硬盘将被DNA取代？一颗豆子大小的小球就能存储1TB数据上百年

这可能是硬盘驱动器的终结，也是计算机的新时代。

哈佛大学的一家公司宣布计划在明年推出第一个商业DNA存储系统。而且，还有数十家公司正在竞相推出类似的服务。

Catalog公司表示，它将能够廉价地将一兆字节的数据(相当于40张蓝光光碟)存储在一个DNA颗粒中，并宣称“我们的愿景是将整个数据中心的信息内容放入您的手掌”。

实际上，我们目前生产数据的速度快得难以想象。每天大约有25亿字节的数据被创造出来，这要归功于现在使用互联网的37亿人。仅在过去的两年里，就创造了令人难以置信的90%的世界数据。随着越来越多的智能设备连接到物联网，这个数字将显著增加。

“当我们想到云计算技术存储时，我们认为它们是无限的数据存储，”数据存储公司Catalog的首席执行官兼联合创始人Hyunjun Park表示。

“但云实际上只是别人的电脑。”

大多数人没有意识到的是，我们产生的数据如此之多，以至于我们产生数据的速度远远超过了我们储存所有数据的能力。

在不久的将来，在我们正在生成的有用数据和我们如何使用传统媒介存储它之间将会有巨大的鸿沟。

由于云存储公司正忙于构建新的数据中心，并以极快的速度扩展现有的数据中心，因此很难计算出何时会耗尽数据存储容量。

然而，根据Park的说法，很可能就在2025年，人类已经累计产生了超过160兆字节的数据。

我们能储存多少? Park说，大约有12.5%。

显然，我们需要做点什么。

位于波士顿的该公司表示，他们已经开发出一种能够大幅降低DNA储存成本的机器。

目前的技术过于昂贵，无法广泛应用。例如，Twist Biosciences可以创造出能够容纳12兆字节的DNA链，成本为10万美元。

与目前的硬盘不同，如果保持低温和干燥，DNA可以可靠地保存数百年。

研究人员希望有一天，占地能覆盖足球场地的庞大数据中心能够被冰箱大小的冷却装置所取代。

Catalog的首席科学官德文·莱克(Devin Leake)告诉记者，他的公司已经解决了这个问题，但没有透露是如何解决的。

该公司表示，从2019年开始，它将在一颗鹰嘴豆大小的小球中提供1TB的DNA编码数据。

为了获取存储的数据，DNA与水混合，然后放入一台读取CATG序列的机器，将其转换为二进制形式。

Leake说:“更重要的是，与其他DNA合成方法相比，我们的成本要低5个数量级。”

然而，这仍然比当前的存储昂贵得多。

例如，亚马逊(Amazon)每月提供的磁带存储系统每十亿字节花费不到一美分。

Catalog使用与字母表类似的系统进行裁剪。编目并不是用信息填充一长串DNA，而是制作20到30个碱基对的DNA片段，这些片段可以用酶缝合在一起。

它就像一种语言，排列这些片段。

Catalog之前曾估计，存储1 MB数据的成本将不到3000美分。

联合创始人Hyunjun Park说，Catalog的价格取决于一种新的方法。

它不是将一串数据编码到一个DNA分子上，而是生成一小串DNA序列的核心“字母表”，这些DNA序列对应于二进制数据的片段，可以合并到更大的文件中。

Park说，印刷不同的“书”的增量成本要低得多，因为我们已经有了“字体”。

“我们只需要以不同的顺序排列它们。”

研究人员如何在合成DNA上存储数据?

许多研究小组已经开发出方法来存储大量关于小型合成DNA分子的数据。

人们希望这项技术能够使巨大的数据存储设施成为过去，因为DNA和类似的聚合物可以比传统技术更有效地存储信息超过10万倍。

研究人员从一种方法开始，该方法将数字数据中的长串1和0转换成4个基本的DNA序列片段——腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶。

然后将数字数据切割成碎片，通过合成大量的合成DNA分子来存储。

它们可以被脱水并保存很长一段时间。

为了检索这些文件，他们使用现代测序技术来读取DNA链，然后用软件将遗传代码转换回二进制。

基于DNA的数据编码可能是一种长期的存储选择，而短期数据则采用其他形式。

不过，前景听起来仍然让人兴奋。Park说:“想象一下，有一个皮下小球，里面装着你所有的健康数据，所有的MRA扫描，血液检测，牙医的x光……”

“你总是希望这些数据对你来说是非常容易获取的，但你并不一定希望这些数据在云端的某个地方，或者在医院的一个不安全的服务器上。”如果你用DNA的形式存储数据，你可以控制数据和获取数据，同时确保只有授权医生才能获取数据。

毕竟，正如他所指出的，现在所有的医院都有DNA测序仪。“我并不是说我们现在就在追求这个目标，但这是一个可能的未来，”他说。

Park说，Catalog目前正在构建一台机器，以有效地完成这一计划流程，但不会透露它的具体工作方式。

该公司认为，其第一批客户可能是需要长期存储信息的公司或政府机构，比如需要在现场保存的机密记录或视频片段。

今年6月，Catalog宣布已经使用该基因材料系统存储了道格拉斯·亚当斯(Douglas Adams)的小说《银河系漫游指南》和罗伯特·弗罗斯特(Robert Frost)的诗《未走的路》(the Road Not Taken)。

该公司还表示，已经获得了来自不同风险投资公司的900万美元的支持。