讨论:DNA储存会变得庞大

DNA储存库尚未准备好传给大众,但一些专家认为情况将在不久的将来改变。 越来越多的公司开始处理此问题。


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DNA储存库为何起作用?


根据Cambridge Consultants的预测 ,在不久的将来,驱动器将不再能够应对不断变化的存储要求,并可以处理数据中心中不断增长的数据量。 许多IT行业专家都认为解决方案是开发替代媒体。

如果我们谈论记录密度,《自然》杂志估计世界上所有数据都可以记录在重达1千克的DNA存储中。 至于这种驱动器的寿命,它可以达到(根据各种估计) 数千一万年

专家认为DNA存储有希望的另一个原因是,定期减少在这种介质上记录数据的成本。 如果在2002年记录一个分子中一个字符的成本为10美元,那么到2016年则为0.05美元。 如果这种趋势在未来十年内持续下去,该技术将在数据存储市场上迎来新的利基市场。 据粗略估计 ,DNA存储领域的年营业额在未来十年内将达到数亿美元。

谁创建DNA储存库


大型IT公司吸引了媒体的前景,他们正在考虑将其用于存档数据仓库的可能性。 例如,微软计划在 2020年之前启动DNA存储。 值得注意的是,该公司的专家们已经设法在人工DNA螺旋上记录了 200兆字节的数据,并实现了每秒400字节的写入速度。 新的发展将改善这些指标,尽管到目前为止,我们不得不谈论用于存储数据的相当大的安装,这让人想起上世纪70年代的老式复印机的大小

另一个DNA存储公司称为Catalog。 这家初创公司正在与公共汽车一样大小的模块化实验室中工作 。 它立即配备了合成DNA分子和进一步存储所需的一切。 他们计划在2021年开始安装。

生物工程师也对技术感兴趣。 哈佛大学教授乔治·丘奇 George Church) 看到了 DNA储存库潜力。 他和他的同事们希望开始制造一种特殊的“生物”相机。 它没有电子或机械组件,照片或视频将直接存储在DNA分子中。

该领域的另一个项目是SGI-DNA。 该团队推出了一种 DNA打印机,其大小可与传统办公设备相媲美。 该系统已经被用于打印用于生物学和医学研究的分子。 但是开发人员计划使用打印机在DNA中编码信息。


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硬币的反面


在IT行业中,对于新媒体有更多谨慎的意见。 据估计 ,技术的大规模分布将需要数十年的时间。

第一个原因是记录成本。 尽管近年来一直在下降,但是将数据存储在分子中仍然很昂贵:将一个1兆字节的文件放入DNA大约需要八千美元。

第二个原因是写入速度低。 Microsoft和合作伙伴设法达到每秒400字节。 但是据公司工程师说,对于技术的大规模分发,吞吐量应为100 MB / s。

第三个原因是信息安全的潜在问题。 华盛顿大学的研究人员已经表明 ,无论如何,计算机病毒都可以存储在DNA分子中。 将来,这将使攻击者有机会将恶意软件引入专门实验室的网络,并利用个人数据破坏存储。

DNA储存库的替代品


现在谈论大规模引入DNA存储还为时过早,因此许多公司正在开发替代方案并改进现有技术。 其中之一是磁带。 它已经在数据中心中使用了几十年,用于存储存档数据。 它的使用寿命达到十年。 尽管这不能与DNA的耐用性相提并论,但是在存储时间方面,磁带已超过了硬盘和固态驱动器。 后者服务长达十年。 胶带的另一个重要优点是成本。 存储千兆字节内存的成本仅为2美分。

由于这些原因,大型IT公司(尤其是IBM)仍在使用磁带。 根据这家IT巨头代表的预测 ,这种媒体将至少在2030年之前用于数据中心。

DNA存储的第二种选择是纳米结构。 例如,2016年,代尔夫特大学(University of Delft)的工程师创造了一块铜板,在其表面上构建了氯原子晶格。 作者更改了格子中“孔”的位置,将字符串编码为字符串。 在此类材料表面的一平方厘米上最多可以记录10 TB的数据。

中国科学家于2018年引入了另一种与纳米结构有关的技术。 它是二氧化钛和银的薄膜,比人的头发薄80倍。 在这种情况下,信息存储在纳米粒子中,纳米粒子在暴露于激光束时会改变颜色。

根据该技术的创造者,一块10x10厘米大小的胶片可以存储的数据量比DVD-ROM多一千倍。 在这种情况下,对这种驱动器的写入速度达到了每秒千兆字节。

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Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN444050/


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