用 DNA 來(lái)存儲(chǔ)信息正在離我們?cè)絹?lái)越近。本周早些時(shí)候，微軟宣布在概念驗(yàn)證測(cè)試中，微軟已經(jīng)演示了第一個(gè)全自動(dòng)DNA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)。微軟在利用 DNA 來(lái)取代數(shù)據(jù)中心的路途上，也向前邁進(jìn)了一步。雖然該技術(shù)仍有改善的空間，但微軟希望能借此證明 DNA 存儲(chǔ)技術(shù)的進(jìn)展。

這個(gè)測(cè)試聽(tīng)上去挺簡(jiǎn)單的：來(lái)自微軟和華盛頓大學(xué)(University of Washington;UW)的研究人員在合成DNA上編碼了“hello”這個(gè)單詞，并通過(guò)全自動(dòng)系統(tǒng)將這個(gè)單詞轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)?，F(xiàn)有的系統(tǒng)已經(jīng)可以處理DNA 存儲(chǔ)過(guò)程中的一些重要環(huán)節(jié)，但根據(jù)微軟的聲明，在實(shí)驗(yàn)室中，許多中間過(guò)程至今仍需要人工操作，而這次的全自動(dòng)系統(tǒng)不需要，這也將是 DNA 存儲(chǔ)技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向商業(yè)數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵步驟。

(來(lái)源：微軟)

這些轉(zhuǎn)換過(guò)程自動(dòng)化，對(duì)實(shí)現(xiàn)合成DNA規(guī)模化存儲(chǔ)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。微軟提到，“DNA可以將目前存儲(chǔ)在倉(cāng)庫(kù)大小的數(shù)據(jù)中心的所有信息，存入大約幾個(gè)游戲骰子大小的空間中。”但是，如何檢索這些數(shù)據(jù)是一個(gè)依賴人工的耗時(shí)過(guò)程。這次實(shí)驗(yàn)中，“hello ”轉(zhuǎn)譯成 DNA 并成功進(jìn)行讀取共花了 21 個(gè)小時(shí)。

這就是為什么微軟會(huì)說(shuō)：“假如合成 DNA 作為存儲(chǔ)手段能夠?qū)崿F(xiàn)的話，那么合成DNA的成本(本質(zhì)上是定制DNA鏈)和提取信息的測(cè)序過(guò)程成本都需要降下來(lái)。”這些過(guò)程自動(dòng)化，對(duì)降低合成 DNA 存儲(chǔ)信息的成本極為重要。

視頻丨微軟和 UW 首次演示了全自動(dòng) DNA 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

“微軟和 UW 團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一個(gè)軟件，可以將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的 0 和 1 轉(zhuǎn)換成 DNA 堿基A、T、C、G。自動(dòng)化 DNA 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)使用了這個(gè)軟件，并使用了便宜的、基本上現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，將必要的液體和化學(xué)物質(zhì)流入合成器，從而合成人工DNA 片段，并將其存入存儲(chǔ)容器。”

微軟表示，當(dāng)我們需要檢索信息時(shí)，這個(gè)系統(tǒng)就會(huì)“添加其他化學(xué)物質(zhì)，來(lái)準(zhǔn)備 DNA，然后使用微流體泵將液體推入系統(tǒng)的其他部分。這些部分能識(shí)別 DNA 序列，并將它轉(zhuǎn)換成電腦能夠理解的語(yǔ)言。”研究人員還在研發(fā)能使實(shí)驗(yàn)設(shè)備自動(dòng)化的系統(tǒng)，這可以繼續(xù)降低成本。

近年來(lái)在電磁、光存儲(chǔ)介質(zhì)之外，業(yè)內(nèi)不少公司已開(kāi)始探索生物質(zhì)硬盤(pán)，比如這次微軟所使用的 DNA(脫氧核糖核酸)。此前，微軟研究院透露，一個(gè)立方毫米的 DNA 能夠存儲(chǔ)一個(gè) exabyte(十億字節(jié)，也就是 0.9 GB)的數(shù)據(jù)，更重要的是，DNA 上面的信息能夠保存一千到一萬(wàn)年。

資料顯示，DNA 存儲(chǔ)中研究最前沿的瑞士科研部門(mén)已經(jīng)保存了 83 KB的文件在DNA 中，一個(gè)是《1921 年瑞士聯(lián)邦憲章》;另一個(gè)是阿基米德重寫(xiě)本。

那么，這是否意味著我們即將用 DNA存儲(chǔ)信息代替?zhèn)鹘y(tǒng)的存儲(chǔ)機(jī)制?并不。畢竟，大多數(shù)人希望他們的存儲(chǔ)信息不僅僅是“ hello”這個(gè)詞，而且研究者們還在研究如何使用 DNA 來(lái)實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的處理過(guò)程，因此可能還需要一段時(shí)間消費(fèi)者才能用上這個(gè)技術(shù)。

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