Các nhà nghiên cứu Đại học Missouri phát triển hệ thống lưu trữ dữ liệu phân tử đột phá, hướng tới thiết bị nhỏ gọn như USB nhưng vẫn còn xa thực tế thương mại.
Các nhà khoa học tại Đại học Missouri (Mizzou) vừa công bố tiến bộ quan trọng trong lĩnh vực lưu trữ dữ liệu bằng DNA: một hệ thống mà họ gọi là “ổ cứng DNA” có khả năng xóa và ghi lại thông tin nhiều lần – tính năng then chốt để biến công nghệ này từ ý tưởng thành giải pháp thực tiễn.
Khác với các phương pháp lưu trữ DNA trước đây chủ yếu mang tính “ghi một lần”, nhóm nghiên cứu do Giáo sư Li-Qun ‘Andrew’ Gu dẫn đầu tuyên bố đã phát triển kỹ thuật cho phép ghi, xóa và ghi đè dữ liệu ở cấp độ phân tử một cách nhanh chóng, đơn giản và hiệu quả hơn. Điều này mở ra khả năng tái sử dụng phương tiện lưu trữ, giảm chi phí và nâng cao tính ứng dụng.
Hệ thống đọc dữ liệu được mô tả gồm một thiết bị điện tử nhỏ gọn kết hợp với cảm biến nanopore – loại cảm biến phân tử có thể phát hiện sự thay đổi điện khi các chuỗi DNA (A, C, G, T) đi qua. Tín hiệu này sau đó được chuyển đổi thành dữ liệu nhị phân thông qua phần mềm chuyên dụng.
Về phương pháp ghi, bài báo nghiên cứu tiết lộ nhóm sử dụng kỹ thuật “frameshift encoding” – một cách tiếp cận mới nổi trong cộng đồng nghiên cứu lưu trữ DNA có thể ghi lại. Tuy nhiên, cơ chế ghi cụ thể vẫn được giữ kín.
Mục tiêu dài hạn của dự án là thu nhỏ hệ thống xuống kích cỡ ổ USB, tận dụng ưu điểm vượt trội của DNA: mật độ lưu trữ cực cao (ước tính hàng exabyte trên gram) và tuổi thọ lên tới hàng nghìn năm nếu được bảo quản đúng cách. Nhóm nghiên cứu nhấn mạnh rằng công nghệ này có tiềm năng thay thế các hệ thống lưu trữ hiện tại vốn tiêu tốn nhiều năng lượng.
Tuy nhiên, giới chuyên môn vẫn thận trọng. Thông cáo của Mizzou thiếu vắng hình ảnh mẫu thử, số liệu hiệu năng hay lộ trình thương mại hóa. Dù được coi là “cột mốc then chốt”, công nghệ này vẫn còn rất xa thực tế. Các dự án tương tự – như hợp tác giữa Microsoft và Đại học Washington – cũng đã theo đuổi lưu trữ DNA suốt nhiều năm mà chưa đưa ra sản phẩm thương mại.
Dù vậy, khả năng ghi lại được là bước tiến mang tính chiến lược. Nếu được hoàn thiện, ổ cứng DNA có thể trở thành giải pháp lý tưởng cho lưu trữ dữ liệu lạnh (cold storage) quy mô lớn – nơi dữ liệu cần được giữ nguyên vẹn trong thời gian dài mà không cần truy xuất thường xuyên. Và DNA tiếp tục khẳng định vị thế là một trong những hướng đi đầy hứa hẹn cho tương lai của ngành lưu trữ dữ liệu toàn cầu.