ถอดรหัสชีวิต ปูทางสู่หน่วยความจำอนาคต DNA อาจพลิกโฉมการจัดเก็บข้อมูล

ในขณะที่แนวทางแบบเดิมกำลังเข้าใกล้ขีดจำกัดทางฟิสิกส์ โลกจึงต้องการทางเลือกอื่นแทนชิปซิลิคอน เพื่อรองรับกระแสข้อมูลมหาศาลในอนาคต การหยิบยืมรหัสแห่งชีวิตอาจนำมาซึ่งความหวังของการก้าวกระโดดครั้งสำคัญ และ DNA ก็กำลังสร้างชื่อในฐานะหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ที่มีศักยภาพมาสักพักแล้ว

ทางออกของข้อจำกัดด้านพื้นที่จัดเก็บและความสามารถในการประมวลผลที่ใช้พลังงานสูง อาจซ่อนอยู่ในหน่วยการสร้างของชีวิต นั่นคือ DNA การเข้ารหัสแบบควอเทอร์นารีของ DNA น่าจะสร้างความหนาแน่นในการจัดเก็บและความทนทานที่จำเป็นสำหรับการระเบิดของข้อมูลที่กำลังจะมาถึง

ข้อดีของ DNA ในฐานะหน่วยความจำ:

• ความหนาแน่นสูง: DNA 1 กรัมตามทฤษฎีเก็บข้อมูลได้ 1,000 ล้านกิกะไบต์ หรือหลายเอกซะไบต์ต่อลูกบาศก์มิลลิเมตร หนาแน่นกว่าหน่วยความจำแฟลชปัจจุบันถึงพันเท่า ***เอกซะไบต์ (Exabyte) หรือ เอกซาไบต์ ใช้ตัวย่อว่า EB เป็นหน่วยวัดขนาดของข้อมูลในคอมพิวเตอร์
• การจัดเก็บแบบไม่ใช้พลังงาน: เมื่อสร้างพอลิเมอร์ DNA แล้ว หน่วยความจำจะไม่ใช้พลังงานอีกต่อไป สามารถเขียนและจัดเก็บได้ถาวร
• ความทนทาน: โครงสร้างโมเลกุลของ DNA ทนทานสูงและต้องการพลังงานต่ำ สามารถสร้างตัวเองใหม่ จำลองตัวเอง และรีไซเคิลได้
• การแก้ไขข้อผิดพลาดโดยธรรมชาติ: คู่เบส DNA เป็นคู่สมกัน ทำให้แต่ละสายเป็นสำเนาข้อมูลของอีกสายหนึ่ง

ข้อจำกัดและอุปสรรคปัจจุบัน:

• ต้นทุนสูง: การสังเคราะห์และหาลำดับเบส DNA (การอ่านข้อมูล) เป็นกระบวนการในห้องปฏิบัติการที่ใช้เวลานาน
• ความเร็วในการอ่านและเขียนช้า: ยังเป็นข้อจำกัดในการใช้งานจริง นักวิจัยกำลังทดลองแนวทางที่ปรับปรุงแล้ว

หลักการทำงาน:

• ข้อมูลไบนารี (0 และ 1) สามารถเข้ารหัสเป็นเบส DNA (A, T, C, G) โดยใช้ ATCG แทน 00, 01, 10 และ 11
• คอมพิวเตอร์ทั่วไปใช้สถานะอิเล็กตรอนในการจัดเก็บข้อมูล ซึ่งไวต่อการรบกวนและเสื่อมสภาพ

การคำนวณด้วย DNA:

• เป็นสาขาวิจัยที่ควบคุมการประมวลผลข้อมูลด้วยโมเลกุล DNA สังเคราะห์ ส่วนใหญ่ยังอยู่ในแอปพลิเคชันทางการแพทย์
• แตกต่างจากชิปซิลิคอน (อิเล็กตรอน) และชิปโฟโตนิก (โฟตอน) โดยอิงจากการประมวลผลข้อมูลทางชีวโมเลกุล (ปฏิกิริยาทางชีวเคมี)
• จุดเด่นคือความขนานขนาดใหญ่และความหนาแน่นในการจัดเก็บที่ไม่มีใครเทียบได้

สรุป: หน่วยความจำ DNA มีศักยภาพในการเป็นทางเลือกสำหรับซิลิคอนในอนาคต โดยเฉพาะในแอปพลิเคชันที่ต้องการความหนาแน่นสูง ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และความขนานสูงสุด แม้ว่าปัจจุบันยังมีข้อจำกัดด้านต้นทุนและความเร็ว แต่ความก้าวหน้าในการวิจัยอาจนำไปสู่การใช้งานจริงในอนาคต

ที่มา : https://www.all-about-industries.com/storing-and-calculating-in-the-code-of-nature-a-739a65efe5f416a7160b66af57376920/