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¿Será el ADN el soporte de almacenamiento definitivo?

Actualidad Informática. ¿Será el ADN el soporte de almacenamiento definitivo?. Rafael Barzanallana

La cantidad de información que produce la humanidad sigue creciendo y su preservación para las generaciones futuras se vuelve problemática. Una posible solución  implica el almacenamiento en el ADN. Un grupo de investigadores norteamericanos ilustra el potencial del método mediante el registro de un libro entero en sólo un picogramo de ADN.

Nuestro mundo se está volviendo más y más información a través  los datos que circulan a través de los ordenadores e internet, consecuencias de la obra de Alan Turing . Fotos, vídeos, textos, datos digitales de todo tipo, su cantidad se duplica cada año debido a la actividad del Homo sapiens . Pero, ¿cuánta de esta información estará disponible para la próxima generación y cómo almacenarla de forma duradera y discreta? Debido a que la humanidad ha producido en 2011 unos 10 21 bytes de información, y esta cifra se habrá multiplicado por 50 en el año 2020. ¿Cómo almacenar los registros médicos, la música u otras obras de arte con materiales que pueden durar por lo menos un siglo, por ejemplo?

El trabajo sobre este tema de almacenamiento de archivos de la humanidad ha avanzado en los últimos años como lo demuestra, por ejemplo, el M-Disc . Pero una de las técnicas más prometedoras parece que es basándose en el ADN (DNA). Esta idea se explora desde hace algún tiempo y un artículo reciente en Science ilustra el poder de almacenar información digital en la  mítica molécula de la vida, cuya estructura fue elucidada por Watson y Crick hace casi 60 años.

Uno de los autores del artículo de Science no es otro que George Church , bien conocido por su trabajo en biología sintética . Este es su libro, Regenesis: How Synthetic Biology Will Reinvent Nature and Ourselves, que fue grabado y leído con una nueva técnica que consiste en un soporte de hebras de ADN. El libro en sí contiene 53426 palabras, 11 imágenes  y un programa JavaScript que constituyen una riqueza de información de 5.37 Mbit. Una millonésima de la millonésima parte de un gramo de ADN fue suficiente para asegurar su almacenamiento. El récord anterior de ADN fue 7920 bit. Tiene casi 1000 veces de cantidad de información almacenada.

Millones de gigabit por centímetro cúbico de ADN

Este volumen de información  no tiene nada de extraordinario en sí mismo. Pero la densidad de almacenamiento es espectacular, ya que es equivalente a 5.5 millones petabit o un gigabit por centímetro cúbico. Esta es mucho mayor que la de los discos duros y más de 10 millones de veces la densidad de almacenamiento de un CD . Sin embargo, el almacenamiento de ADN obtenido por los investigadores no pueden competir con el disco duro porque no se puede leer, escribir o borrar la información a voluntad.

Para almacenar la información, es necesario  sintetizar cadenas de ADN en la que se almacenan los datos en forma binaria en nucleótidos de adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G). Cada hebra de ADN es un fragmento de la información total almacenada en un soporte de vidrio . Un código así contenido en la secuencia de nucleótidos indica a qué parte del archivo, por ejemplo que  contiene el libro de George Churh, en la cadena de ADN. Finalmente, se debe utilizar la técnica de secuenciación de ADN y tratar la información obtenida del proceso en la computadora para recuperar la información original. Procesar poco práctico y caro, obviamente. Esta es la razón por la que el almacenamiento con ADN está más bien destinado a archivar datos. No parecen destinadas a reemplazar las memorias de nuestros ordenadores en la vida cotidiana.

La técnica no implica usar el ADN de las células vivas (se correría el riesgo de alterar la información registrada, por mutación), y como el ADN del pasado puede mantenerse intacto durante miles de años a temperatura ambiente, parece probable que los archivos del futuro de la humanidad, en efecto constarán de ADN. Esto es sorprendente si se considera que lo mismo es cierto para la información genética de las especies vivas.

Fuente: Futura-Sciences

El «Efecto Google», perdemos memoria y ganamos habilidad

Google

Los educadores y científicos habían empezado a advertir que el hombre se estaba haciendo cada vez más dependiente de la información en internet, pero hasta ahora había pocos estudios que lo confirmaran. Una investigación de la psicóloga Betsy Sparrow, profesora adjunta de la Universidad de Columbia en Nueva York (EE UU), revela que Internet funciona como una «memoria externa» que nos hace retener cada vez menos información.

Fue su experiencia personal, al darse cuenta de que recurría con frecuencia a la base de datos de cine IMDB para recordar el nombre de algunos actores, la que le llevó a profundizar en los hábitos de estudio y aprendizaje de las nuevas generaciones. Sparrow tuvoen cuenta al psicólogo Daniel Wegner, profesor de Harvard, quien hace ya treinta años elaboró la teoría de la «memoria transactiva», que hace referencia a la capacidad de dividir la labor de recordar cierto tipo de información compartida.

A raíz de esta teoría, Sparrow se preguntó si internet estaba desempeñando ese papel para todo el mundo, a modo de una gran memoria colectiva y, junto con su equipo, hizo una serie de experimentos con más de un centenar de estudiantes de Harvard para examinar la relación entre la memoria humana, la retentiva de datos e Internet. El equipo descubrió que cuando los participantes no sabían las respuestas a las preguntas automáticamente pensaron en su ordenador como el lugar para encontrar esa información, según publica hoy Science.

Además, averiguaron que si los estudiantes sabían que la información podría estar disponible en otro momento o que podrían volver a buscarla con la misma facilidad, no recordaban tan bien la respuesta como cuando creían que la información no estaría disponible. Otro de los patrones de comportamiento que subrayan en el estudio es que la gente no recuerda necesariamente cómo obtuvieron cierta información siempre y cuando recuerden qué era. Sin embargo, sí tiende a recordar dónde encontraron los datos que necesitan cuando no son capaces de recordar exactamente la información.

El estudio sugiere que la población ha comenzado a utilizar internet como su «banco personal de datos», un fenómeno conocido como «efecto Google», y los ordenadores y los motores de búsqueda on line se han convertido en una especie de sistema de «memoria externo» al puede accederse a voluntad del usuario y al que la memoria humana se está adaptando.

Según Sparrow, no le ha sorprendido constatar que cada vez más personas no memoricen datos porque confían en que pueden conseguirlos, sino su habilidad para encontrarlos. «Somos realmente eficientes», concluye.

Fuente:  muyINTERESANTE

 

Memoria magnética «Racetrak», 100000 veces más rápida

Imagine un ordenador equipado con memoria a prueba de choque que es 100 000 veces más rápido y consume menos energía que los discos duros actuales.  El profesor Mathias Kläui está trabajando en un nuevo tipo  de memoria,  ultra-rápida y no volátil, de lectura y escritura magnética que  puede hacer que este dispositivo pronto sea posible.

Molesto por el tiempo que tardó su equipo en el arranque, Kläui comenzó a pensar en una alternativa. Los discos duros son baratos y pueden almacenar cantidades enormes de datos, pero son lentos; cada vez que un ordenador arranca, 2-3 minutos se pierden mientras se transfiere la información desde el disco duro a la memoria RAM (memoria de acceso aleatorio).  El coste global en términos de pérdida de productividad y consumo de energía asciende a varios centenares de millones de dólares al día.

Memoria Racetrak. Rafael Barzanallana. Noticias informática

Al igual que la cinta de vídeo VHS probada y auténtica, la solución propuesta consiste en los datos grabados en cinta magnética.  Pero la similitud termina ahí, en este sistema  la cinta sería un nanocable de níquel-hierro, un millón de veces más pequeño que la cinta clásica. Y a diferencia de una cinta de vídeo magnética, este sistema no se mueve mecánicamente. Los bits de información almacenada en el cable son simplemente empujados dentro de la cinta mediante una corriente de espín polarizado, alcanzando la velocidad vertiginosa de varios cientos de metros por segundo en el proceso. Es como leer toda una cinta de VHS en menos de un segundo.

Para que la idea sea factible, cada bit de información debe estar claramente separado del  siguiente, de manera que los datos se pueden leer con fiabilidad.  Esto se logra mediante el uso de paredes de dominio con vórtices magnéticos para delinear dos bits adyacentes. Para estimar la velocidad máxima a la que los bits se pueden mover, Kläui y sus colegas llevaron a cabo mediciones en los vórtices y encontraron que el mecanismo físico podría permitir posibles velocidades de acceso más altas de lo esperado.

Sus resultados fueron publicados en línea el 25 de octubre 2010, en la revista Physical Review Letters. Scientists at the Zurich Los científicos en el Centro de Investigación Zurich de IBM (que está desarrollo de un circuito de memoria racetrak) han confirmado la importancia de los resultados en un artículo.  Millones o incluso miles de millones de nanocables estaría incorporados en un chip, proporcionando una capacidad enorme en una plataforma a prueba de choques. Un dispositivo listo para el mercado podría estar disponible en tan sólo 5-7 años.

La memoria Racetrack promete ser un verdadero avance en el almacenamiento y recuperación de datos. Ordenadores equipads con Racetrack van a arrancar de inmediato, y su información se puede acceder 100 000 veces más rápidamente que con un disco duro tradicional. También se ahorra energía.  RAM debe ser alimentado cada millonésima de segundo, por lo que un equipo inactivo consume hasta 300 mW sólo por mantener los datos en la RAM.  Como la memoria Racetrack no tiene esta limitación, el consumo de energía puede ser reducido en casi un factor de 300, a unos pocos mW mientras que la memoria está inactivo. Es una consideración importante: la informática y la electrónica de consumo actualmente gastan el 6% de la electricidad en todo el mundo, y se prevé que aumentará a 15% en 2025.

Fuente:  ScienceDaily

Memoria F-RAM permanente que permite mantener los datos diez años de los datos

Ramtron ha anunciado la disponibilidad de su memoria de 8-Megabit (Mb) F-RAM en un encapsulado FBGA.  El FM23MLD16 es una  RAM permanente de 8-Mbit, 3 voltios,  que ofrece ciclos de lectura/grabación de rápido acceso, virtualmente ilimitados, con bajo consumo de energía.

Es ccompatible a nivel de pines con la RAM estática asincróna (SRAM), está orientada hacia sistemas de control industriales tales como robótica, soluciones del almacenaje RAID de red, impresoras multifuncións, sistemas de navegación en autos, y como anfitrión de otros diseños de sistemas basados en SRAM.

Fuente:  EETimes europe

Diseñan memoria ultra-densa operativa durante mil millones de años


La industria del almacenamiento digital, y sus siempre crecientes necesidades de formatos más densos está de enhorabuena. Científicos de la Universidad de Berkeley en California especializados en física de nuevos materiales han creado un tipo de memoria que no solo almacenará un volumen de datos miles de veces superior al de los actuales chips de silicio, sino que además mantendrá los datos durante miles de millones de años.

Como ya había comentado en este blog, una de las grandes preocupaciones de los conservadores de datos (bibliotecarios) es la amenaza de una era de la oscuridad digital cuando, dentro de unos años, los medios de almacenamiento digital actuales se corrompan y se pierdan sus valiosos datos. Se estima que nuestros actuales discos duros y pendrives tienen una esperanza de vida comprendida entre 10 y 30 años. ¡Muy poco si lo comparamos con el Domesday Book de Guillermo el Conquistador! (Libro, por cierto, escrito en papel vitela).

Pero ahora Alex Zettl y sus colegas, han desarrollado un dispositivo experimental de almacenamiento que consiste en una nanopartícula de hierro (50.000 veces más estrecha que un cabello humano) encerrada en nanotubo de carbono hueco. En presencia de electricidad, la nanopartícula puede lanzarse hacia delante o atrás con gran precisión. Esto crea un sistema de memoria programable que, al igual que los chips de silicio, puede registrar información digital y reproducirla empleando el hardware de computadoras convencional. En el laboratorio y en los estudios, los investigadores mostraron que el dispositivo tenía una increíble capacidad de almacenamiento de 1 terabyte por pulgada cuadrada (6,4516 cm2). Por si fuera poco, el material mostró una estabilidad a la temperatura superior a los mil millones de años.

Su descubrimiento aparecerá publicado en la edición del 10 de junio de la revista ACS’ Nano Letters

Visto en Physorg

Posible Memoria Molecular, utiliza 10 átomos de ancho

Una cosa interesante del mundo del almacenamiento, es que aunque podamos comprimir varios GigaBytes de datos en el espacio de un juego de barajas/cartas, lo cierto es que aun podemos llegar mucho mas lejos, ya que aun estamos relativamente lejos del tamaño de los átomos en relación a cada bit almacenado.

Sin embargo, una de las tecnologías que promete llegar a la escala de los átomos es la llamada «Memoria Molecular», y ahora un equipo de científicos de Rice University acaba de determinar experimentalmente que una tira de grafito de apenas 10 átomos de ancho puede servir como el elemento básico de una memoria molecular.

Mas específicamente, dicen que es posible almacenar cada bit de información individual en un espacio menor a 10 nanómetros.

Noten que las memorias mas avanzadas de hoy día se fabrican en una técnica que crea trazos de 45nm, y aparte de eso necesitan tres terminales conectadas a cada celda de memoria para funcionar, lo que ocupa mas espacio, mientras que con esta nueva técnica hablamos de solo dos terminales y a 10nm.

Un cálculo rápido a groso modo que acabo de hacer nos indica que este nuevo tipo de memoria deber ver al menos 20 veces mas densa que lo mejor que tenemos hoy día, lo que significa que en el mismo espacio que hoy utilizamos para almacenar una memoria Flash de 512GB sería posible almacenar mas de 10 TeraBytes.

Y como si fuera poco, según los desarrolladores de esta tecnología, la memoria molecular tendrá una vida útil mucho mas larga que memoria del tipo flash, lo que significa que esto abre las puertas a un sistema de respaldo de datos a largo plazo en una tecnología totalmente sólida.

Fuente: eliax para mentes curiosas

Memoria 50 terabyte hecha de la proteína bacteriorhodopsina

Un prototipo de memoria USB usando la protÃína de un insecto para almacenar 50 terabytes de información podría ser realidad en menos de 18 meses. Esta idea comenzó cubriendo DVDs con una capa de proteína de modo que se podí­a guardar la información de todo un di­a haciendo que los disco duros de las computadoras puedan ser obsoletos, esto lo dice el Profesor V Renugopalakrishnan la Escuela Mçedica de Harvard Medical School en Boston mientras divulgan sus resultados en la Conferencia Internacional de Nanociencia y Nanotecnología en Brisbane.

«Esto eventualmente elimina la necesidad de los disco duros completamente,» dice. Renugopalakrishnan menciona que los dispositivos de almacenaje de gran capacidad como los DVDs a base de una nueva protí­na serán esenciales para las industrias de defensa, médicas y de entretenimiento. Estos cambian los Terabyte de información transfiriéndola como imágenes satelitales, escaneos de imágenes y peli­culas. Tenemos una necesidad que obliga ha no ser resuelta con la tecnología de almacenaje magnética existente, dice.

Renugopalakrishnan dice que el DVD a base de la nueva proteína tendría ventajas sobre los actuales dispositivos ópticos de almacenaje (tal como el Blue-ray). Podría almacenar por lo menos 20 veces más que el Blue-ray e igualar eventual hasta 50.000 gigabytes (cerca de 50 Terabyte) de información. Estas membranas de proteí­nas se están utilizando para generar el primer sistema a base de proteínas para almacenar terabytes de información, la estrella de todo esto son los DVD de gran capacidad, estos tienen una proteína de luz-activada encontrada en la membrana de un salinarum de Halobacterium, microbio del pantano de sal. La proteína, llamada bacteriorhodopsin (Br), captura y almacena luz la del sol para convertirla en energía qui­mica.

Cuando la luz brilla en el Br, este convierte una serie de moléculas intermedias cada una con una forma y color único antes de volver a su estado en la tierra. Los intermedios duran generalmente para las horas o los días. Pero Renugopalakrishnan y sus colegas modificaron el DNA que produce la proteí­na del Br para producir un intermedio que dure para varios años, que pavimenta la manera para que un sistema binario almacene datos. el estado en la tierra puede ser el cero y cualesquiera de los intermedios podrí­an ser el uno. Los científicos también dirigieron la proteína Br para hacer intermedios más estables en altas temperaturas generadas almacenando los datos.

Renugopalakrishnan añade: fabricar grandes cantidades de información tan portátiles para dispositivos de almacenaje desprendibles hará más fácil que la información caiga en las manos incorrectas. Desafortunadamente la ciencia puede ser usada para abusar. La información se puede robar muy rápidamente,. Uno debe tener algunas precauciones. Conjuntamente con NEC en Japón, el equipo de Renugopalakrishnan ha producido un dispositivo del prototipo y estima que la memoria USB será comercializado en 12 meses y un DVD en 18 a 24 meses. El trabajo ha sido financiado por muchas ramas militares de los E.E.U.U., gobiernos, instituciones académicas y compañías comerciales, así  como la Unión Europea.

Fuente: ABC News Australia

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Adios a la Flash

Coincidiendo con la presentación de su Nuevo módulo de 32GB de NAND Flash, Samsung ha presentado un prototipo operativo de un nuevo tipo de memoria destinada a jubilar a las actuales memorias Flash.

Se tarta de la PRAM (Phase-change Random Access Memory), mucho más rápida, duradera y más barata que las actuales memorias Flash. Eso si, cuando esté disponible a partir del 2008 que es cuando Samsung ha anunciado que presentará toda una gama de dispositivos basados en este tipo de memoria. Por ahora Samsung ha presentado un prototipo operativo de 512Mb.

Hasta entonces nos tendremos que conformar con conocer sus características. 30 veces más rápida que las actuales flash, en gran parte debido a que es capaz de sobrescribir los datos sin tener que borrarlos previamente. 10 veces más duradera y con una fabricación más simple (un 20% menos de procesos) lo que supondrá una mejora en los precios.

Fuente: Hispamp3.com

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