生物DNA存儲(chǔ)技術(shù)能夠存儲(chǔ)全球信息

美國(guó)微軟公司最近和華盛頓大學(xué)的研究人員在進(jìn)行著關(guān)于生物存儲(chǔ)的相關(guān)研究，希望能夠通過(guò)生物的DNA來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于日益變高的存儲(chǔ)的需求的滿足。目前DNA的存儲(chǔ)潛能也正在被不斷地發(fā)展和挖掘，那所謂的“生物存儲(chǔ)”有望在未來(lái)替代半導(dǎo)體成為計(jì)算機(jī)行業(yè)的基礎(chǔ)嗎？

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，半導(dǎo)體相關(guān)的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)也在不斷完善，目前世界上的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)也已經(jīng)基本形成了一個(gè)完備的全球生態(tài)鏈，其中基本由美日韓三國(guó)以及***所掌控。從當(dāng)初的貝爾實(shí)驗(yàn)室開(kāi)始，直至如今的半導(dǎo)體格局，確實(shí)在幾十年里半導(dǎo)體行業(yè)的變革與發(fā)展一直未曾停步，但是隨著智能設(shè)備對(duì)于硬件的需求越來(lái)越高，加上各種人工智能產(chǎn)品和大數(shù)據(jù)等方面對(duì)于存儲(chǔ)的需求，目前半導(dǎo)體的發(fā)展速度已經(jīng)滿足互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展速度了。

除了本身的發(fā)展速度以外，摩爾定律的逐漸失效也逐漸使得這一形勢(shì)更加嚴(yán)峻，在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的早起，摩爾定律確實(shí)在不斷得到驗(yàn)證，但是近來(lái)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度開(kāi)始逐漸減緩，可能將會(huì)在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)達(dá)到發(fā)展的瓶頸。生物存儲(chǔ)有可能由此接過(guò)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的任務(wù)，開(kāi)始變革互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。

研究人員通過(guò)利用DNA的氨基酸等生物分子非常復(fù)雜同時(shí)又能夠支持可編程的特點(diǎn)，研發(fā)出對(duì)應(yīng)的軟件，也就是對(duì)DNA存儲(chǔ)內(nèi)容的解釋器，通過(guò)將我們計(jì)算機(jī)語(yǔ)言中的0和1的二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)化對(duì)應(yīng)為DNA中的堿基的A、G、C、T，相當(dāng)于是一個(gè)存儲(chǔ)程序的解釋器，這樣就使得DNA分子擁有了類似半導(dǎo)體晶體管的功能，眾所周知，它是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。

而通過(guò)這樣的一個(gè)解釋器實(shí)現(xiàn)了讀取解釋的功能，那又要怎么讀入數(shù)據(jù)呢？這個(gè)其實(shí)比開(kāi)發(fā)對(duì)應(yīng)的算法和軟件要簡(jiǎn)單得多，因?yàn)镈NA的自動(dòng)編輯生成技術(shù)早就已經(jīng)成熟了，并且成本低廉，所以在讀入數(shù)據(jù)這方面并沒(méi)有太大的難度。目前從理論層面來(lái)看，1g的DNA分子就可以存儲(chǔ)約200萬(wàn)TB的數(shù)據(jù)，相比于目前的硬盤的大小和容量的對(duì)比，生物分子這種存儲(chǔ)的存儲(chǔ)效率無(wú)疑是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越當(dāng)前的。

不過(guò)目前這樣的存儲(chǔ)方式還是處在實(shí)驗(yàn)室發(fā)展的階段，制造的成本是非常高昂的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)談不上性價(jià)比，實(shí)用性也基本為零，而半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的大限也尚未真正到來(lái)，生物半導(dǎo)體的發(fā)展也還是需要相關(guān)產(chǎn)業(yè)和科學(xué)的不斷發(fā)展、配合，進(jìn)而降低產(chǎn)業(yè)鏈的成本并完善相關(guān)的應(yīng)用場(chǎng)景，走進(jìn)尋常百姓家。到時(shí)候，或許“一公斤DNA存儲(chǔ)全球信息”真的會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。