資料儲存

全球每天會創造出 250 萬 GB 的數據,而這驚人的數字,每年都還在不斷往上指數型成長。聽起來很帥?但它也帶來了一個不小的問題:數據太多沒地方放!

最近,微軟研究院(Microsoft Research)與華盛頓大學的分子資訊系統實驗室(Molecular Information Systems Laboratory,MISL)的合作,在儲存技術上獲得了重大突破,或許能在未來為我們解決難題。

傳統晶片不夠存?那就改用 DNA 吧!

就像是家裡東西太多肯定得找個地方放,新製造出的數據也總需要地方儲存;然而,我們現在製造快閃記憶體晶片的速度,根本就趕不上製造數據的速度。根據科學期刊 Nature 的預測,如果將我們手機上每張照片、看過的每個 YouTube 影片通通存到傳統晶片上,那麼到了 2040 年,我們將消耗比預期供應量多上 10 倍到 100 倍的矽!

既然傳統方法不可行,有沒有什麼新招可以用呢?

這個「新招」,說新其實也不新,就是去打 DNA 的主意。DNA 大概是目前世界上最強大的儲存系統了,通過腺嘌呤 (A)、鳥嘌呤 (G)、胞嘧啶 (C) 和胸腺嘧啶 (T) 四種化學鹼基,就可以無限排列組合成各種資訊。而若是要用 DNA 儲存資訊,理論上我們只要將電腦世界中的 0、1 與 A、G、C、T 相互轉換就行了。

可惜的是,想像很豐滿、現實很骨感,轉換雖然簡單,但若真要用 DNA 儲存訊息,卻會面臨兩個重大挑戰:速度太慢、成本太高,存取幾 MB 的數據就需要花費數千美元,而且速度還慢到一般人無法忍受的地步。

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存取速度全面升級!

不過,微軟研究院最近發表在科學期刊 Science Advances 上發表的論文,就是要來解決問題的!

雖然研究目前尚在早期階段,但團隊目前已成功開發出全世界第一個奈米級 DNA 寫入器(storage writer),將 DNA 的寫入密度提升到每平方公分 25 × 10 個序列,一口氣比原本的技術高了三個量級,也能成功編寫並解碼訊息。

而他們接下來的重點研究目標則是要嵌入數位邏輯晶片、個別控制數百萬個電極點,好達到每秒儲存數 KB 的速度;等到可以達成每秒數 MB 的速度時,這種技術便能正式邁入實用階段。 

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雖然微軟目前取得了重大突破,但其實 DNA 儲存技術在短時間內還是很難進入全面商業應用的時期,所幸,世界各地的研究者們仍在不斷努力,一步步帶我們邁入資料儲存的新紀元。

本文開放合作夥伴轉載,參考資料:techradargizmodonatureScience Advances,圖片來源:pixabay