손바닥만한 DNA 데이터센터 꿈꾼다

마이크로소프트가 워싱턴대학과 공동으로 디지털 데이터를 DNA로 변환, 저장하는 장치를 개발했다. 마이크로소프트는 이 장치를 이용한 개념 증명이 DNA 스토리지 기술을 발전시키는 한편 데이터센터 규모 정보를 손바닥 크기 DNA에 기록하겠다는 기대를 갖고 있다.

물론 이번에 만든 장치는 아직 초기 단계다. 하지만 학술지 네이처에 게재한 바에 따르면 이 장치는 5바이트 텍스트 데이터 그러니까 예를 들자면 ‘hello’ 같은 문구를 21시간에 걸쳐 DNA로 변환한다. 이 정도까지 시간이 걸리는 이유는 데이터를 기입한 DNA를 합성하는 화학 반응에 시간이 걸리기 때문이다.

To help move DNA storage from research labs to datacenters, researchers from @uwcse and Microsoft demonstrate a fully automated DNA storage system https://t.co/O5dyfikimm pic.twitter.com/xxnwIPGASW

— Microsoft Research (@MSFTResearch) 2019년 3월 21일

이 장치는 데이터 쓰기 과정으로 먼저 텍스트를 의미하는 디지털 데이터 그러니까 0과 1 나열을 변환하고 이를 A, C, T, G로 이뤄진 DNA 서열에 코딩한다. 그런 다음 코딩한 DNA를 합성 액체로 저장한다.

헬로를 의미하는 2진수 데이터(01001000 01000101 01001100 01001100 01001111)는 1mg DNA로 변환된다. 이 배열을 유지하기 위해 4mg DNA 모습으로 저장한다. 이 크기라면 창고 크기 데이터센터를 모두 손바닥 크기 혹은 일부는 주사위 크기에 저장할 수준이라고 할 수 있다. 저장한 데이터는 DNA 시퀀서를 이용해 읽을 수 있는 소프트웨어로 원래 텍스트로 복원했다.

이번 실증 실험은 불과 5바이트 저장에 21시간이 필요했지만 연구팀은 이미 이 시간을 절반 수준인 10∼12시간에 끝낼 방법을 발견했다고 한다. 동시에 상당한 비용 절감 방법도 제시하고 있다.

마이크로소프트는 맘모스나 고대 인골 속 DNA가 자연 조건에서도 수만 년 동안 저장되어 왔던 점을 예로 들며 만일 이 기술이 실용화된다면 지금까지 이용하던 저장장치보다 대용량인 건 물론 조건에 따라선 더 오랫동안 데이터를 저장할 수 있게 될 것이라고 설명했다.

데이터 대용량화에 따라 DNA에 데이터를 저장하려는 시도는 마이크로소프트 뿐 아니라 여러 기업이 연구하고 있는 분야이기도 하다. 마이크로소프트는 앞으로 10년 안에 DNA 기반 저장장치 시스템을 실용화하고 데이터센터로 활용하는 걸 목표로 하고 있다. 이렇게 하려면 효율적이고 저렴한 비용으로 데이터를 DNA로 변환해 저장하는 과정이 필요하다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.