■ 연구성과

- 머리카락 굵기 DNA-디스크에 저장, 손 안의 데이터 센터 실현
- 저장성과 안정성 크게 향상, 미래 연구 선제적 방향 제시

▲ 왼쪽부터 경희대 전자정보융합공학과 박욱 교수, 서울대 전기정보공학부 권성훈 교수,

하버드 대학교 Wyss Institute 최영재 박사, 서울대학교 전기정보공학부 배형종 박사

공과대학은 전기정보공학과 권성훈 교수가 경희대 전자정보융합공학과 박욱 교수, 하버드 대학교 Wyss Institute의 최영재 박사, 서울대 전기정보공학부 배형종 박사와의 공동연구를 통해 하드디스크를 대체할 수 있는 차세대 정보저장장치, DNA-디스크를 개발했다고 밝혔다.

전 세계 데이터의 90%가 최근 2년 동안 생성되었을 정도로 4차 산업혁명 시대를 맞아 전례없이 많은 데이터가 생산되고 있다. 방대한 데이터를 저장하기 위해 하드 디스크 드라이브(HDD)를 대체할 수 있는 차세대 정보저장장치에 대한 기술 개발이 요구되고 있으며 미국에서는 마이크로소프트, 하버드 대학교, 워싱턴 대학교 등이 정부 주도하에 컨소시엄을 구성하여 DNA 메모리를 개발하고 있다.

DNA 메모리는 반도체에 0과 1로 저장되던 2진법 디지털 데이터를, A,G,T,C로 이루어진 4진법 데이터로 변환하여 DNA 생화학분자에 저장하는 기술이다. 이 기술을 통해 가루 형태의 DNA 1kg에 전 세계의 모든 데이터를 저장할 수 있다.

▲ DNA-디스크의 정보 저장 원리와 손바닥 크기의 데이터센터

디지털 데이터는 파일 단위로 하드디스크에 저장할 수 있지만, DNA 메모리는 가루 형태로 존재하기 때문에 원하는 정보만을 분리하여 저장하고 검색할 수 있는 기술이 없고, 정보를 반복적으로 읽을 수 없다는 한계가 있었다.

이에 공동 연구팀은 DNA-디스크의 형태로, 파일 단위를 분리하여 저장할 수 있는 DNA 메모리 기술을 세계 최초로 개발하였다. 정보를 담고 있는 DNA는 머리카락 굵기 정도 크기의 DNA-디스크에 결합되어 저장되며, 서로 다른 정보가 물리적으로 다른 디스크에 보관되기 때문에 데이터 관리가 용이하다는 장점이 있다. 이 경우 수십 엑사바이트(1엑사바이트 = 109 기가바이트)의 정보를 담고 있는 DNA-디스크들을 손바닥 크기의 데이터센터에 보관할 수 있다.

또한 기존의 DNA 메모리는 10회 이상 동일 데이터의 반복해서 읽는 경우 데이터가 보존되지 않는 단점이 있었지만, DNA-디스크는 수십 회 이상 정보를 안정적으로 읽을 수 있음을 확인했다.

본 연구를 주도한 박욱 교수는 세계 최고 가격 경쟁력을 가진 DNA 메모리 기술을 보유하고 있는 세계적인 권위자다. DNA-디스크 개발은 차세대 정보저장장치가 나아갈 방향을 선제적으로 제시한 것으로 평가된다.

권성훈 교수는 과학기술정보통신부 리더연구 사업의 지원으로 ‘차세대 헬스케어를 위한 디지털 면역 프로세싱 연구단’을 이끌고 있으며 “본 연구에서 개발된 DNA-디스크에는 개개인의 헬스케어 정보를 보관할 수도 있기 때문에 헬스케어 산업에도 획기적인 변화를 가져올 것”으로 전망했다. 더불어 “이로 인해 차세대 먹거리로 부상하고 있는 헬스케어 시장도 대한민국이 선도하게 될 것”이라며 자신감을 밝혔다.

본 연구는 세계적인 학술지 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)지에 9월 15일자(독일 현지 시간)로 출판되었으며 삼성미래기술육성센터와 과학기술정보통신부 기초연구사업(리더연구)의 지원으로 진행됐다.

▲ 디지털 정보를 파일 단위로 저장할 수 있는 DNA-디스크

자료제공 : 전기정보공학부(02-880-1737)