微軟研發DNA存儲技術,可造超小的數據中心
端傳媒
2016-04-15 19:02

據科技網站 Computer World 報導,微軟(Microsoft)研究院與華盛頓大學(University of Washington)的分子信息系統實驗室(MISL),共同研發了一項將人工合成 DNA 作為數據存儲介質的技術,可能會為人類在資訊爆炸時代的資訊存儲問題提供一個解決方向。

 

國際調查機構 IDC 預計,2020年全球信息量將達到40ZB(編注:1ZB=1024EB,1EB=1024PB,1PB=1024TB,1TB=1024GB),是2015年的約15倍,「儘管並非所有訊息都需要保存,但世界生成數據的速度快於存儲容量的增長」。

 

微軟和華盛頓大學的研究人員表示,DNA 可以高密度地存儲訊息,1立方毫米的 DNA 就可以存儲1EB的數據。此外,DNA保存訊息的時間也更加長久。研究人員稱,採用DNA串數據存儲技術,即使在惡劣環境中其半衰期也超過500年,大大超出一般磁帶和硬盤的保存期限。

 

 

(微軟(Microsoft)研究院與華盛頓大學(University of Washington)的分子訊息系統實驗室(MISL)合作研發高密度DNA串數據存儲技術。)

 

「生命產生了神奇的DNA,它能高效地存儲與基因和生命活動有關的所有資訊,而且非常緊湊和持久。我們將用DNA來存儲圖像、視頻、文檔等數據,保存時間可以長達數百或數千年。」華盛頓大學計算機科學和技術副教授Luis Ceze表示。

 

DNA 數據存儲技術近年來發展神速。1999年,研究人員用 DNA 存儲技術編碼並恢復了一條23個字母長的信息;到2013年,科學家就可以將美國民權運動領袖馬丁·路德·金(Martin Luther King)《我有一個理想》的演講 mp3 文件編碼到 DNA 中。

 

相對於從DNA讀取數據來講,對DNA編碼存儲數據一直是更大的難題,因為此前的方法只能合成短鏈DNA,且容易出錯。不過微軟和華盛頓大學的人員表示,他們開發了一種「新穎的方法」來解決這個問題。他們將由1和0構成的數據字符串轉換成 DNA 序列中的4種鹼基——腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T),並在編碼時加入了相當於街道門牌號的資訊便於讀取。

 

在一項實驗中,研究團隊用這種方法將圖片文件的數據編碼為人工合成DNA片段的核苷酸序列,之後再從更大的DNA池中取回相應的核苷酸序列並重建圖像,發現沒有丟失1個字節的訊息。 

 

不過,華盛頓大學的研究人員也表示,目前這項技術還面臨很大的障礙,就是「大規模讀寫DNA 的成本和效率比較低」,這意味著讀寫「DNA硬碟」需要更長的處理時間,對硬碟的要求也更高。微軟表示,希望未來能把這項技術和現有矽技術硬碟結合起來,創造出更安全快速的大容量硬碟。

 

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