dna存储-dna可以存储多少信息

北京时间4月12日消息，据科技网站报道，微软和华盛顿大学研究人员已经展示了利用人工合成DNA作为数据存储介质的技术。研究人员表示，如果这一技术成熟到适合主流应用，装备当今存储密度最高的存储设备、沃尔玛超市般大小的数据中心，就可能瘦身到一块方糖大小，我们认为，考虑把DNA作为存储介质，探索相关系统设计问题的时机已经成熟。

DNA存储密度惊人

研究团队成功地将4个图片文件的数据编码为人工合成DNA片段的核苷酸序列。更重要的是，他们能实现逆过程从更大的DNA池中取回正确的核苷酸序列，重建图像，而且没有丢失1个字节的信息。另一项试验涉及对视频文件的编码和读取。

DNA存储技术

华盛顿大学计算机科学和技术副教授、论文共同作者路易斯塞兹在一份声明中说，生命产生了神奇的DNA，它能高效地存储与基因和生命活动有关的所有信息，而且非常紧凑，非常耐用。我们将把DNA用于数据存储图像、视频、文档，保存时间可以长达数百或数千年。

DNA存储技术研究进展神速

对DNA数据存储技术的研究进展神速。年，研究人员利用DNA存储技术编码和恢复了一条长23个字母的信息。到年，欧洲分子生物学实验室欧洲生物信息学研究所的科学家，把美国黑人运动领袖马丁路德金《我有一个梦想》演讲的mp3文件编码在DNA中。

研究人员在发表在《自然》上的论文中称，这种编码方法使得约一杯DNA能存储至少1亿小时的高清视频。

据英国研究人员称，存储在DNA链中的数据能保存数万年。

微软和华盛顿大学研究人员称，他们已经开发了一种新颖的方法，把数据中的1和0字符串转换成DNA序列中的4种碱基腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胞嘧啶C和胸腺嘧啶T。

为了访问存储的数据，研究人员在DNA序列中编码了相当于邮政编码和街道地址的寻址信息。聚合酶链反应以下简称PCR技术帮助研究人员更轻松地识别他们需要查找的邮政编码。

研究人员然后利用DNA测序技术，读取数据，并通过利用街道地址对数据进行整理，将数据恢复成原来的视频、图像或文档。

研究人员表示，DNA是一种有吸引力的潜在数据存储介质，理论上其存储密度比磁带高出8个量级，一个可以拿在手里的磁带盒存储容量高达185TB。

微软和华盛顿大学研究人员也证实了人工合成DNA的长寿，称即使在恶劣环境中其半衰期也超过500年，磁带保存时间为年，硬盘为35年。

还不够完美

美国研究人员强调了提高存储密度的紧迫性。市场研究公司IDC和存储设备厂商EMC在研究论文中称，到年，包含在全球计算机、历史档案、电影、照片、企业系统和移动设备中的数据量将达到44万亿GB，是年的10倍。尽管并非所有信息都需要保存，但世界生成数据的速度快于存储容量的增长。

要进入商用阶段，DNA存储系统还有一些问题需要解决。首先是DNA合成和测序还远不够完美，DNA存储系统的一个关键部分是开发一种适当的编码技术，通过增加冗余度提高容错能力。

其次，DNA存储系统中随机存取数据还是个问题，读取延迟远长于写入延迟。目前的技术只能批量读取数据，即使只从存储系统中访问一个字节的信息，系统也必须对整个DNA池进行测序和解码。

把数据编码为DNA序列

研究人员已经提出了改进随机数据存取的方法，即利用PCR只扩增希望读取的数据，并对相应的DNA序列测序。这种方法既能提高数据读取速度，也无需对整个DNA池进行测序。

塞兹称，这是我们在数据存储方面向大自然学习的一个范例。

信息这个词是个抽象词，指以适合于通信、存储或处理的形式来表示的知识或消息。

遗传信息同样比较抽象，指的是指生物为复制与自己相同的东西、由亲代传递给子代、或各细胞每次分裂时由细胞传递给细胞的信息。具体的表现形式就是DNA中碱基对的排列顺序或指DNA分子的脱氧核苷酸的排列顺序。由于细胞的转录转译过程，可以确保把这个信息精确地传递到下一代。

北京时间4月28日上午消息，微软正在从生物技术创业公司采购万分子的DNA，探索利用生物材料去存储数据。

DNA的数据密度比传统存储设备高多个数量级。1克的DNA能存储近10亿TB的数据。同时，DNA的健壮性很好，有数千年历史的DNA片段仍然可以保持原有的序列。

这些特性使DNA成为了良好的长期数据存储材料。DNA的碱基对可以被视为二进制数据。年有研究表明，如果希望数据保存时间超过500年，那么从经济上来看DNA具有竞争力。

DNA数据存储的最大难题是如何进行数据读写。解决了向DNA写入数据的问题。该公司的设备能制造订制的DNA序列。目前，该公司的主要客户是研究机构。这些研究机构利用该技术向微生物插入订制的基因材料，从而制造出用于特定化学目的，例如生产有用营养元素的组织。

对该公司来说，将DNA用于数据存储是一个全新领域。目前，订制的DNA序列成本为每碱基10美分，该公司希望将这一成本降低至2美分。

数据的读取则需要用到基因测序技术。过去20年中，这项技术的成本已大幅下降。从年到年，人类基因组工程的耗资约为30亿美元。而同样的工作目前只需约美元。

不过，这样的成本距离DNA测序的规模商用还有较远的距离。不过技术已经存在。微软表示，与的初步合作测试表明，DNA中的编码信息可以提取。如果这项技术的成本能得到降低，那么长期数据存储将可以利用与生命本身同样的技术。