用 DNA 來存儲信息正在離我們越來越近。本週早些時候,微軟宣佈在概念驗證測試中,微軟已經演示了第一個全自動DNA數據存儲系統。微軟在利用 DNA 來取代數據中心的路途上,也向前邁進了一步。雖然該技術仍有改善的空間,但微軟希望能借此證明 DNA 存儲技術的進展。

  這個測試聽上去挺簡單的:來自微軟和華盛頓大學(University of Washington;UW)的研究人員在合成DNA上編碼了“hello”這個單詞,並通過全自動系統將這個單詞轉換成數字數據。現有的系統已經可以處理DNA 存儲過程中的一些重要環節,但根據微軟的聲明,在實驗室中,許多中間過程至今仍需要人工操作,而這次的全自動系統不需要,這也將是 DNA 存儲技術從實驗室走向商業數據中心的關鍵步驟。

  (來源:微軟)

  這些轉換過程自動化,對實現合成DNA規模化存儲來說至關重要。微軟提到,“DNA可以將目前存儲在倉庫大小的數據中心的所有信息,存入大約幾個遊戲骰子大小的空間中。”但是,如何檢索這些數據是一個依賴人工的耗時過程。這次實驗中,“hello ”轉譯成 DNA 併成功進行讀取共花了 21 個小時。

  這就是爲什麼微軟會說:“假如合成 DNA 作爲存儲手段能夠實現的話,那麼合成DNA的成本(本質上是定製DNA鏈)和提取信息的測序過程成本都需要降下來。”這些過程自動化,對降低合成 DNA 存儲信息的成本極爲重要。

  視頻丨微軟和 UW 首次演示了全自動 DNA 數據存儲

  “微軟和 UW 團隊開發了一個軟件,可以將數字數據的 0 和 1 轉換成 DNA 鹼基A、T、C、G。自動化 DNA 數據存儲系統使用了這個軟件,並使用了便宜的、基本上現成的實驗設備,將必要的液體和化學物質流入合成器,從而合成人工DNA 片段,並將其存入存儲容器。”

  微軟表示,當我們需要檢索信息時,這個系統就會“添加其他化學物質,來準備 DNA,然後使用微流體泵將液體推入系統的其他部分。這些部分能識別 DNA 序列,並將它轉換成電腦能夠理解的語言。”研究人員還在研發能使實驗設備自動化的系統,這可以繼續降低成本。

  近年來在電磁、光存儲介質之外,業內不少公司已開始探索生物質硬盤,比如這次微軟所使用的 DNA(脫氧核糖核酸)。此前,微軟研究院透露,一個立方毫米的 DNA 能夠存儲一個 exabyte(十億字節,也就是 0.9 GB)的數據,更重要的是,DNA 上面的信息能夠保存一千到一萬年。

  資料顯示,DNA 存儲中研究最前沿的瑞士科研部門已經保存了 83 KB的文件在DNA 中,一個是《1921 年瑞士聯邦憲章》;另一個是阿基米德重寫本。

  那麼,這是否意味着我們即將用 DNA存儲信息代替傳統的存儲機制?並不。畢竟,大多數人希望他們的存儲信息不僅僅是“ hello”這個詞,而且研究者們還在研究如何使用 DNA 來實現更復雜的處理過程,因此可能還需要一段時間消費者才能用上這個技術。

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