DNA存儲技術

DNA存儲技術

DNA存儲技術是一項著眼於未來的具有劃時代意義存儲技術,它利用人工合成的脫氧核糖核酸(DNA)作為存儲介質,具有高效、存儲量大、存儲時間長、易獲取且免維護的優點。

簡介

DNA DNA

DNA存儲技術即用人工合成的脫氧核糖核酸(DNA)存儲文本文檔、圖片和聲音檔案等數據,隨後完整讀取的技術。

原理

存儲模式 存儲模式

英國的歐洲生物信息研究所研究小組利用DNA存儲數據的關鍵是DNA鹼基。DNA這種雙螺旋結構上有4個化學基團,即核鹼基,它們按照特定順序排列,組成遺傳信息,指導生物體生長發育。

研究人員開發的DNA數字存儲系統同樣利用這4個鹼基“字母”,開發定製代碼,完全區別於生物體所用“語言”。當複製一份計算機檔案時,DNA數字存儲系統首先把硬碟信息中的二進制數翻譯成定製代碼,然後藉助標準DNA合成機器製造出相應的鹼基序列。這一序列並非一個長分子,而是多個重複片段,每一個片段攜帶一些索引細節,明確各自在整體序列中所處位置。這樣的系統雖然顯得冗餘,優點是即便某些片段遭損毀,數據不會丟失。分子生物學實驗室用來讀取生物體DNA的標準設備可以讀取信息,當即呈現在電腦螢幕上。

優點

DNA存儲技術作為數字存儲媒介的顯著優點之一是容量大。DNA分子是一種令人難以置信的密集存儲介質,1克DNA能夠存儲大約2拍位元組,相當於大約300萬張CD。

用DNA存儲數據保存時間可能長達數千年。與硬碟、磁帶等存儲介質不同的是,DNA不需要經常維護。就讀取方式而言,DNA存儲不涉及兼容問題。

缺點

DNA研究者幾年前就了解到這個事實,DNA存儲技術是個不確定的命題,DNA存儲技術數據的完整性也是個問題。它就像是櫥子裡那堆軟碟上存儲的東西。瑞士的一組研究員計算出DNA存儲技術的一些缺陷,並且開發出以一種長期可靠方式存儲數據的流程——上千年甚至是百萬餘年。我確定DNA存儲技術會比LTO磁帶更長遠。

套用

DNA存儲 DNA存儲

一些不常用卻需要保存的信息,譬如政府檔案、歷史檔案等,尤其適合用DNA存儲。不過,他們坦承,鑒於實驗室合成DNA分子的成本,現階段用它來存儲信息“驚人地昂貴”,但隨著技術發展,DNA存儲技術有望進入尋常百姓家。

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