A crescente necessidade de armazenamento de dados e as limitações das mídias tradicionais impulsionaram uma inovação notável: as fitas de cassete de DNA. Esta tecnologia une o formato nostálgico das fitas cassete dos anos 80 com as capacidades avançadas do DNA como meio de armazenamento.
O DNA, a molécula que carrega a informação genética, é reconhecido por sua densidade e durabilidade excepcionais como meio de armazenamento. Estima-se que o DNA em uma única célula humana possa conter aproximadamente 3,2 gigabytes de dados. Pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia do Sul da China desenvolveram um protótipo de fita cassete de DNA, construída a partir de uma mistura de poliéster e nylon, incorporando padrões de código de barras. Esses códigos segmentam a fita em milhões de pequenas seções, funcionando de maneira semelhante a pastas de computador para facilitar a recuperação precisa de dados.
O processo de armazenamento envolve a tradução de informações digitais em uma sequência de DNA, onde as bases adenina (A), guanina (G), citosina (C) e timina (T) são convertidas em um código análogo ao sistema binário dos computadores. Para proteger as ligações de DNA contra degradação, a fita é revestida com uma camada protetora cristalina. Um experimento de prova de conceito demonstrou com sucesso a viabilidade da tecnologia, codificando uma imagem digital em DNA e recuperando-a da fita.
Se comercializadas, as fitas cassete de DNA poderiam transformar significativamente o armazenamento de dados, oferecendo uma solução escalável e sustentável para data centers que enfrentam restrições de espaço e energia. Um estudo do MIT de 2023 destacou que os data centers consumiram 4,4% da eletricidade dos EUA, um número que se espera aumentar com a integração da inteligência artificial (IA). A IA, especialmente para treinamento de modelos complexos, está impulsionando um aumento substancial no consumo de energia dos data centers, com projeções indicando que a IA poderá consumir até 50% da energia total dos data centers globalmente em poucos anos se as tendências atuais continuarem.
Atualmente, as tecnologias de armazenamento de DNA estão em estágio de prova de conceito, com vários projetos piloto em andamento. Embora os benefícios potenciais sejam consideráveis, desafios como altos custos e baixas velocidades de leitura/escrita persistem. No entanto, os avanços contínuos na síntese e sequenciamento de DNA estão continuamente reduzindo os custos e melhorando a viabilidade dessa tecnologia. Estima-se que, em escala industrial, o armazenamento de DNA possa atingir custos de cerca de $1 por terabyte para armazenamento de arquivo, com o MIT projetando uma redução de custos de até 10.000 vezes em relação aos métodos convencionais. A capacidade total do protótipo é de 36 petabytes de dados, o equivalente a 36.000 discos rígidos de terabyte.
As fitas cassete de DNA representam um desenvolvimento promissor para solucionar o problema global de armazenamento de dados, oferecendo uma solução compacta, durável e energeticamente eficiente. A expectativa é que os primeiros data centers de DNA estejam operacionais em cinco a dez anos. A pesquisa e o desenvolvimento contínuos são esperados para abrir caminho para que o armazenamento baseado em DNA se torne uma realidade mainstream.