下一代数据备份方式是DNA吗

路沙

随着我们的工作和个人生活变得更加数字化，可以看到我们产生、存储和访问的数据量增长惊人。多项研究表明，谷歌每天处理35亿次搜索， 430万个视频在YouTube上被观看，而每天有超过3.5亿张照片被上传到Facebook。估计到2025年，全球每天将产生463EB的数据。而世界上仍有约40%的人口待联网，因此我们需要存储和管理的数据量将进一步飙升。

如今数据是贯穿企业一切工作的共同点。无论是推动我们习以为常的日常活动，还是提供新的见解以重塑我们对人类重大问题的思考，数据都能增强并赋予人类智慧。

考虑到这些，我们可能需要从根本上重新考虑现有的数据存储技术。我们所产生的惊人的数据量已经带来了挑战，加上数据中心技术需要大量的电力和冷却，以及持续的维护和监控。随之而来的数据量的增加和访问速度的进一步提升，将会让我们现有的能力遭遇巨大的瓶颈。更重要的是，服务器、硬盘和闪存等硬件可能会退化。其实我们可以从自然界学到很多关于数据存储的知识，虽然乍看之下这似乎不太可能。这里的媒介是DNA，当涉及保存和归档重要信息时，它的记录无与伦比。

大自然的存储媒介

对于目前存储设备的一种替代方案可以是基于DNA的数据存储。鉴于DNA在创造生命方面的主要作用，它有“超小体积”和“易于复制”这两大优势。据《新科学家》报道，一克DNA可存储多达455EB的数据。这比目前世界上所有数字化的数据都要多出一大截。虽然DNA本身非常脆弱，但当储存在适当的条件下时，它可以非常稳定。数千年前的化石遗迹被发现时，DNA仍然完好无损。磁带和CD的寿命是无法与之相比的，因此从归档和备份的角度来看，DNA可能是最完美的介质。

这项技术的进展极为喜人，微软和华盛顿大学的研究人员去年开发了世界上第一个全自动DNA存储设备。利用该设备，研究人员将“hello”一词编码到DNA上，并能够将其转换为计算机可读的数据。

从DNA到玻璃

在寻找未来数据存储介质的赛程中，玻璃是赛道上的另一员。例如，微软的Project Silica就是一个使用石英玻璃作为存储介质的概念验证。激光永久地改变了玻璃的结构，使存储数据成为可能，然后可以被机器学习算法读取。

由于只占一小部分空间，而且不需要气候控制存储或其他典型存储介质的定期维护，因此在归档和备份方面具有巨大的前景。

但是，尽管技术可能会穩步改善，解码信息的时间和成本需要降低，DNA数据存储才能用于商业用途。举例来说，虽然自2012年以来，科学家们一直在尝试将数字化数据存储在DNA中，但要将5个字节的“hello”信息写入并读出需要21个小时。然而，进展稳定：2001年，对一个人类基因组进行测序的成本是1亿美元，如今只需两天时间和1000美元。

备份业务可以通过DNA实现转型。档案库和数据中心，以及他们庞大的物理足迹可以被消除。总有一天，世界上所有的知识都可能储存在你需要显微镜才能观察到的东西上。

随着我们产生更多的数据并达到现有存储技术的极限，强有力的替代方案的价值只会变得更强大。当前复杂的备份工作可以简化到单次记录，即只需创建一次，其存在的时间远远超过任何活的记忆。下一代的存储技术在某种程度上来说已经出现，我们只需要学习如何利用它。