利用DNA存儲還原數據信息的方法
1. 痛點問題
隨著信息化時代的發展,生活中的一切都在數字化,對信息存儲的要求也越來越高。據IBM統計,人類每天創造的數據已達到2.5百億億byte,大約相當于5億部高清電影的下載。互聯網數據中心(IDC)的研究顯示,到2020年數據總量(包括結構化數據和非結構化數據)的年復合增長率達將達到42%,2010~2020十年間,世界上數據總量從1 ZB增長到50 ZB,共增長50倍。
面對巨大的數據量,傳統存儲介質的存儲能力以及材料的消耗與信息存儲需求間將會面臨嚴重不平衡狀態。人類工廠生產的可存儲設備總存儲容量與數據產生總量間差距越來越大,到2020年幾乎達到兩倍的差距。根據目前硅基存儲的發展趨勢推測,可用于信息存儲的硅儲量將在2040年被完全耗盡。因此,尋找硅基存儲的替代物,開發高效穩定低成本的新型存儲介質,實現低成本,高效穩定且長期的數據存儲是目前信息時代社會發展亟待解決的關鍵問題之一。
2. 解決方案
DNA在近年來被認為是一種未來具有巨大應用前景的數字存儲介質。首先,相比較于傳統存儲介質,在數據保存壽命和存儲密度上都有著極大的優勢。在自然界中,DNA長久以來作為是承載生物體遺傳信息的主要物質,地球發現的最早古生物藍細菌,DNA作為其遺傳物質已經存在了幾十億年,且在極端條件下仍然可以保存。在存儲密度方面,DNA數字存儲理論上可以達到455 EB/克 (4.55 × 1011GB/克),大約 1018 bytes 或107 GB每mm3, 比傳統存儲介質提高了5-6個數量級。其次,在數據維護與備份成本方面,DNA數字存儲所需要的占地,資源,能源均遠遠小于傳統存儲介質。
清華大學
2021-09-23