1. 痛點(diǎn)問(wèn)題

隨著信息化時(shí)代的發(fā)展，生活中的一切都在數(shù)字化，對(duì)信息存儲(chǔ)的要求也越來(lái)越高。據(jù)IBM統(tǒng)計(jì)，人類(lèi)每天創(chuàng)造的數(shù)據(jù)已達(dá)到2.5百億億byte，大約相當(dāng)于5億部高清電影的下載。互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC）的研究顯示，到2020年數(shù)據(jù)總量（包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)）的年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)將達(dá)到42%，2010~2020十年間，世界上數(shù)據(jù)總量從1 ZB增長(zhǎng)到50 ZB，共增長(zhǎng)50倍。

面對(duì)巨大的數(shù)據(jù)量，傳統(tǒng)存儲(chǔ)介質(zhì)的存儲(chǔ)能力以及材料的消耗與信息存儲(chǔ)需求間將會(huì)面臨嚴(yán)重不平衡狀態(tài)。人類(lèi)工廠生產(chǎn)的可存儲(chǔ)設(shè)備總存儲(chǔ)容量與數(shù)據(jù)產(chǎn)生總量間差距越來(lái)越大，到2020年幾乎達(dá)到兩倍的差距。根據(jù)目前硅基存儲(chǔ)的發(fā)展趨勢(shì)推測(cè)，可用于信息存儲(chǔ)的硅儲(chǔ)量將在2040年被完全耗盡。因此，尋找硅基存儲(chǔ)的替代物，開(kāi)發(fā)高效穩(wěn)定低成本的新型存儲(chǔ)介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)低成本，高效穩(wěn)定且長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是目前信息時(shí)代社會(huì)發(fā)展亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。

2. 解決方案

DNA在近年來(lái)被認(rèn)為是一種未來(lái)具有巨大應(yīng)用前景的數(shù)字存儲(chǔ)介質(zhì)。首先，相比較于傳統(tǒng)存儲(chǔ)介質(zhì)，在數(shù)據(jù)保存壽命和存儲(chǔ)密度上都有著極大的優(yōu)勢(shì)。在自然界中，DNA長(zhǎng)久以來(lái)作為是承載生物體遺傳信息的主要物質(zhì)，地球發(fā)現(xiàn)的最早古生物藍(lán)細(xì)菌，DNA作為其遺傳物質(zhì)已經(jīng)存在了幾十億年，且在極端條件下仍然可以保存。在存儲(chǔ)密度方面，DNA數(shù)字存儲(chǔ)理論上可以達(dá)到455 EB/克 （4.55 × 1011GB/克），大約 1018  bytes 或107 GB每mm3， 比傳統(tǒng)存儲(chǔ)介質(zhì)提高了5-6個(gè)數(shù)量級(jí)。其次，在數(shù)據(jù)維護(hù)與備份成本方面，DNA數(shù)字存儲(chǔ)所需要的占地，資源，能源均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)存儲(chǔ)介質(zhì)。