차세대 컴퓨터 후보 'DNA'…최초로 데이터 저장·계산 동시 성공

"연필 지우개 크기에 노트북 1000대 분량 데이터 저장"

ⓒ News1 윤주희 디자이너

(서울=뉴스1) 김승준 기자 = 생명체의 유전 정보를 담는 DNA로 컴퓨터를 구현하는 연구가 성공했다.

23일 과학기술계에 따르면 미국 노스캐롤라이나 주립대와 존스홉킨스대 연구자들은 국제학술지 '네이처 나노기술'에 '원시 DNA 저장소 및 컴퓨팅 엔진' 논문을 게재했다.

DNA는 아데닌(A), 구아닌(G), 사이토신(C), 티민(T) 등 4가지 염기로 구성됐다. 이 염기들이 2진법으로 구성된 디지털 기술의 0과 1의 역할을 한다.

분자 컴퓨팅의 일종인 DNA 컴퓨터 기술은 1994년 미국의 컴퓨터 과학자 레너드 애들만 교수가 창안한 분야다. 그는 DNA로 데이터 저장 및 대규모 병렬 계산 가능성을 제기했다. 현대 전자 컴퓨터의 기반인 폰노이만 구조는 순차 계산과 이에 따른 병목현상 문제가 있는데 대규모 병렬 계산이 가능하면 이 문제를 해결할 수 있다.

또 DNA 1g에는 이론적으로 약 2억 기가바이트(GB) 이상의 정보를 담을 수 있다. 이론적으로 몇㎏의 DNA로 인류의 디지털 정보 대부분을 보관할 수 있다.

이외에도 몇만 년 전 DNA를 유물에서 추출할 수 있는 것처럼 보존성도 디지털 저장 매체에 비해 좋은 편이다.

이런 가능성 때문에 지난 30년간 DNA를 활용한 연산 기술과 데이터 저장 연구가 이어져 왔다. 또 이와 별도로 기술 발전에 힘입어 DNA 사슬 합성, 분석 속도가 빨라지는 동시에 가격도 낮아졌다.

기존 연구에서는 DNA 저장장치나 연산장치 각각을 대상으로 이뤄졌지만 이번 연구에서는 하나의 플랫폼에서 DNA를 활용한 데이터 저장, 검색, 연산 등에 성공했다.

연구팀은 나노미터(1억분의 1m) 수준의 섬유 네트워크로 구성된 구조체를 만들고 DNA를 심는 방식으로 DNA 컴퓨터 저장소를 만들었다.

앨버트 킁(Albert Keung) 노스캐롤라이나 주립대 교수는 "연필 지우개만 한 크기의 DNA 기반 저장소에 노트북 1000개 분량의 데이터를 저장할 수 있다"며 "이번 연구로 DNA 기반 기술이 실행할 수 있는 것을 증명했다"고 설명했다.

연구팀은 데이터 저장뿐 아니라 간단한 스도쿠, 체스 문제를 풀 수 있는 것도 증명했다.

다만 DNA 합성, 분석 기술의 가격이 낮아졌지만 DNA 컴퓨터 구현에 필요한 경제성을 확보하지 못한 상태기 때문에 상용화에는 시간이 걸릴 전망이다.

seungjun241@news1.kr