万物皆数据。在数据爆炸的年代，以光、磁和闪存为核心的存储技术已经逼近极限，难以承载海量的数据。生物学家率先想到的DNA存储技术，为这个难题找到了一个『极富创意』的解决方案。
鉴于这部分内容的专业性较强，筹码君先用一张图给生物小白们扫一下盲：
DNA，又称脱氧核糖核酸，是一种可组成遗传指令的生物大分子，引导生物发育与生命机能运作，其主要功能是信息储存。
有遗传效应的DNA片段称作基因，是控制生物形状的基本遗传单位。
脱氧核苷酸，是脱氧核糖核酸（DNA）的基本组成单位，一个脱氧核糖核苷酸分子由三个分子组成：一分子含氮碱基、一分子脱氧核糖、一分子磷酸。
脱氧核苷酸由四种碱基——腺嘌呤 （adenine，缩写为A），胸腺嘧啶（thymine，缩写为T），胞嘧啶（cytosine，缩写为C）和鸟嘌呤（guanine，缩写为G）——排列而成，它们不同的排列顺序决定了生物的多样性。四种碱基组成了生命体所有的遗传信息。
1『生物硬盘』应对爆炸的数据
DNA——普通人眼里只跟『人类遗传』有关系的生物元素，竟然可以用作电子数据的存储介质，这个想法最先来自于欧洲生物信息研究所（European Bioinformatics Institute, 以下简称EBI）的科学家Nick Goldman。
Nick Goldman
2011年2月16日，Nick大叔和他的一些圈内朋友在聚会时，纷纷吐槽存储海量基因组序列等数据时遇到的难题：传统存储技术花费贵、局限多，大家开始天马行空地想，有没有更『科幻』的方法可以替代呢？职业病的他们开玩笑说：『什么能阻止咱们用DNA存储信息？』原本玩笑的一句话，却犹如『灵光一现』，大家突然意识到这可能是个重大突破。
想法虽好，如何实现才是关键问题。
科学家们都明白，DNA存储与传统的储存介质相比有着明显的缺点：
速度慢：在读取和写入数据速度方面，DNA存储慢的可怜，硅存储可是以微秒计算的，而将数据写入至DNA，就是将硬盘信息中的二进制数翻译成根据不同的碱基特性开发的『定制代码』，然后借助标准的DNA合成机器制造出相应的碱基序列，这个过程通常需要几个小时的时间，比硅存储的速度慢了1000万倍。读取数据的时候，还需要使用测序机恢复数据，通常要花费更长的时间。
准确率低：DNA的合成和测序过程中，每100个核苷酸就可能出现一个错误，这会让大规模的数据存储毫无可信性。
缺点很明显，但是与传统存储介质相比，DNA存储也存在着无可比拟的优点：
容量巨大：DNA存储密度超越了硅6个数量级，能量消耗低10个数量级，我们仅仅需要极其微弱的能量，可以将海量的数据纳入到一个肉眼看不见的小细胞的DNA中。这听起来极为科幻。
保存时间长：人工合成DNA非常『长寿』，恶劣环境下半衰期最少有500年。与之相比，现有的存储技术就显得较弱了，例如磁带的保存时间是10至30年，硬盘的保存时间是3至5年。此外，DNA也不需要经常维护。在读取时，DNA存储技术亦不会涉及兼容问题。
目前，对于访问量很低的长期档案，大多还依靠传统的磁带方式存储，便宜，但是读取速度慢，IBM和SONY在2014年曾经发布了一款最新的磁带，每英寸可以存储148GB，一盒磁带大概相当于3700张蓝光DVD。容量虽大，但读取的方式却很缓慢，管理成本也异常巨大。曾有测算，如果一个数据中心拥有1 EB（10亿GB）的数据，全部存储在磁带上，建立和维护这样一个中心需要大量的10亿美元级别的投入和大量的电力资源。
storageTek的超大型磁带库
『分子数据存储具有把这些成本降低三个数量级的潜力』，IAPRA的计算机科学家David Markowitz表示，『如果信息能够像大肠杆菌基因一样紧密排列，那么存储全世界的数据只需要大约1千克的DNA。』
目前闪存芯片（SSD硬盘）的价格依然非常昂贵，产量爬升非常困难，而且，如果到2040年，所有的信息都使用闪存芯片，则可能出现严重的供求缺口，需求比预期供应商大10至100倍——数据的增长速度快于存储容量的增长。磁带、硅片存储已经不能适应数据的爆炸式增长，『生物硬盘』的研发是一个解决方案。
Nature网站预估的各种存储介质的数据对比
2生物硬盘的进展与困难
Nick与同事Birney带着这样的想法做了两年实验，终于在2013年成功运用DNA对五份档案进行了编码，其中包括马丁·路德·金『我有一个梦想』演讲的MP3文件，一张欧洲分子生物学实验室的JPG格式照片，一篇开创性论文『核酸的分子结构』的PDF文档，一首莎士比亚十四行诗的TXT文件和一份编码的描述文件，存储容量达到739KB。虽然这个过程中，他们丢失了两个由25个碱基组成的DNA序列，但结果还是让Nick增强了信心：DNA可以是一个便宜又长期的数据存储库，只需要很少的电量就能发挥储存功能。
与此同时，各国研究机构开始备战生物硬盘。
来自美国哈佛大学威斯研究所的生物工程师和遗传学家George Church和Sriram Kosuri领导的团队也独立完成了DNA编码实验，合成了一个可存储96bit数据的DNA链。
欧洲生物信息研究所的团队凭借739KB的容量创造了当时DNA的最大存档纪录。
华盛顿大学的Luis Ceze和微软研究院的计算机科学家Karin Strauss随后在美国开始了研究，将欧洲生物信息研究所的数据编码密度提高了一倍，而且更可靠。
英国政府、IARPA（高级情报研究计划署，专注情报领域开发高风险的前沿科技的政府项目组）和全球最领先的半导体研究组织SRC（半导体研究公司）资助Nick与Birney继续推进生物硬盘技术。
随着研究的深入，科学家们发现需要考虑的问题也随之增多：
成本高：据Nick Goldman透露，在DNA中进行编码时，每MB的数据成本为1.24万美元，而读取成本则在220美元左右。
稳定性差：DNA容易受到外界因素或自身变化的影响，致使数据不稳定。细胞会死亡，会分裂、变异、复制和死亡，这回造成数据的变化和丢失。DNA作为遗传信息的载体，并不是以孤立的个体形式存在的，需要组蛋白的支撑，而基因的表达也少不了其他蛋白的参与。因此，DNA会很容易受到外界因素的影响，导致其受到各种物理、化学等形式的『损伤』。这意味着，DNA存储技术需要合适的生物环境的支持才能够正常运转。
3充满前景的未来
任何新的科技在最初实验阶段总是会遇到各种各样的问题，但总归无法阻挡的是『生物硬盘』的发展趋势。众多科技大公司也开始投资并加入研发，用科技的力量推动『DNA硬盘』的研发。
2016年4 月，微软和华盛顿大学的研究团队成功地将4个图片文件的数据编码为人工合成DNA片段的核苷酸序列。更重要的是，他们能实现逆过程——从更大的DNA池中取回正确的核苷酸序列，重建图像，而且没有丢失1个字节的信息。随后不久，微软研究院宣布从加州旧金山的DNA合成初创企业Twist Bioscience 预订了100万条DNA序列。
2016年7月，微软宣布，已经利用DNA存储技术完成了约200MB数据的保存，其中包括《战争与和平》，以及99部经典文学作品。DNA存储技术正在以神速进步着。
DNA存储到底会带来怎样的变化？两个来自生物科学家的预估数据：
700TB的数据可以储存进1克DNA。
一个鞋盒那么大的DNA就足以保存100个大型数据中心的数据。
DNA存储技术为可预见的爆炸性数据增长提出了可行的解决方案。一旦克服了成本、安全性等问题，商业化投入使用，生物科技领域乃至整个社会都会出现巨变：
只要资金允许和计算能力允许，每一个企业都可以存储全人类的数据。对于数据的处理和挖掘能力，将决定企业成败。
云存储迎来崭新的机会和挑战，传统存储格局面临全行业改写。
解决了存储，也就部分解决了生物计算。生物科技逐步取代IT行业，引导社会进入下一个里程碑。
美股投资，看筹码，用SOGOTRADE：
「公司帝国」系列：
第一篇：永不复苏的私人部门
第二篇：400年前最震撼的创业
第三篇：来，炸66颗卫星给你看！
第四篇：投资苹果的七大经典大错误！
第五篇：公司帝国之太空战记
第六篇：第二代公司帝国操盘路径
「人工智能」系列：
第一篇：干掉人类的关键一步
第二篇：巴菲特的智能无人机推动立法了
第三篇：李彦宏背后的男人
第四篇：AI时代就业指南
第五篇：从教育到福利，AI正在对人类『釜底抽薪』
第六篇：AI时代，GPU是天网的神经元
「战争机器」系列：
第一篇：二战最后的政治遗产纠纷，即将见分晓
第二篇：地缘摩擦升级，跟美帝一起发战争财！
第三篇：拥有20枚核弹的朝鲜，并非亚洲唯一威胁
「美帝政治局」系列：
第一篇：美帝『政治局』人事变动，投资美股得懂政治了
第二篇：大选年，美国好企业都在找干爹
第三篇：在希拉里眼中，美帝群众都是肉鸡
第四篇：川普总统的建国大业
第五篇：以邻为壑，全球化终结？
第六篇：八一八老年王思聪的生意经
「石油的诅咒」系列
第一篇：石油星战三部曲
第二篇：石油的诅咒：即将废掉的巨龙
第三篇：俄罗斯必须死
「人物」系列
第一篇：能源大佬盖茨
「二战三宝」系列
第一篇：性感女神缔造的兄弟俩和万亿时代
第二篇：产业史：百事可乐CEO引发的移动革命
「货币」系列
第一篇：输给欲望与野心的地产泡沫
▪
