Microsoft avanza en la tecnología de almacenamiento basado en ADN

El almacenamiento basado en ADN es una tecnología que hasta hace poco formaba parte de la ciencia ficción. Hoy, son varias tecnológicas las que están desarrollando proyectos avanzados para conseguirlo. Microsoft es una de ellas y ha anunciado lo que considera un gran avance, específicamente en la mejora del rendimiento de los datos.

La cantidad de datos almacenados a nivel mundial no deja de aumentar. Las previsiones de consultoras como IDC dicen que en 2024 habrá aproximadamente 8,9 zettabytes de datos almacenados. Una auténtica barbaridad que Microsoft traduce a un contexto más identificable: un solo zettabyte sería equivalente a instalar Windows 11 en más de 15.000 millones de computadoras.

Existen varios formatos para almacenamiento de datos, desde los medios ópticos a los discos duros o SSD, pero quizá los cartuchos de cinta magnéticas de compañías como IBM siguen siendo la opción comercial más atractiva por densidad/costes.

Estos cartuchos de cinta han existido durante décadas y es una práctica que se mantendrá todavía durante años, pero existe una fuerte demanda de una alternativa moderna que ofrezca una densidad aún mayor y elimine muchos de los problemas de la tecnología antigua. Aquí es donde entra esta tecnología avanzada que según Microsoft se impondrá en el futuro. 

Almacenamiento basado en ADN

La investigación en almacenamiento biológico trata el ADN como cualquier otro dispositivo de almacenamiento digital. En lugar de datos binarios que se codifican como regiones magnéticas en un plato de unidad de disco duro, se sintetizan hebras de ADN que almacenan 96 bits donde cada una de las bases (TGAC) representan un valor binario (T y G = 1, A y C = 0).

Para leer la información almacenada en el ADN, sólo se tiene que secuenciar -como si fuera un genoma humano- y convertir cada una de las bases TGAC de nuevo en binario. Para ayudar con la secuenciación, cada hebra de ADN tiene un bloque de direcciones de 19-bit al principio (los bits de color rojo en la imagen de abajo) por lo que el ADN puede ser secuenciado fuera de orden y luego clasificarse en datos utilizables utilizando las direcciones.

Las ventajas en almacenamiento basado en ADN son notables. Su increíble densidad permitiría almacenar 1.000 millones de Tbytes en un solo gramo. Además de capacidad, sería una memoria con un consumo de energía cero, podría sobrevivir inalterable durante miles de años y la tecnología podría usarse mientras existiera vida en la Tierra, algo que no puede ofrecer ningún otro tipo de «material».

El avance recientemente anunciado por Microsoft gira en torno al rendimiento. Se trata de una prueba de concepto de un controlador molecular. Los investigadores describen esta innovación como un «mecanismo de escritura de almacenamiento de ADN diminuto en un chip», que mejora drásticamente la precisión con que se empaquetan los puntos de síntesis de ADN. El resultado es una prueba de que son posibles niveles más altos de rendimiento de escritura.

En esencia, el almacenamiento de ADN sintético implica mover datos de moléculas a bits. Microsoft explica que dos cosas son fundamentales para hacer del ADN una opción de almacenamiento viable a escala comercial: «El primero requiere traducir bits digitales (unos y ceros) en hebras de ADN sintético que representen estos bits con software de codificación y un sintetizador de ADN. El segundo supone leer y decodificar la información nuevamente en bits para recuperar esa información en forma digital con un secuenciador de ADN y software de decodificación«.

Todavía quedan décadas para que el almacenamiento basado en ADN esté disponible comercial y masivamente, pero el anuncio de Microsoft dicen que es otro paso clave. Y no es el único gran grupo de investigación que trabaja en este desarrollo del que llegarán novedades en los próximos años.