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Molecular Memory Architect Simulator

Interactive atomic-scale memory technology simulator featuring phase-change materials, skyrmion racetracks, and DNA storage systems

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이것은?

🎯 시뮬레이터 팁

📚 용어집

DNA Data Storage
장기간의 초고밀도 데이터 보관을 위해 디지털 정보(바이너리 데이터)를 4개의 DNA 뉴클레오티드 염기(A, T, G, C)의 시퀀스로 인코딩하는 프로세스입니다.
DNA Fountain
Yaniv Erlich와 Dina Zielinski(2017)가 개발한 인코딩 방법으로 뉴클레오티드당 1.98비트에서 DNA의 이론적 최대 정보 용량에 접근합니다.
Oligonucleotide
짧은 합성 DNA 가닥은 일반적으로 100-200개의 뉴클레오티드 길이로 DNA 메모리 시스템에서 데이터 저장의 기본 단위로 사용됩니다.
DNA Synthesis
개별 뉴클레오티드로부터 DNA 가닥을 구성하는 화학적 또는 효소적 과정. DNA 데이터 저장소의 '쓰기' 작업.
DNA Sequencing
DNA 가닥의 뉴클레오티드 순서를 읽는 과정; Illumina 또는 나노포어 시퀀싱과 같은 기술을 사용하여 DNA 데이터 저장의 '읽기' 작업.
Error-Correcting Code
합성, 저장 또는 시퀀싱 중에 발생하는 오류를 감지하고 수정하기 위해 DNA에 저장된 데이터에 수학적 알고리즘(예: 리드 솔로몬 또는 분수 코드)이 추가되었습니다.
Silica Encapsulation
ETH Zurich의 Robert Grass가 개발한 보존 방법으로 DNA가 나노미터 실리카 구슬 내부에 밀봉되어 수천 년 동안 데이터 보존이 가능합니다.
DNA-of-Things (DoT)
자체 디지털 청사진이 포함된 3D 프린팅 토끼와 같은 물리적 개체에 DNA 데이터를 내장하는 Erlich 및 Grass(2019)의 스토리지 아키텍처입니다.
Random Access
PCR 프라이머를 '파일 주소'로 사용하여 저장된 모든 데이터를 읽지 않고 DNA 저장 시스템에서 특정 데이터를 검색하는 기능입니다.
Homopolymer Run
합성 및 서열 분석 오류를 증가시키는 동일한 연속 DNA 염기 서열(예: AAAA)로 인코딩 제약이 필요합니다.
GC Content
DNA 서열에서 구아닌(G)과 시토신(C) 염기의 비율입니다. 최적의 저장을 위해서는 안정성을 위해 균형 잡힌 GC 함량(약 50%)이 필요합니다.
Information Density
물리적 공간 단위당 저장할 수 있는 데이터의 양입니다. DNA는 입방밀리미터당 약 10^17바이트를 달성하며, 이는 플래시 메모리보다 밀도가 수백만 배 더 높습니다.
Enzymatic Synthesis
화학 물질 대신 효소를 사용하는 새로운 DNA 합성 접근 방식으로, 데이터 저장 애플리케이션에 잠재적으로 더 빠르고 저렴합니다.

🏆 핵심 인물

George M. Church (2012)

650KB 책을 합성 DNA로 인코딩하여 최초의 대용량 DNA 데이터 저장 장치를 시연하고 그 개념을 대규모로 입증한 하버드 유전학자

Yaniv Erlich (2017-2019)

이론적으로 최대 1.98비트/뉴클레오티드에 가까운 저장 밀도를 달성하는 DNA Fountain을 개발하고 물리적 개체에 데이터를 내장하기 위한 DoT(DNA-of-Things)를 공동 발명했습니다.

Dina Zielinski (2017)

뉴욕 게놈센터에서 DNA Fountain 인코딩 방식을 공동 개발하여 OS, 영화, 기타 파일을 DNA에 완벽하게 저장

Robert N. Grass (2015-2019)

수천 년 동안 DNA 데이터를 보존하기 위해 ETH Zurich에서 실리카 캡슐화를 개발했으며 Erlich와 함께 DNA-of-Things를 공동 발명했습니다.

Nick Goldman (2013)

Nature(2013)에 게재된 중복성을 갖춘 삼항 인코딩 체계를 사용하여 DNA에 739KB의 데이터를 인코딩한 EMBL-EBI 팀을 이끌었습니다.

Richard Feynman (1959)

1959년 그의 유명한 강의 '바닥에는 공간이 충분하다'에서 분자를 데이터 저장에 사용하는 아이디어를 처음으로 제안했습니다.

Luis Ceze & Karin Strauss (2018)

무작위 액세스 DNA 저장 및 자동화된 엔드투엔드 DNA 데이터 저장 시스템에 대한 Microsoft/워싱턴 대학교 협력 주도

🎓 학습 자료

💬 학습자에게

지구상의 모든 살아있는 세포는 이미 분자 기억을 사용하고 있습니다. DNA는 핀 머리보다 작은 공간에 인체를 만들고 작동하기 위한 완전한 지침을 저장합니다. 분자 기억 연구에서 주목할만한 점은 과학자들이 이제 디지털 세계를 위해 자연 자체의 저장 매체를 용도 변경하고 있다는 것입니다. 1그램의 DNA가 전체 데이터 센터를 대체할 수 있습니다. 일상적으로 사용할 수 있을 만큼 빠르고 저렴하게 만들기 위해 계속 노력하고 있는 동안, 근본적인 돌파구는 이미 이루어졌습니다. 우리는 38억 년 동안 생명의 이야기를 안정적으로 보존해 온 동일한 분자를 사용하여 디지털 데이터를 쓰고, 저장하고, 완벽하게 읽는 방법을 알고 있습니다.

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