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互联网空间不足。所有的Facebook更新,Twitter咆哮和Instagram帖子最终都需要一个物理家园,但“数字世界”预计将增长到超过16个zettabytes - 这相当于4个 兆 DVD - 到明年,我们将需要提出更好的存储系统。幸运的是,大自然已经为我们提供了一个非常有效的方法:DNA在微观空间中保存着大量的信息。考虑到这一点,微软研究人员团队正试图利用生物学来遏制我们对数据中心的依赖。
这是一项令人印象深刻的努力,早期的成果很有希望。但也许唯一可以了解DNA数据存储重大突破的方法就是考虑事物的规模。单个细胞的DNA能容纳多少互联网?
在一份专门为快速发展的数字世界建立“架构支持”的ASPLOS 2016上发表的一篇论文中,研究人员指出DNA可以容纳1 exabyte(想想:整个Netflix目录,3000次以上)立方毫米。相比之下,目前市场上最密集的存储系统是磁带,每立方毫米只能容纳10千兆字节。之前估计只有4克的DNA可以存储我们每年创建的所有数字数据。如果我们估计现在地球上有15个zettabytes的数字信息,我们需要大约15立方厘米才能将它全部存储在DNA上。一个小玻璃就足够了。
这些数字令人印象深刻,但它们并不令人惊讶。毕竟,我们的每个细胞都含有编码整个人类基因组的DNA,这是一大堆核苷酸,当压缩成微观立方体时,会占据大约6.9立方微米。在存储方面,这相当于6.9千兆字节 - 大约1,725份Drake的新单曲“One Dance”或大约两张Blu-Ray质量的新版本 星球大战:原力觉醒 。如果这对您来说似乎不是很重要,请记住,我们所谈论的DNA数量甚至无法用肉眼看到。现在考虑一下你的8 GB iPhone多少次指出你的存储空间已经用完了。
这并不是科学家第一次以DNA形式存储数字数据:2012年,由乔治·丘奇博士领导的哈佛大学科学家团队编写了700亿本书。 再生:合成生物学如何在DNA中重塑自然和自我 成核苷酸形式。由此产生的数据填充DNA足够小,可以放在人体缩略图上。
除了效率之外,使DNA成为吸引人的存储选择的原因在于它也非常耐用。正如教会指出的那样,“你可以把它放在任何你想要的地方,在沙漠或你的后院,它将在40万年后出现。”
微软研究人员将这一观点纳入其哲学极端,考虑了互联网存储的未来:“基于DNA的存储也具有永恒相关的好处:只要有基于DNA的生命,就有充分的理由去阅读和操纵脱氧核糖核酸。”