https://www.youtube.com/watch?v=yk0wkn2CiIA
1. DNA Storage란 무엇인가?
위 영상에서 언급되는 내용 중 특히 관심이 가는 DNA Storage에 대해서 AI와 함께 공부한 내용을 정리해보고자한다.
우선 DNA 저장기술을 한마디로 쉽게 얘기하자면, HDD, SSD, USB 메모리 등에 데이터를 저장하는 것이 아닌
생명의 설계도인 DNA 분자에 직접 저장하는 것을 말한다.
그렇다면 굳이 굳이 왜 DNA 분자에 데이터를 저장하냐?
그것은 바로 초고밀도 + 초장기보존이 가능하기 때문이다.
- 초고밀도 : 1g의 DNA에 약 215페타바이트(PB)의 데이터를 담을 수 있는데
요즘 고사양 PC에 들어가는 2TB 하드디스크 11만 개를 단 1g의 DNA에 압축해 넣는 것과 같으며
이는 전 세계 모든 데이터를 라면 상자 하나 분량의 DNA에 담을 수 있는 수준이다.
- 초장기 보존 : 하드디스크의 자성은 시간이 지나면 희미해지고 플래시 메모리에 가둬둔 전자는 결국 틈새로 새어나가기 때문에
10년만 지나도 데이터가 손실되는 문제가 있지만 DNA Storage는 UV나 특정 chemiclas만 피한다면 영구적이다.
하지만 DNA는 이러한 물리법칙에서 비교적 자유롭다.
위와 같은 이유로 인해서 DNA Storage가 '꿈의 저장 매체'라고 불리우는 것이다.
2. DNA Storage 기술에 대해
. DNA 저장 기술의 핵심 키워드는 '번역(Translation)'이다.
- 컴퓨터의 언어: 0과 1 (이진법)
- 생명의 언어: A, T, G, C (4진법)
우리가 USB나 하드디스크에 영화를 저장할 때, 컴퓨터는 모든 데이터를 010111... 같은 숫자로 인식하는 반면에
DNA 저장 기술은 이 0과 1의 조합을 A, T, G, C라는 염기서열로 치환해서 DNA 분자를 직접 합성하는 것이다.
컴퓨터는 전기가 흐르느냐(1) 안 흐르느냐(0)로 대화하지만, DNA는 화학 물질의 결합으로 대화를 한다.
3. DNA 저장 기술의 미래 연구 과제
- 비용 절감 (DNA 합성 기술): 현재는 DNA를 '한 땀 한 땀' 만드는 데 비용이 너무 많이 든다. 이걸 마치 프린터로 문서를 뽑듯 저렴하고 빠르게 만드는 기술이 필요하다.
- 속도 개선 (시퀀싱 기술): 데이터를 읽을 때 DNA 염기서열을 분석(시퀀싱)해야 하는데, 현재는 하드디스크보다 훨씬 느리다.
이를 실시간 수준으로 끌어올리는 연구가 진행 중이다. - 환경 보호: 기존 데이터 센터는 냉각을 위해 엄청난 전기를 쓰지만, DNA 저장소는 전기가 거의 필요 없어 친환경 데이터 센터'의 대안으로 부상하고 있다.
| 구분 | 기존 데이터 센터 (HDD/SSD) | DNA 저장소 |
| 유지 전력 | 데이터 유실 방지와 과열 막기 위해 24시간 내내 냉각 시스템과 서버를 가동해야 함. | 상온이나 저온의 건조한 상태로 가만히 놔두기만 해도 데이터가 유지됨. |
| 에너지 효율 | 전 세계 전력 소비의 상당 부분을 차지할 만큼 엄청난 열과 전기 발생. | 보관 중에는 전력 0에 수렴. 읽고 쓸 때만 일시적으로 전력 사용. |