ДНК Рынок хранения данных оценивается как 34,8 млн долларов в 2024 году Ожидается, что он достигнет 532 млн долларов США к 2031 году, растущие с совокупным годовым темпом роста (CAGR) 28% с 2024 по 2031 год.

В последнее время на рынке наблюдается значительный рост из-за растущего спроса на хранение данных. С каждым днем генерируется все больше данных, и потребность в хранении данных в течение более длительных периодов времени, хранение данных ДНК становится перспективной технологией. Традиционных технологий хранения недостаточно для обработки больших объемов генерируемых данных. Хранение ДНК позволяет хранить огромные объемы данных в очень маленьком физическом пространстве, а также имеет возможность сохранять данные в течение тысяч лет. Благодаря постоянному технологическому прогрессу, который делает хранение ДНК более эффективным и экономичным, ожидается, что рынок будет продолжать стабильно расти в течение следующих нескольких лет. Ключевые игроки также все больше инвестируют в НИОКР для разработки передовых решений и внедрения технологии хранения данных ДНК.

Рыночный драйвер - преимущества перед технологиями на основе кремния.

В течение нескольких десятилетий Кремний отлично обслуживал индустрию хранения данных, но с экспоненциальным ростом объема генерируемых данных ежедневно изучаются альтернативные технологии хранения. ДНК становится очень перспективным претендентом из-за своей исключительно высокой плотности информации. В отличие от кремниевых накопителей, которые достигают своих физических пределов, ДНК может хранить гораздо больше данных в гораздо меньших объемах. В то время как кремниевые чипы полагаются на транзисторы размером всего в несколько нанометров, ДНК представляет информацию всего через четыре нуклеотидных основания ДНК с двойной спиралью. Это позволяет ДНК достигать плотности до 1 эксабайт информации на один грамм, в то время как микрочисло Карта SD хранит только около 1 терабайта с использованием кремния.

Более того, ДНК обладает высокой устойчивостью к повреждениям от тепла, радиации и течения времени. Правильно сохраненные образцы ДНК были получены через тысячи лет с незначительными ошибками последовательности. С другой стороны, традиционные кремниевые накопители требуют тщательной обработки и мягких условий окружающей среды для сохранения целостности данных в течение более длительных периодов времени. Это делает ДНК привлекательным вариантом для архивирования важной информации, которая должна оставаться доступной для будущих поколений. Потеря или повреждение данных является серьезной проблемой в современном цифровом мире, и хранение ДНК может обеспечить сверхнадежное решение для сохранения важной информации в формате, который выдерживает изменения окружающей среды.

Другим ключевым атрибутом хранения данных ДНК является ее устойчивость. В отличие от кремниевых чипов, которые имеют большой углеродный след из-за энергоемких производственных процессов, ДНК может быть получена с помощью более зеленых биологических процессов. Он использует естественные механизмы клеток для эффективного воспроизведения информации в больших масштабах без тяжелых промышленных операций. В связи с растущим экологическим давлением, направленным на сокращение электронных отходов, системы данных ДНК могут стать устойчивой альтернативой в будущем, если усилия в области развития продолжат приносить многообещающие результаты.

Предполагаемый запуск карт памяти Dna

Одной из компаний, находящихся на переднем крае коммерциализации технологии хранения данных ДНК, является американский стартап Anthropic. После долгих лет исследований и разработок они недавно объявили о планах запустить первые в истории потребительские карты памяти ДНК. Эти карты, называемые «ДНК-драйв», будут использовать новый метод хранения ДНК, разработанный Anthropic, который может обеспечить емкость хранения более 1 ТБ в одном грамме ДНК. В отличие от ранних промышленных прототипов, которые демонстрировали только базовые доказательства концепции «привет, мир», эти коммерческие накопители обеспечат полезную емкость памяти наравне с картами флэш-памяти текущего поколения.

Запуск Anthropic DNA Drive является важной вехой на пути к созданию ДНК в качестве жизнеспособной добавки или даже преемника традиционных кремниевых накопителей. Это даст исследователям и ранним пользователям первую возможность по-настоящему испытать продукт для хранения ДНК и проверить его возможности. Любые возникшие проблемы могут помочь Anthropic в дальнейшем совершенствовании и укреплении технологии. Успешное развертывание карт DNA Drive также может привлечь больше финансирования исследований и партнерских соглашений, ускоряя темпы разработки будущих продуктов. Ранняя обратная связь от пользователей будет иметь жизненно важное значение для демонстрации реальной возможности хранения ДНК для различных приложений.

В долгосрочной перспективе Anthropic надеется, что этот первый запуск может обеспечить более широкую осведомленность и принятие систем данных ДНК. Поскольку производство расширяется, а затраты снижаются благодаря опыту, ДНК-драйвы могут превратиться в конкурентоспособные альтернативные хранилища в течение этого десятилетия. Их уверенный старт на потребительском рынке ставит Anthropic в сильную позицию, чтобы возглавить усилия по коммерциализации. Если все пойдет хорошо, мы увидим ускоренные последующие запуски, обеспечивающие еще более высокие возможности ДНК и превращающие эту инновационную концепцию в практическое решение для хранения данных.

Рыночный вызов - вызовы в поиске данных.

Одной из ключевых проблем, с которыми в настоящее время сталкивается рынок хранения данных ДНК, является скорость и надежность поиска данных. В то время как ДНК как носитель информации обеспечивает чрезвычайно высокую плотность и потенциал для архивирования данных в течение очень длительных периодов времени, извлечение и считывание закодированной информации остается сложным процессом. Преобразование генетической последовательности обратно в цифровой файл требует нескольких биохимических этапов, включая секвенирование и декодирование ДНК. Эти процессы могут занять от нескольких часов до нескольких дней в зависимости от размера извлекаемых данных. Кроме того, существует возможность появления ошибок на этапах секвенирования и декодирования из-за ограничений в существующих биологических и химических методах. Если получены неправильные или неполные данные, это может сделать сохраненную информацию бесполезной. Хранение данных ДНК также требует специализированных лабораторных учреждений и обученного персонала для обработки рабочих процессов кодирования и поиска. Это увеличивает затраты и может ограничить широкое коммерческое внедрение по сравнению с традиционными электронными решениями для хранения данных. В целом, необходимы дальнейшие уточнения в технологиях и методологиях секвенирования и декодирования, чтобы реализовать все перспективы решений для архивного хранения на основе ДНК.

Потенциал рынка архивного и холодного хранения данных.

Несмотря на нынешние проблемы с поиском данных, хранение на основе ДНК имеет огромный потенциал на рынке архивных и холодных хранилищ. Благодаря сверхвысокой плотности упаковок ДНК, намного превосходящей любую другую физическую среду, она обеспечивает уникальное решение для организаций и учреждений, которые хотят архивировать огромные объемы некритических данных и информации на десятилетия или столетия в будущем. Примеры включают хранение государственных документов, исторических архивов, научных исследований и наборов данных, фото / видео библиотек и другого культурно значимого неизменяющегося контента. Удаляя такие холодные данные из активных систем поиска, архивы ДНК могут освободить дорогостоящее пространство в традиционных электронных инфраструктурах хранения. Кроме того, сохраненная информация теоретически была бы безопасной и неповрежденной даже столетия спустя из-за присущей ей стабильности и долговечности синтетических нитей ДНК при правильном сохранении. Если методологии поиска продолжат развиваться, чтобы решить текущие медленные скорости и частоту ошибок, ДНК обещает революционизировать весь архивный ландшафт, предлагая безопасные, сверхплотные, практически постоянные неэлектронные хранилища данных. Это создает огромные возможности для компаний по хранению ДНК, чтобы захватить большую долю многомиллиардного долгосрочного рынка архивирования / сохранения в ближайшие десятилетия.

Проект Microsoft Silica (2017) Одним из первых, Microsoft доказала потенциал ДНК для долгосрочного архивирования данных с помощью Project Silica. Они первыми успешно хранили и извлекали полнометражный фильм, закодированный в ДНК размером в несколько сотен мегабайт. Это фундаментальное усилие подтвердило ДНК как жизнеспособный вариант для архивного хранения, продемонстрировав уровни точности, превосходящие ленту / HDD. Он продемонстрировал потенциал ДНК для хранения данных на протяжении веков с минимальным обслуживанием.

Партнерство IHG Иллюмины (2019): Illumina, гигант секвенирования ДНК, сотрудничает с Anthropic, чтобы применить глубокое обучение к процессу кодирования / декодирования. Это помогло улучшить плотность хранения и снизить время записи / чтения. Их совместная работа с Международным проектом генома человека (IHG) по хранению значительных частей генома человека в качестве цифровых данных ДНК помогла завоевать доверие в архивной области. Это укрепило архивные возможности ДНК в петабайтных масштабах.

Партнерство по каталогам (2021): Catalog сотрудничает с Twist Bioscience для снижения затрат на хранение данных ДНК. использование Возможности синтеза генов Twist, Catalog продемонстрировали 10-кратное улучшение стоимости в долларах США / ГБ по сравнению с демонстрацией Microsoft. Оптимизируя процессы кодирования/синтеза и оптимизируя дизайн олиго, Catalog доказал, что хранение ДНК может быть экономически эффективным даже в небольших масштабах.

Как показывают примеры, ранние пионеры, такие как Microsoft, проверяли технический потенциал ДНК с помощью амбициозных проектов доказательства концепции в огромных масштабах. Illumina представила мощные инструменты ИИ для оптимизации процесса хранения. Недавние стратегические партнерские отношения с такими игроками, как Catalog и Twist, помогли существенно сократить расходы, чтобы сделать хранение ДНК более коммерчески жизнеспособным даже для нишевых приложений. В целом, совместные исследования и разработки и оптимизация рабочих процессов синтеза кода были ключевыми выигрышными стратегиями для продвижения этой передовой технологии.

По типу подписки экономические выгоды стимулируют принятие облачных решений

Сегмент рынка хранения данных ДНК для облачных сервисов продемонстрировал значительный рост доли рынка благодаря экономическим преимуществам, которые он предлагает локальным решениям. Облачное хранилище устраняет необходимость больших первоначальных капитальных затрат на серверы и инфраструктуру, которые связаны с созданием и обслуживанием локального центра обработки данных ДНК. С помощью облачной модели пользователи могут избежать этих затрат и платить только за то, что они используют по подписке. Этот подход «плати как хочешь» в значительной степени привлекает исследовательские институты и технологические компании с колеблющимися потребностями в хранении и ограниченными бюджетами, которые не хотят заниматься обслуживанием инфраструктуры. Облачные сервисы также предоставляют общие ресурсы и практически неограниченную масштабируемость, что позволяет клиентам легко масштабировать свою емкость хранилища в зависимости от требований проекта, не ограничиваясь существующим оборудованием. Операционная эффективность, обеспечиваемая многопользовательскими облачными платформами, также помогла снизить затраты. В целом, модель подписки, предлагаемая облачным хранилищем ДНК, позволяет организациям повысить гибкость и экономию средств по сравнению с традиционными моделями бессрочного лицензирования. Эти экономические выгоды в значительной степени способствовали росту популярности и доли рынка облачных услуг.

Быстрое развитие технологий секвенирования способствует хранению на основе последовательностей

Сегмент хранения ДНК на основе последовательностей доминирует на общем рынке технологий благодаря постоянному прогрессу в технологиях секвенирования ДНК. В отличие от структурных подходов, которые требуют дорогостоящего пользовательского синтеза ДНК, хранение на основе последовательностей использует продолжающиеся улучшения в технологиях секвенирования следующего поколения (NGS), которые резко сократили время и затраты, необходимые для высокопроизводительного считывания и записи секвенирования ДНК. Ключевые игроки в области NGS, такие как Illumina, Pacific Biosciences и Oxford Nanopore, ежегодно разрабатывают новые платформы секвенирования с более высокой пропускной способностью, большей длиной чтения и более низкими затратами на секвенирование на основе. Сокращение затрат на секвенирование повысило экономическую жизнеспособность использования ДНК для хранения цифровых данных и способствовало внедрению методов хранения на основе последовательностей на всех рынках. Кроме того, хранилище на основе последовательностей выигрывает от использования высоко стандартизированных рабочих процессов и широкой доступности инфраструктуры секвенирования, распространенной в исследовательских лабораториях. Простота и совместимость с существующей инфраструктурой секвенирования дают хранению ДНК на основе последовательностей преимущество перед более технически сложными подходами на основе структуры, требующими пользовательских методов синтеза. В целом, продолжающееся снижение цен на секвенирование в сочетании с повышением стандартизации рабочих процессов секвенирования привели к увеличению доли рынка на основе секвенирования.

Хранение жизненно важных наборов данных вызывает интерес среди исследовательских институтов

Сегмент научно-исследовательских институтов занимает самую большую долю рынка на рынке хранения данных конечных пользователей из-за специфических потребностей в архивации больших объемов жизненно важных наборов данных. Научно-исследовательские институты ежегодно генерируют огромное количество данных из секвенирования генома и белка, научного моделирования, методов визуализации микроскопии и других наукоемких приложений. Поскольку объемы данных удваиваются каждые 2-3 года, эти институты сталкиваются с серьезными проблемами, связанными с долгосрочным сохранением и доступом к прошлым наборам данных, которые необходимы для проведения будущих исследований. ДНК обеспечивает привлекательное решение для архивирования терабайтов в петабайтах исследовательских данных в течение длительного времени в компактном формате из-за исключительно высокой плотности данных. Исследовательские институты отдают приоритет сохранению прошлых наборов данных, доступных в течение многих десятилетий или столетий, что делает ДНК идеальной средой для сохранения. Кроме того, данные ДНК могут выдерживать экологический ущерб лучше, чем существующие цифровые или физические хранилища. Для исследовательских институтов, стремящихся гарантировать постоянный доступ к ценным наборам данных, ДНК стала технологией выбора по сравнению с традиционными средами хранения с гораздо более ограниченным сроком службы. Эта способность надежно хранить огромные объемы данных на протяжении веков приводит к тому, что исследовательские институты занимают самую высокую долю рынка в области хранения данных ДНК.

• Рынок хранения данных ДНК находится на переднем крае технологий, предоставляя решения, которые могут хранить огромные объемы данных в стабильной среде. Благодаря экспоненциальной генерации данных и ограниченному традиционному хранению ДНК обеспечивает огромную емкость и долговечность. В процессах затрат и поиска по-прежнему возникают проблемы, однако достижения и партнерские отношения быстро решают эти проблемы. Рынок готов к значительному росту благодаря новым технологиям и ожидаемому коммерческому использованию ДНК для крупномасштабного хранения данных.

Основными игроками, работающими на рынке хранения данных ДНК, являются Thermo Fisher Scientific Inc., Micron Technology, Inc., Helixworks Technologies Ltd., Agilent Technologies, Inc., Beckman Coulter, Eurofins Scientific, Siemens AG, 10X Genomics, DNA Script, Ginkgo Bioworks, ArcherDX, Synthego, Genomatix Software GmbH, Zymergen и Biomemory SAS.