下一代數(shù)據(jù)備份方式是DNA嗎

路沙

隨著我們的工作和個人生活變得更加數(shù)字化，可以看到我們產生、存儲和訪問的數(shù)據(jù)量增長驚人。多項研究表明，谷歌每天處理35億次搜索， 430萬個視頻在YouTube上被觀看，而每天有超過3.5億張照片被上傳到Facebook。估計到2025年，全球每天將產生463EB的數(shù)據(jù)。而世界上仍有約40%的人口待聯(lián)網(wǎng)，因此我們需要存儲和管理的數(shù)據(jù)量將進一步飆升。

如今數(shù)據(jù)是貫穿企業(yè)一切工作的共同點。無論是推動我們習以為常的日?；顒?，還是提供新的見解以重塑我們對人類重大問題的思考，數(shù)據(jù)都能增強并賦予人類智慧。

考慮到這些，我們可能需要從根本上重新考慮現(xiàn)有的數(shù)據(jù)存儲技術。我們所產生的驚人的數(shù)據(jù)量已經帶來了挑戰(zhàn)，加上數(shù)據(jù)中心技術需要大量的電力和冷卻，以及持續(xù)的維護和監(jiān)控。隨之而來的數(shù)據(jù)量的增加和訪問速度的進一步提升，將會讓我們現(xiàn)有的能力遭遇巨大的瓶頸。更重要的是，服務器、硬盤和閃存等硬件可能會退化。其實我們可以從自然界學到很多關于數(shù)據(jù)存儲的知識，雖然乍看之下這似乎不太可能。這里的媒介是DNA，當涉及保存和歸檔重要信息時，它的記錄無與倫比。

大自然的存儲媒介

對于目前存儲設備的一種替代方案可以是基于DNA的數(shù)據(jù)存儲。鑒于DNA在創(chuàng)造生命方面的主要作用，它有“超小體積”和“易于復制”這兩大優(yōu)勢。據(jù)《新科學家》報道，一克DNA可存儲多達455EB的數(shù)據(jù)。這比目前世界上所有數(shù)字化的數(shù)據(jù)都要多出一大截。雖然DNA本身非常脆弱，但當儲存在適當?shù)臈l件下時，它可以非常穩(wěn)定。數(shù)千年前的化石遺跡被發(fā)現(xiàn)時，DNA仍然完好無損。磁帶和CD的壽命是無法與之相比的，因此從歸檔和備份的角度來看，DNA可能是最完美的介質。

這項技術的進展極為喜人，微軟和華盛頓大學的研究人員去年開發(fā)了世界上第一個全自動DNA存儲設備。利用該設備，研究人員將“hello”一詞編碼到DNA上，并能夠將其轉換為計算機可讀的數(shù)據(jù)。

從DNA到玻璃

在尋找未來數(shù)據(jù)存儲介質的賽程中，玻璃是賽道上的另一員。例如，微軟的Project Silica就是一個使用石英玻璃作為存儲介質的概念驗證。激光永久地改變了玻璃的結構，使存儲數(shù)據(jù)成為可能，然后可以被機器學習算法讀取。

由于只占一小部分空間，而且不需要氣候控制存儲或其他典型存儲介質的定期維護，因此在歸檔和備份方面具有巨大的前景。

但是，盡管技術可能會穩(wěn)步改善，解碼信息的時間和成本需要降低，DNA數(shù)據(jù)存儲才能用于商業(yè)用途。舉例來說，雖然自2012年以來，科學家們一直在嘗試將數(shù)字化數(shù)據(jù)存儲在DNA中，但要將5個字節(jié)的“hello”信息寫入并讀出需要21個小時。然而，進展穩(wěn)定：2001年，對一個人類基因組進行測序的成本是1億美元，如今只需兩天時間和1000美元。

備份業(yè)務可以通過DNA實現(xiàn)轉型。檔案庫和數(shù)據(jù)中心，以及他們龐大的物理足跡可以被消除?？傆幸惶?，世界上所有的知識都可能儲存在你需要顯微鏡才能觀察到的東西上。

隨著我們產生更多的數(shù)據(jù)并達到現(xiàn)有存儲技術的極限，強有力的替代方案的價值只會變得更強大。當前復雜的備份工作可以簡化到單次記錄，即只需創(chuàng)建一次，其存在的時間遠遠超過任何活的記憶。下一代的存儲技術在某種程度上來說已經出現(xiàn)，我們只需要學習如何利用它。