微軟DNA存儲突破 未來或取代硬盤磁帶
微軟本周宣布，利用DNA存儲技術(shù)完成了約200MB數(shù)據(jù)的保存，其中包括《戰(zhàn)爭與和平》，以及99部經(jīng)典文學(xué)作品。
此前已有研究人員證明，數(shù)據(jù)可以被保存在DNA之中。不過微軟表示，此前并沒有任何研究者能一次性向DNA寫入如此多數(shù)據(jù)。
微軟該項目首席研究員卡林?施特勞斯(Karin Strauss)表示，DNA是一種優(yōu)良的存儲介質(zhì)。相對于傳統(tǒng)存儲技術(shù)，DNA存儲能帶來更高的存儲密度。華盛頓大學(xué)也參與了這一研究項目。目前，這項技術(shù)成本昂貴，操作復(fù)雜。
不過，微軟希望借力生物科技行業(yè)的研究成果。由于生物技術(shù)的進步，近期DNA讀寫工具的成本正在下降。DNA被認為是磁帶的替代選擇，后者是目前用于長期存儲的標(biāo)準(zhǔn)介質(zhì)。
施特勞斯表示：“微軟希望看看，我們能否開發(fā)出基于DNA的端到端系統(tǒng)去保存信息。這樣的系統(tǒng)將是自動化的，并且可用于企業(yè)?！彼硎?，微軟開展這一項目的動機在于，當(dāng)前的電子存儲設(shè)備發(fā)展速度趕不上數(shù)據(jù)量的增長。“如果你關(guān)注當(dāng)前的項目，那么可以看到，我們無法在期望的成本內(nèi)保存所有信息。”
IDC預(yù)計，到明年，全球范圍內(nèi)保存的數(shù)字化數(shù)據(jù)將達到16萬億GB，其中大部分位于大型數(shù)據(jù)中心。施特勞斯估計，一個鞋盒那么多的DNA就足以保存100個大型數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)。
DNA也有著很好的耐久性，尤其是在干燥寒冷的情況下。今年3月，有研究人員宣布，已部分重建了古人類基因。這些古人類的骨骼保存在西班牙一處洞穴里已有超過40萬年歷史。作為對比，磁帶保存數(shù)據(jù)只有幾十年時間，隨后就會老化。
將數(shù)據(jù)保存在DNA之中需要將0和1數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為4種核苷酸，即堿基組成的序列。2012年，哈佛大學(xué)分子生物學(xué)家喬治?切奇(George Church)向DNA中寫入了一本5萬個單詞、數(shù)據(jù)量不到1MB的書，隨后將其印刷在比花粉粒還小的玻璃芯片上。今年，切奇又報告稱，已實現(xiàn)了22MB數(shù)據(jù)的DNA編碼。
微軟此次則宣布，已成功向數(shù)百萬DNA寫入了10倍于此前的數(shù)據(jù)量。每個DNA包括150個堿基。
加州大學(xué)伯克利分校博士后研究員雷因哈德?赫科爾(Reinhard Heckel)也在研究利用DNA去存儲數(shù)據(jù)。他表示，微軟的成功令人關(guān)注。不過，阻礙DNA存儲技術(shù)大規(guī)模使用的障礙主要是成本，因為制作訂制的DNA分子成本高昂?！叭绻Ｍ藗兘邮苓@一技術(shù)，那么你需要這項技術(shù)的成本低于磁帶，這很難。”
微軟并未披露此次DNA數(shù)據(jù)存儲項目耗費的成本，這其中用到了約15億個堿基。負責(zé)合成這些DNA的Twist Bioscience通常每堿基價格為10美分。商用合成技術(shù)的成本最低可以達到每堿基0.04美分。讀取100萬堿基的成本約為1美分。
施特勞斯相信，讀寫DNA的成本未來幾年將會大幅下降。她表示，已有證據(jù)表明，這一成本的下降比過去50年中晶體管制造成本降低的降速更快，而晶體管成本的下降是計算技術(shù)創(chuàng)新的動力。
2007年，對人類基因組的測序耗資約1000萬美元，但到2015年這一成本已下降至1000美元。