DNA能用来存储全球电脑数据吗?
存储越来越多的计算机信息的需求在全球各地不断增加 。
现在,多家公司表示,他们正在探索可能的解决方案:他们建议使用遗传物质DNA来存储数据 。
需求
科技研究公司国际数据公司(简称IDC)预测,未来几年全球数据总流量将大幅增长 。国际数据公司估计,这一增长要用泽字节(简称ZB)来测量 。泽字节等于10亿太字节(简称TB),太字节也是计算机信息存储容量单位 。存储1ZB数据需要10亿个1TB硬盘 。国际数据公司预测,全球数据需求将从2018年的33ZB增长到2025年的175ZB 。
未来,这种增长速度将创造提高数据存储的巨大需求 。世界经济论坛(简称WEF)近期发表的报告预测,全球“将出现严重的数据存储问题,而且随着时间的推移,这一问题只会越来越严重 。”
将DNA用作存储方法
DNA是脱氧核糖核酸的缩写 。DNA指生命体细胞内携带遗传信息的物质 。
开发人员表示,DNA的高密度是其利于数据存储的主要原因 。专家估计,DNA系统可以存储的数据量是传统电子设备的10亿倍 。
生物体信息通过四种不同分子存储在DNA中 。这些分子分别用字母A、T、C和G来代表 。研究人员发现,数据可以用这些字母序列存储在DNA内 。而电子设备则用1和0组成的两字代码来存储信息 。
DNA存储的工作原理
要实现DNA存储,数字信息必须先转换成DNA存储,再转换回数字数据 。
美国软件制造商微软是致力于DNA存储开发的其中一家公司 。微软在今年年初宣布,该公司演示了首个“全自动”DNA存储系统 。
微软和华盛顿大学的研究人员在《自然科学报告》期刊上发文,介绍了他们的研究成果 。研究团队报告称,他们已经成功地在DNA片段中对单词“你好”进行了编码,并将其转换回数字数据 。研究人员使用化学处理方法将DNA变成存储设备 。
微软公司表示,用于存储信息的DNA分子是在实验室中创建出来的,而不是人类或其他生物的DNA 。微软表示,其目标是进一步开发DNA存储,继而以相似的方法来操作当前的云存储系统 。
微软指出,DNA存储系统不仅能储存更多数据,还能延长数据存储时间 。举例来说,古代动物和人类骨骼的DNA样本证明,DNA可以在恶劣环境中保存数千年 。
微软表示,研究团队证实,其DNA系统可以存储照片、书面文件、音频和视频材料 。微软报告称,这些材料之后可以成功地从DNA中重新收集,而且没有错误 。
另一家美国公司Catalog宣布,该公司也成功地创建了使用人造DNA存储数字信息的进程 。
Catalog公司近期宣布,他们在DNA分子中编码了英语版的维基百科网站 。Catalog表示,总数据量为16吉字节 。该公司称,这一过程通过“DNA数据定入”程序完成,该程序与打印机的操作方法类似 。
世界经济论坛的专家称赞了DNA存储技术近来所取得的发展 。但是世界经济论坛同时指出,在DNA存储系统能够与电子存储系统进行有效竞争之前,还有更多工作需要完成 。目前,DNA存储系统成本昂贵,而且处理时间可能会很长 。
布莱恩·林恩报道 。
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