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“랩 온 칩”이라고 불리는 미세 유체 DNA 프로세서는 계산뿐만 아니라 DNA에 저장된 데이터를 읽고 쓸 수 있는 RIT 연구진에 의해 개발되었습니다. 이 프로토타입 장치는 DNA, 특히 조작된 DNA 분자의 미세 유체 용액에 저장된 데이터에 대한 인공 신경망 연산을 지원합니다. 이 DNA CPU의 기능은 CPU에서 기대할 수 있는 수학적 및 비선형 계산까지 확장되며, 다른 장치와 네트워크 기능을 연결할 수 있어야 합니다.
로체스터 공과대학교 케이트 글리슨 공과대학의 컴퓨터 공학부 책임자인 암란 간굴리는 자신의 부서와 미네소타 대학교의 연구원들의 도움을 받아 연구를 이끌고 있습니다. DNA 계산 및 저장을 추진하는 목표 중 하나는 현재의 빅 데이터 기술에 대한 보다 지속 가능한 대안을 찾는 것입니다.
“우리는 특별히 조작된 DNA 분자가 포함된 용액의 농도를 통해 숫자를 표현하고 네트워크 계산에 필요한 덧셈, 곱셈과 같은 연산과 기타 비선형 함수를 수행할 수 있는 컴퓨팅 연산을 제안했습니다. 이것이 바로 저장에서 연산으로 이어지는 다리이며, DNA를 연산을 위한 수단으로 사용하는 것입니다.”라고 강굴리는 RIT에 말했습니다.
RIT의 새로운 DNA 랩온칩은 인상적인 업적이지만, 이는 실용적인 DNA 컴퓨팅의 미래를 향한 많은 노력의 최신 단계에 불과하다는 점에 유의해야 합니다. 작년에 저희는 중국 연구진이 프로그래밍 가능한 DNA를 만드는 데 성공한 사례를 다뤘습니다. 올해 1월에는 다소 고가의 1KB DNA 스토리지 카드를 판매하면서 데이터센터에 DNA 스토리지를 도입하려는 스타트업인 바이오메모리에 대해서도 다뤘습니다.
‘프로그래밍 가능한 DNA’와 ‘DNA 저장’에 대한 이 모든 이야기는 미친 과학자나 기타 공상 과학 소설의 세계로 빠져드는 것처럼 들릴 수 있습니다. 하지만 DNA 컴퓨팅과 DNA 저장을 추구하는 데에는 몇 가지 확실한 근거가 있습니다. 논문 원문에 따르면 DNA 스토리지는 훨씬 더 환경 친화적인 대안일 뿐 아니라, 용량이 SSD보다 3~6배나 높은 고밀도라는 점에서 가능성을 보여줍니다.
저장 매체 또는 컴퓨팅 리소스로서 DNA의 잠재력은 그 자연적인 구조와 특성에서 비롯됩니다. DNA는 자연적으로 네 개의 염기 ATGC 분자(아데닌, 티민, 구아닌, 시토신)로 구성되어 있습니다. 이는 특히 미세한 규모와 결합하여 바이너리에 필요한 0/1 염기 수보다 더 효율적인 데이터 저장을 가능하게 합니다. 여기에 사용된 스토리지 시스템은 여전히 DNA에 2진법을 매핑하는 것처럼 보이지만, 더 쉽게 재작성할 수 있도록 복잡성을 더했습니다.
강굴리의 팀은 DNA 저장 및 컴퓨팅의 미래를 더욱 발전시키기 위해 이 미세유체 DNA 저장/컴퓨팅 장치를 만들었습니다. 여기에서 제공되는 보다 강력한 DNA 컴퓨팅은 데이터 센터와 같은 상업용 애플리케이션과 생체 의료 기기 또는 법의학 같은 의료용 애플리케이션에서 사용할 수 있습니다.
장기적으로는 데이터센터가 전 세계 전력 수요의 약 1.3%를 차지한다는 점을 고려할 때, 데이터센터가 환경에 미치는 영향을 줄일 수 있는 DNA 컴퓨팅의 잠재력에도 초점을 맞췄습니다. 물론 이 기술의 생체 및 네트워킹 호환성으로 인해 현재로서는 생물의학 분야가 가장 유망해 보입니다.
하지만 DNA 연산과 저장에는 매우 느린 작동(몇 배 또는 몇 시간씩 느리게), 따라서 실현 불가능할 정도로 높은 지연 시간이라는 고유한 문제도 있습니다. DNA 저장의 경제성은 특히 장기 보관의 경우 놀라울 정도로 매력적일 수 있지만, 현재와 같은 형태로 대규모로 실제로 사용하려면 최신 하이엔드 하드웨어의 프론트엔드가 필요합니다. ※ 퀘이사존 공식 기사가 아닌 해외 뉴스/기사를 번역한 것으로, 퀘이사존 견해와 주관은 포함되어 있지 않습니다. |
