未来DNA或能取代硬盘存储海量数据

众所周知,我们生活在数据大爆炸时代,每天都会有海量数据产生,比如,每分钟人们在谷歌上几百万次的搜索,在YouTube上几百万个视频收看,在Instagram上发布数以万计的照片。可以说,我们在网络上每一个动作,每分每秒都在产生大量数据。它们如一条条河流,汇聚成数据的汪洋大海。

 

有数据显示,若想把这些海量数据存储在容量为1TB的硬盘上,大约需要4180亿个硬盘才能放下!数据存储已然是我们这个时代迫在眉睫的问题。不仅如此,运行数据中心还需要消耗大量的能量,而且随着时间的推移,这个问题将变得更加严重!

 

那么,有没有更好的办法改善数据存储方式,这个困扰人类的问题如何能妥善解决?

 

值得庆幸的是,近年华盛顿大学(University of Washington)和微软研究院(Microsoft Research)的科学家合作发明了硬盘存储的一种替代方案,即将数据存储在 DNA 中。由核苷酸A,T,C和G的长链组成的DNA是生命的信息存储材料。数据可以按照这些字母的顺序存储,从而将DNA转变为一种新的信息技术形式。这项发明解决了人类海量数据存储的后顾之忧。

 

 

DNA是紧密的,化学上是稳定的,而且因为它是地球生物学的基础,它可能不会像硬盘驱动器或CD那样过时,也不会像软盘驱动器那样消失。因此,用它来存储数据似乎比硬盘更靠谱。

 

更为可观的是,DNA的存储容量远远超过电子设备的存储容量。如果说,全球每年产生的数据需要4180亿个1TB硬盘才能放下,那么放到DNA上,只需 1kg的 DNA就够了!

 

DNA数据存储设备

 

近年来,用DNA存储数据已经不是纸上谈兵的事,科学家正在努力实现这个宏大的目标。

 

2017年,哈佛大学的Church小组采用CRISPR DNA编辑技术,将人手的图像记录到大肠杆菌的基因组中,并以高于90%的准确率读出。华盛顿大学和微软研究院的研究人员已经开发出一个完全自动化的系统,用于编写、存储和读取DNA编码的数据。包括微软和Twist Bioscience在内的一些公司正在致力于推进DNA存储技术。而此前,一家波士顿的初创公司Catalog宣布,他们将维基百科英文版一共16G的所有文本存储在了一个DNA分子上!

 

不过,人工合成DNA数据存储技术要实现商业化应用,还有一些重大问题要解决。一是成本过高,目前人工合成存储1兆字节数据的DNA,需要3500美元,解码过程还需要额外的1000美元。二是无论存储还是读取过程都需要专业设备,个人使用极不方便。三是DNA保存需要低温环境,否则长时间容易发生 DNA 降解,导致数据失真或丢失。

 

此外,除上述需要解决的问题外,使DNA数据存储变得通用的挑战还有读取和写入DNA的成本和速度,如果要与电子存储竞争,则需要进一步降低这些成本和速度。

 

但无论怎样,这项新兴技术已经在向人类招手,即使DNA没有成为一种无所不在的存储材料,它几乎肯定会被用来以全新的方式生成信息,并长期保存某些类型的数据。

 

未来DNA或能取代硬盘存储海量数据,到那时,我们赖以依存的硬盘极有可能退出历史舞台。

 

(本文参考搜狐有关文章编写)

 

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