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你的身體就是硬盤？DNA存儲(chǔ)道阻且長(zhǎng)
2018年03月13日 13:26:40來源：中關(guān)村在線(北京)點(diǎn)擊量：37002
導(dǎo)讀1克DNA存儲(chǔ)455EB(1 EB = 1024 PB = 1048576 TB)數(shù)據(jù)，常溫下可保持2000年以上；20MB數(shù)據(jù)的復(fù)制需要將近1天的時(shí)間；每個(gè)堿基為0.04美分；DNA存儲(chǔ)在大數(shù)據(jù)時(shí)代似乎很適合作為冷存儲(chǔ)介質(zhì)，但是真的那么簡(jiǎn)單嗎？筆者并不這么看。
　　【中國(guó)安防展覽網(wǎng) 科技動(dòng)態(tài)】 1克DNA存儲(chǔ)455EB(1 EB = 1024 PB = 1048576 TB)數(shù)據(jù)，常溫下可保持2000年以上；20MB數(shù)據(jù)的復(fù)制需要將近1天的時(shí)間；每個(gè)堿基為0.04美分；DNA存儲(chǔ)在大數(shù)據(jù)時(shí)代似乎很適合作為冷存儲(chǔ)介質(zhì)，但是真的那么簡(jiǎn)單嗎？筆者并不這么看。
 
　　微軟和華盛頓大學(xué)分子信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室(MISL)合作，成功在DNA上記錄下了200.2MB的數(shù)據(jù)。根據(jù)雙方在《自然》雜志上發(fā)表的學(xué)術(shù)論文來看，這種存儲(chǔ)方式優(yōu)勢(shì)很多，如存儲(chǔ)可達(dá)千年，但它也存在不明朗和不靠譜因素，有以下2高1難：
 
　　技術(shù)難度頗高
 
　　DNA存儲(chǔ)并不是真的用人或者動(dòng)物作為存儲(chǔ)介質(zhì)，而是通過DNA中的G、T、A和C4中堿基代表二進(jìn)制數(shù)據(jù)(0、1、2、3)，將二進(jìn)制文件通過編碼映射成DNA里面的A、T、G和C堿基序列，再通過人工合成技術(shù)形成長(zhǎng)鏈DNA來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。
 
　　微軟看好DNA存儲(chǔ)
 
　　所以數(shù)據(jù)寫入即人工合成DNA，數(shù)據(jù)讀取即DNA測(cè)序，數(shù)據(jù)拷貝即DNA復(fù)制。理論上，1克的DNA能夠存儲(chǔ)455EB的數(shù)據(jù)。
 
　　目前這種技術(shù)還處在實(shí)驗(yàn)探索階段。比如：微軟和華盛頓大學(xué)分子信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室合作就成功將200.2MB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在了DNA上，而這個(gè)過程耗資大約80萬美元。
 
　　成本高得嚇人
 
　　200MB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需要耗資80萬美元，目前這種價(jià)格顯然還不具備平民化的特點(diǎn)。但是很多科技公司依然認(rèn)為這是一個(gè)值得研究的方向。
 
　　盡管成本高好，但是DNA存儲(chǔ)優(yōu)勢(shì)也十分明顯：DNA存儲(chǔ)時(shí)間也很長(zhǎng)，在干冷條件下，可保持100萬年以上，常溫下可保持2000年以上，常溫保存能耗很低，基本不需要電力。也就是說，初始投資高，但是存儲(chǔ)量大，存儲(chǔ)過程中能耗、運(yùn)維成本不高。
 
　　按照目前的DNA堿基價(jià)格來看，每個(gè)堿基為0.04美分的價(jià)格依然讓人望而卻步。
 
　　第2頁(yè)：隨機(jī)讀寫艱難
 
　　隨機(jī)讀寫艱難
 
　　任何存儲(chǔ)技術(shù)除了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)之外，更重要的還需要解決存儲(chǔ)的傳輸方式、糾錯(cuò)能力等問題。而這也是筆者認(rèn)為DNA存儲(chǔ)未來依舊不明朗的重要原因。
 
　　用DNA替代0和1
 
　　目前普通機(jī)械硬盤的讀寫速度一般是每秒7200轉(zhuǎn)(90-100mb每秒)，而SSD的速度要更快，達(dá)到每秒300-500MB。相比之下，DNA的合成速度一般為每秒1000堿基，即20MB數(shù)據(jù)的復(fù)制需要將近1天的時(shí)間。不僅如此，目前的技術(shù)水平只能在實(shí)驗(yàn)室中合成很小的數(shù)據(jù)，大規(guī)模堿基合成需要在專門的基因合成服務(wù)公司實(shí)現(xiàn)。
 
　　即便解決了存儲(chǔ)/復(fù)制(合成)問題，那么在讀取時(shí)如何能夠做到隨機(jī)讀取呢？以目前的技術(shù)來看，微軟與華盛頓大學(xué)采用了"Primer"引子的方式，標(biāo)記了每一個(gè)文件在DNA序列上的地址，在讀取時(shí)，能夠快速跳到某個(gè)位置進(jìn)行讀取。但是這種定位依然不夠，而且效率很低。
 
　　結(jié)束語(yǔ)
 
　　DNA存儲(chǔ)因?yàn)樯厦娴倪@些特點(diǎn)，顯然更適用于冷存儲(chǔ)的應(yīng)用場(chǎng)景，但是由于上面的兩高一難問題，筆者認(rèn)為DNA存儲(chǔ)未來不夠明朗。同樣值得注意的是，如果DNA存儲(chǔ)大規(guī)模應(yīng)用，從個(gè)體來講，每個(gè)人都可以隨身攜帶大量存儲(chǔ)數(shù)據(jù)自由行動(dòng)，每個(gè)人都是"云硬盤"，這種技術(shù)可如果應(yīng)用在軍工等領(lǐng)域，將會(huì)帶來顛覆性改變。
關(guān)鍵詞 硬盤存儲(chǔ)
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