下一代的信息存储方式:DNA

下一代的信息存储方式:DNA

由于互联网时代的来临以及全球数据存储需求的快速增长,人类现有的半导体记忆材料正在接近其物理和经济的极限。

我们需要新的非易失性存储材料,而且考虑到环保,它需要是一种持续性的材料。

由于其信息密度、稳定性和能源效率,DNA是非易失性信息存储技术的一个引人注目的替代品。因为它的信息密度高,保留时间长,操作所需的能源少。

虽然合成和测序的成本不断下降,但核酸存储器一直受到限制,因为使用DNA测序来恢复存储的数字信息并不容易。

下一代的信息存储方式:DNA

美国美国博伊西州立大学的科学家已经研究出一种新的DNA信息存储,读取的新方法。

这种方法称为“数字核酸存储器”,在数字核酸存储器中,数据是通过选择“带有”(1)或“不带有”(0)对接位点域的单链DNA的组合来编码的。当与支架DNA进行自我组装时,主链形成DNA折叠电路板。使用DNA-PAINT超分辨率显微镜和荧光成像器探针,可以读取编码到DNA电路板中的信息。

为了提高数据保留率,研究人员采用双级奇偶码的多层纠错方案。它能够确保每个折叠DNA电路板都编码了独特的数据、索引、方向和纠错信息。

下一代的信息存储方式:DNA

当个别对接点或整个折叠电路丢失时,纠错算法可以完全恢复信息。与别的基于DNA的数据存储方法不同,新方法读取dNAM不需要测序。

利用显微镜,研究人员一次对数十万个DNA折叠电路结构进行了成像,并通过纠错算法来检索所有数据。一旦所有的比特数据通过算法被组织起来,DNA解码器实现了每平方厘米330千兆比特的数据读取速度。

虽然这种技术还没有走出实验室,但DNA存储具有令人难以置信的潜力。它所需的存储材料不仅很小,而且能够保存数据超过500百年,因为生物大分子的半衰期超过500年。

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