如何解决数据存储问题？微软雄心勃勃地推出DNA存储技术

据外媒networkworld报道，微软已经明确计划发展基于DNA的存储设备，并打算未来3年实现商业化。

去年，这家软件巨头就公布了其把DNA作为存储媒介的研究。据微软介绍，这种技术可以把数据存储在“大数据中心压缩成几个糖立方”或者把互联网上所有公开访问的数据都装入一个“鞋盒”。

“如果科学家能扩大技术和克服一系列的技术障碍，那这就是DNA存储的未来希望，”该公司在2016年的博客中写道。

目前，微软公司发言人拒绝对DNA存储研究的进程作出评论。但是一篇来自《MIT技术评论》的文章，作者是微软研究的一名架构师——Doug Carmean。他却表示，该公司希望在三年内创建一个“原始商业系统，在我们的数据中心存储一些DNA数据，至少是精品应用程序”。

这款存储设备被Carmean描述为与20世纪70年代Xerox复印机一般大小，数据写入速度只有400Mbps，而Carmean承认需要增加到100Mbps，从而与其他存档介质进行竞争，比如磁带机。

IDC的一名研究专家Natalya Yezhkova表示，随着数字化时代数据的惊人增长，在未来10-15年，基于DNA存储媒介的重要性将是至关重要的。

“目前，解决这一增长的唯一方法是增加数据优化技术的占用空间，无论是压缩还是重复数据删除，”Yezhkova说，“这些技术是了不起的，并减缓了数据增长，但从长远来看，我们绝对需要别的东西”。

例如，为了病人的生命考虑，一些医疗健康的数据肯定一直被存储。同时，联邦法规为了审计和民事诉讼目的，要求一些财务记录要被存储7年甚至更长的时间。

此外，随着大数据分析的发展，越来越多的公司从他们的销售和消费者数据中挑选有用的市场信息。然后在视频、照片和音频文件方面，每个智能手机都可以创造出数据，并且越来越多的由云服务进行存储。

微软和UW的研究人员开发了他们所描述的“一种新方法”，将数字数据中的长串数字数据转换成DNA序列的四个基本构建快——腺嘌呤，鸟嘌呤，胞嘧啶和胸腺嘧啶，表示为As、Gs、Cs和Ts。

数字数据通过将其合成为大量微小的DNA分子，将其分解成多个并行存储，可以脱水和保存实现长期存储。为了访问存储的数据，研究人员将相当于邮政编码和街道地址的DNA编码到DNA序列中。 聚合酶链反应（PCR）技术 - 通常用于分子生物学 - 帮助他们更容易地识别正在寻找的编码。

据Yezhkova说，云服务和超大规模计算供应商不断寻求新的方式来存储越来越多的数据量。云归档服务，比如亚马逊Glacier、谷歌云平台都将可能成为存储媒介的探索者，来寻找比现在技术更好、容量更大和使用寿命更长的存储媒介。

“这是一个速度的对照，而且存储大量数据可以保存50年或更长时间，并且经济性更高。”

她说：“亚马逊或谷歌也很可能正在研究DNA存储，只是不一定公开谈论这个。”

与DNA存储一样，在数据中心成为可行的技术前，还有一些问题需要解决，例如与现有应用程序和硬件的兼容性。但是，如果这些问题可以解决，“这将产生巨大的影响，”Yezhkova说。

据悉，根据IDC正在开展的一项名为数字宇宙项目，自2005年以来，电子数据量每两年翻一番。该研究估计，从2005年到2020年，世界各地生成的电子数据量将从130亿字节增加到40万亿字节，这意味着每个地球人都将贡献超过5200G的数据。

其中，多达33%的数据将包含有价值的信息。而到2020年，数字宇宙中40%的信息将被云计算提供商“接触”，这意味着一个字节将在从发起者到处置的某个云中存储或处理。

去年，微软和华盛顿大学的研究人员（UW）表示，他们通过存储200MB合成DNA链数据打破了世界记录。研究人员称，这个成果的意义在于，不仅仅可以将多少数据编码合成到DNA上，然后进行解码，这也代表着他们能够存储的空间。

即使在恶劣的条件下，DNA储存的半衰期也是500年。而今天最受欢迎的存储介质，比如磁带、硬盘驱动器、光盘和NAND闪存都具有有限的寿命，最多可存储五年到几十年。

“随着物联网和大数据分析等项目出现，数据量持续增加，存储也水涨船高。关于如何存储的问题始终在行业中被讨论，”Yeizkova说。