Il futuro del nastro magnetico è il DNA: fino a 375 petabyte in una cassetta LTO-9

Un team di ricercatori della Southern University of Science and Technology di Shenzhen, guidato dal professor Xingyu Jiang, ha presentato su Science Advances un prototipo di sistema di archiviazione su nastro basato sul DNA. L'esperimento, pur ancora lontano da un utilizzo pratico, mostra le potenzialità di un mezzo capace di concentrare enormi quantità di informazioni in uno spazio estremamente ridotto.

Il gruppo ha sviluppato un supporto fisico simile a una cassetta tradizionale, utilizzando un nastro in poliestere-nylon. A differenza dei sistemi convenzionali, però, i dati non vengono incisi magneticamente, ma salvati sotto forma di DNA.

Per affrontare uno dei principali limiti di questo approccio, ovvero la difficoltà di ricercare informazioni specifiche, gli studiosi hanno ideato una suddivisione del nastro in partizioni contrassegnate da codici a barre "disposti in modo continuo sul nastro di DNA tramite stampa laser a getto d'inchiostro, generando 5,45 X 10 ⁵ partizioni di dati indirizzabili per 1.000 m di nastro".

Crediti immagine: Science Advances

I dati vengono memorizzati come DNA all'interno delle sezioni idrofile. Per leggere successivamente il DNA depositato, gli scienziati hanno immerso la partizione target in una soluzione di idrossido di sodio e hanno sequenziato tale soluzione per completare la lettura dei file.

I test iniziali hanno previsto la scrittura di soli 156,6 kilobyte di dati, nella forma di quattro tessere di puzzle raffiguranti una lanterna cinese. I file sono stati recuperati correttamente, ma l'operazione ha richiesto circa due ore e mezza, con una velocità di meno di un kilobyte al minuto. Secondo i ricercatori, ottimizzando il processo si potrebbe ridurre il tempo a 47 minuti, ma resta comunque un limite notevole rispetto agli standard odierni.

Sul fronte della capacità, invece, i risultati appaiono promettenti. La sperimentazione ha permesso di stimare una densità di circa 74,7 gigabyte per chilometro di nastro. Senza tenere conto di perdite teoriche e quelle relative a lettura/scrittura, il team ritiene che il potenziale massimo teorico potrebbe raggiungere i 362 petabyte per chilometro.

In teoria, quindi, sulla lunghezza di una cartuccia LTO-9 (1.035 metri) sarebbe possibile archiviare 375 petabyte. In pratica, però, l'attuale prototipo garantisce soltanto una capacità effettiva di circa 77 gigabyte, nettamente inferiore agli attuali standard LTO-9 (18 terabyte non compressi e fino a 45 terabyte compressi).

"Il DNA ha il potenziale per diventare il prossimo mezzo di archiviazione di nuova generazione grazie all'elevata densità", scrivono i ricercatori, pur ammettendo che nessun dispositivo di questo tipo ha ancora dimostrato funzionalità paragonabili ai sistemi commerciali.

Il progetto resta dunque un esperimento visionario: ha risolto il problema dell'indicizzazione, ma la capacità reale e soprattutto la lentezza delle operazioni di lettura lo collocano, per ora, nel campo della ricerca di frontiera piuttosto che in quello delle applicazioni pratiche.