prever quando um dispositivo Exabyte de rack único estará disponível comercialmente.
Quanto ao custo ($/TB) da tecnologia de Biomemória, ele é impulsionado pela industrialização da produção dos consumíveis (bloco de DNA e enzimas) utilizados pelo sistema.
Nosso plano é ampliar rapidamente nossa tecnologia de produção patenteada e de baixo custo, e nossas projeções mostram que podemos chegar a US$/TB ao implementar em massa nossos produtos em data centers de terceiros.
Ainda há um longo caminho a percorrer, mas estamos avançando rapidamente. É improvável que o DNA como meio de armazenamento de dados atinja IOPS elevados até integrarmos o poder computacional. Esta é uma visão emocionante de longo prazo e uma mudança de paradigma, e uma das nossas motivações para adquirir os ativos da Catalog Technologies.
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