面對信息大爆炸時代，DNA能否掀起下一次存儲革命？

　　二十世紀以來，我們的數據存儲方式從磁帶、軟盤和CD等介質進化到了能夠在無數微型晶體管中保存數據的精密半導體存儲芯片。

　　但是，人類不斷增加的數據會對存儲方式帶來新的壓力，也將推動存儲方式的持續變革，DNA或將在這一次變革中發揮重要作用。

　　1.信息大爆炸時代，何處安放數據?

　　在摩爾定律之下，我們已經看到硅芯片存儲容量呈指數級增長。然而，與此同時，人類產生新的數字信息的速度同樣呈現出了爆發式增長狀態。

　　截至2016年，數據用戶每天生產超過440億GB的數據。據IDC預測，到2025年，這一數字將超過4600億GB，而全球當年產生的數據總量將達到160 ZB(160萬億GB)。

　　另據預測，到2020年全球可能會有30億到50億的全球人口接入互聯網，這些新增的互聯網用戶所產生的數據同樣會面臨大規模的增長。

　　總之，我們或許很快就會生產出遠超我們存儲能力的更多數據。

　　雖然網絡服務商與各大互聯網公司都將從新增的數據節點與流量中獲利巨大，但這也會對動則數千萬甚至上億美元的數據中心建設帶來顯著壓力。

　　去年，僅美國就花費了200億美元用于新的數據中心建設，使數據中心建設的資本支出比2016年翻了一番。

　　此外，自然界中很少有純的存儲器級硅元素，而研究人員預測它將在2040年被耗盡。

　　隨著利用DNA進行數據存儲的新興技術的出現，這些問題將會成為過去時。通過將數據編碼進DNA的微小分子，在未來，我們可以將整個數據中心放入幾瓶DNA中。

　　2.什么是DNA存儲?

　　那么，什么是DNA存儲?

　　DNA是由四個堿基：腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)和鳥嘌呤(G)的雙螺旋鏈構建而成的。這些鏈一旦形成，就緊緊地折疊起來，形成非常密集、又節省空間的數據存儲器。

　　為了將數據文件編碼到這些堿基中，我們可以使用各種算法，將二進制轉換為堿基核苷酸：也就是將0和1轉換為A、T、C、G，而“00”可以被編碼為A;“01”編碼為G，“10”編碼C，“11”編碼為T。

　　將數字編碼轉化為化學編碼，這就是DNA數據存儲最核心的奧秘。

　　一旦編碼，則可以通過具有特定堿基模式的合成DNA來存儲信息，最終被編碼的序列可存儲在具有保質期長達數千年甚至上萬年的小瓶子里。而從理論極限上來看，一克DNA就能存儲2.15億GB的數據。