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Microsoft annonce une avancée majeure pour le stockage de données dans l'ADN. Son nouveau système permet enfin d'atteindre la densité et la vitesse d'écriture minimales requises.
Le volume de données mondial est en pleine explosion et augmente de façon exponentielle. Chaque jour, nous créons 2,5 millions de gigabytes de données.
C'est un problème, car la vitesse à laquelle nous produisons des données surpasse notre capacité à les stocker. Selon IDC, les besoins en stockage de données pourraient atteindre neuf zettabytes d'ici 2024.
Selon le journal Nature, si chaque vidéo, chaque photo prise sur un smartphone, chaque document était stocké sur des puces de mémoire flash traditionnelles, ceci consommerait entre 10 et 100 fois la quantité de puces disponibles d'ici 2040.
Il devient donc urgent de trouver des solutions alternatives. L'humanité a besoin d'une méthode de stockage des données robuste et dense. En d'autres termes, plutôt que des Data Centers de la taille de l'envergure de terrains de football, nous avons besoin de méthodes de stockage nettement plus compactes.
Cette solution du futur doit aussi permettre de transférer les données rapidement et de stocker les fichiers les plus importants pendant plusieurs décennies sans risquer de les endommager.
Stockage ADN : une solution au problème du volume mondial de données
L'une des pistes les plus prometteuses est le stockage dans l'ADN, la molécule qui héberge nos propres informations génétiques. Alors que les disques durs reposent sur des 0 et des 1, le stockage ADN utilise quatre bases chimiques : l'adenine (A), la guanine (G), la cytosine (C) et la thymine (T).
Ces composés se connectent par paires : le A avec le T, et le G avec le C pour créer des barreaux sur une échelle à double hélice. Or, il s'avère qu'il est possible d'utiliser l'ADN pour convertir les 1 et les 0 dans ces quatre lettres pour y stocker des données complexes.
Voilà plusieurs années que la piste du stockage de données dans l'ADN est explorée. Plusieurs entreprises et organisations mènent des recherches sur cette nouvelle technologie, qui pourrait permettre de stocker de larges volumes de données sur une surface minimale sur le très long terme.
Le nouveau système Microsoft offre une densité 1000 fois supérieure
L'un des pionniers du stockage ADN n'est autre que Microsoft. Dans une nouvelle étude publiée dans le journal ScienceAdvances, la firme annonce avoir accompli une découverte majeure en collaboration avec le MISL (Molecular Information Systems Laboratory) de l'Université de Washington.
Cet article annonce le premier système d'écriture de stockage ADN » nanoscale « (à l'échelle nanométrique). Il devrait permettre une densité d'écriture de 25×10^6 séquences par centimètre carré. Ceci représente une densité mille fois supérieure aux précédents systèmes.
C'est une avancée particulièrement importante, car il s'agit d'une condition indispensable pour atteindre la vitesse d'écriture minimale requise pour le stockage ADN.
Rappelons que Microsoft est l'un des principaux fournisseurs du Cloud Computing. Le stockage ADN pourrait lui permettre de profiter d'un avantage majeur sur la concurrence, grâce à sa densité, sa durabilité et sa robustesse.
Technique, l'ADN permet de stocker un exabyte de données par pouce au carré. C'est une densité incomparable avec les meilleures méthodes de stockage disponibles à l'heure actuelle, y compris les cassettes magnétiques LTO (Linear Type-Open).
Avec les méthodes de stockage actuelles, il faudrait un million de cartouches de cassettes pour stocker les neufs zettabytes anticipés par IDC pour 2024. Avec l'ADN, neuf zettabytes d'informations pourraient être stockés une surface comparable à celle d'un réfrigérateur.
Certains scientifiques estiment que tous les films créés depuis l'invention du cinéma pourraient tenir sur l'équivalent d'un morceau de sucre. Outre l'avantage de la densité, la durabilité est un réel point fort. Les données stockées sur l'ADN peuvent être conservées des milliers d'années, alors qu'elles sont perdues en moins de 30 ans sur un HDD ou un SSD.
Coût et vitesse d'écriture : les principales limites du stockage ADN bientôt surmontées
Jusqu'à présent, la vitesse d'écriture était l'une des principales limites du stockage ADN. L'avancée réalisée par Microsoft permet donc de surmonter cette barrière.
La prochaine étape consiste à produire une puce permettant le contrôle individuel de millions d'électrodes pour écrire des kilobytes de données par seconde sur l'ADN. Des rangées de plusieurs milliards d'électrodes permettront ensuite de stocker plusieurs megabytes de données par seconde. Les performances et le coût du stockage ADN se rapprocheraient donc de la cassette.
Toutefois, il faudrait encore patienter de longues années pour que le stockage ADN se démocratise. Cette technologie reste pour l'instant beaucoup trop chère, puisqu'il faut compter plusieurs milliers de dollars pour quelques megabytes.
La vitesse d'écriture reste par ailleurs trop lente pour pouvoir utiliser l'ADN pour des données nécessitant un accès fréquent. Malgré tout, les chercheurs du monde entier travaillent activement pour que cette technologie devienne viable le plus rapidement possible…
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