面對信息大爆炸時代，DNA能否掀起下一次存儲革命？

　　二十世紀以來，我們的數(shù)據(jù)存儲方式從磁帶、軟盤和CD等介質(zhì)進化到了能夠在無數(shù)微型晶體管中保存數(shù)據(jù)的精密半導體存儲芯片。

　　但是，人類不斷增加的數(shù)據(jù)會對存儲方式帶來新的壓力，也將推動存儲方式的持續(xù)變革，DNA或?qū)⒃谶@一次變革中發(fā)揮重要作用。

　　1.信息大爆炸時代，何處安放數(shù)據(jù)?

　　在摩爾定律之下，我們已經(jīng)看到硅芯片存儲容量呈指數(shù)級增長。然而，與此同時，人類產(chǎn)生新的數(shù)字信息的速度同樣呈現(xiàn)出了爆發(fā)式增長狀態(tài)。

　　截至2016年，數(shù)據(jù)用戶每天生產(chǎn)超過440億GB的數(shù)據(jù)。據(jù)IDC預測，到2025年，這一數(shù)字將超過4600億GB，而全球當年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)總量將達到160 ZB(160萬億GB)。

　　另據(jù)預測，到2020年全球可能會有30億到50億的全球人口接入互聯(lián)網(wǎng)，這些新增的互聯(lián)網(wǎng)用戶所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)同樣會面臨大規(guī)模的增長。

　　總之，我們或許很快就會生產(chǎn)出遠超我們存儲能力的更多數(shù)據(jù)。

　　雖然網(wǎng)絡服務商與各大互聯(lián)網(wǎng)公司都將從新增的數(shù)據(jù)節(jié)點與流量中獲利巨大，但這也會對動則數(shù)千萬甚至上億美元的數(shù)據(jù)中心建設(shè)帶來顯著壓力。

　　去年，僅美國就花費了200億美元用于新的數(shù)據(jù)中心建設(shè)，使數(shù)據(jù)中心建設(shè)的資本支出比2016年翻了一番。

　　此外，自然界中很少有純的存儲器級硅元素，而研究人員預測它將在2040年被耗盡。

　　隨著利用DNA進行數(shù)據(jù)存儲的新興技術(shù)的出現(xiàn)，這些問題將會成為過去時。通過將數(shù)據(jù)編碼進DNA的微小分子，在未來，我們可以將整個數(shù)據(jù)中心放入幾瓶DNA中。

　　2.什么是DNA存儲?

　　那么，什么是DNA存儲?

　　DNA是由四個堿基：腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)和鳥嘌呤(G)的雙螺旋鏈構(gòu)建而成的。這些鏈一旦形成，就緊緊地折疊起來，形成非常密集、又節(jié)省空間的數(shù)據(jù)存儲器。

　　為了將數(shù)據(jù)文件編碼到這些堿基中，我們可以使用各種算法，將二進制轉(zhuǎn)換為堿基核苷酸：也就是將0和1轉(zhuǎn)換為A、T、C、G，而“00”可以被編碼為A;“01”編碼為G，“10”編碼C，“11”編碼為T。

　　將數(shù)字編碼轉(zhuǎn)化為化學編碼，這就是DNA數(shù)據(jù)存儲最核心的奧秘。

　　一旦編碼，則可以通過具有特定堿基模式的合成DNA來存儲信息，最終被編碼的序列可存儲在具有保質(zhì)期長達數(shù)千年甚至上萬年的小瓶子里。而從理論極限上來看，一克DNA就能存儲2.15億GB的數(shù)據(jù)。