隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)以及各類智能設施的發(fā)展,人類已經(jīng)進入了一個數(shù)據(jù)呈爆炸式增長的時代。統(tǒng)計顯示,目前全世界每天產(chǎn)生的郵件、照片、推文、視頻等數(shù)字文件超過 250 萬 GB,全世界總數(shù)字文件高達 10 萬億 GB。據(jù)國際數(shù)據(jù)公司IDC統(tǒng)計,全球數(shù)據(jù)信息總量將從2018年的30ZB(Zettabyte,十萬億億字節(jié))增長到2025年的163ZB。
這些數(shù)據(jù)大多被保存在數(shù)據(jù)中心里。一個存儲量為 10 億 Gb 的大型數(shù)據(jù)中心,占地可達數(shù)個足球場,建設和維護成本高達 10 億美元。也就是說,光是儲存這些海量數(shù)據(jù),就需要花費巨大的空間及金錢成本。
并且,現(xiàn)在數(shù)據(jù)產(chǎn)生的速度,遠遠要超過我們生產(chǎn)這些存儲介質(zhì)的速度,所以必須要有新的介質(zhì)來解決這個難題。巨大的消耗使得人類開始尋求新的方式,基于DNA的數(shù)據(jù)存儲似乎是個“潛力股”。
簡單來說,DNA存儲技術就是將生物DNA分子進行編碼,從而在DNA序列上存儲信息。因為與其他大多數(shù)媒介相比,DNA提供了驚人的數(shù)據(jù)存儲密度,而且相比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲,它具有高度穩(wěn)定性,即DNA分子半衰期超過500年,低溫條件下保存可達上千年。
作為存儲介質(zhì),DNA有著天然的優(yōu)勢:一是信息密度高,據(jù)微軟研究院此前估計,1立方毫米的DNA就能夠存儲1個EB的數(shù)據(jù);二是存儲時間長、穩(wěn)定性強,在合適的條件下,可以存儲上萬年;三是存儲能耗很低。
現(xiàn)在,東南大學師生團隊成功將該校校訓”止于至善“存入一段DNA序列,實現(xiàn)了DNA存儲技術的新突破。具體來看,研究團隊通過傳統(tǒng)的化學合成方法,運用電化學方法,將東南大學校訓“止于至善”4個字“翻譯”為DNA序列,并將其存儲在電極上,隨后又成功讀取出來。
研究人員認為,他們的重要突破點就是實現(xiàn)了DNA合成與測序環(huán)節(jié)的一體化,目前大多數(shù)DNA存儲的合成和測序是分開的,實際上這是一個比較偏實驗室的基礎研究。并且,研究人員表示,實現(xiàn)一體化后,DNA存儲的效率和準確性會提高,更容易實現(xiàn)大規(guī)模的數(shù)據(jù)存儲。