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广州网络工程宣存储技术即将大改革

2017-5-24 9:29:00      点击:
广州网络工程 www.pc626.com报道:量子计算并不是人类现想要在计算领域实现的唯一重大飞跃,另外还有一项疯狂、惊人的科研目标--将数据储存到DNA里。获悉,微软计划在未来10年内建立一套基于DNA运转的操作储存系统。
这个DNA储存机的大小将跟上世纪70年代的施乐复印机差不多大。跟其他许多新技术一样的是,这项技术最大的问题也是使用成本非常高昂。在将DNA储存技术成本降低1万倍之前,这项技术的使用都是没有利润可言的。另外,它目前的上传速度也非常非常得慢,只能达到每秒400字节。
如果DNA创造技术能够得到改变,那么这项技术势必将能带来巨大变化。现在,确实已经有初创公司在研发新的DNA创造技术。来自洛斯阿尔托斯的Technicolor Research科学主管Jean Bolot表示,他很有信心在今年拿出结果。据悉,Bolot所在公司资助了哈佛大学关于这项技术的研究。
北京时间7月8日午间消息,微软本周宣布,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。此前已有研究人员证明,数据可以被保存在DNA之中。不过微软表示,此前并没有任何研究者能一次性向DNA写入如此多数据。
微软该项目首席研究员卡林·施特劳斯(Karin Strauss)表示,DNA是一种优良的存储介质。相对于传统存储技术,DNA存储能带来更高的存储密度。华盛顿大学也参与了这一研究项目。目前,这项技术成本昂贵,操作复杂。不过,微软希望借力生物科技行业的研究成果。由于生物技术的进步,近期DNA读写工具的成本正在下降。DNA被认为是磁带的替代选择,后者是目前用于长期存储的标准介质。
DNA也有着很好的耐久性,尤其是在干燥寒冷的情况下。今年3月,有研究人员宣布,已部分重建了古人类基因。这些古人类的骨骼保存在西班牙一处洞穴里已有超过40万年历史。作为对比,磁带保存数据只有几十年时间,随后就会老化。
将数据保存在DNA之中需要将0和1数据转换为4种核苷酸,即碱基组成的序列。2012年,哈佛大学分子生物学家乔治·切奇(George Church)向DNA中写入了一本5万个单词、数据量不到1MB的书,随后将其印刷在比花粉粒还小的玻璃芯片上。今年,切奇又报告称,已实现了22MB数据的DNA编码。
微软此次则宣布,已成功向数百万DNA写入了10倍于此前的数据量。每个DNA包括150个碱基。
加州大学伯克利分校博士后研究员雷因哈德·赫科尔(Reinhard Heckel)也在研究利用DNA去存储数据。他表示,微软的成功令人关注。不过,阻碍DNA存储技术大规模使用的障碍主要是成本,因为制作订制的DNA分子成本高昂。“如果希望人们接受这一技术,那么你需要这项技术的成本低于磁带。这很难。”
微软并未披露此次DNA数据存储项目耗费的成本,这其中用到了约15亿个碱基。负责合成这些DNA的Twist Bioscience通常每碱基价格为10美分。商用合成技术的成本最低可以达到每碱基0.04美分。读取100万碱基的成本约为1美分。
施特劳斯相信,读写DNA的成本未来几年将会大幅下降。她表示,已有证据表明,这一成本的下降比过去50年中晶体管制造成本降低的降速更快,而晶体管成本的下降是计算技术创新的动力。
据雅虎金融报道,微软今日宣布,他们从一家旧金山生物科技公司购买了1000万个DNA长寡核苷酸分子。此消息证明,微软正在探索使用DNA分子来存储数 据的方法。这种存储技术可以超过当前任何一种存储技术,比硬盘、蓝光光盘都要好得多,因为DNA上面的信息能够保存一千到一万年。
微软研究院估计,一个立方毫米的DNA能够存储一个exabyte(十亿字节)的数据。如果这一想法能够被实现,那么就意味着我们的智能手机能够存储更多的照片、视频、文本和音频。
微软研究院的科研人员表示,由于当前的数字数据需求正在成倍的扩张,因此我们需要寻求更加长期且安全的数据存储方式。目前,这项技术才刚刚起步,所以消费者并不会在短时间内看到DNA智能手机。但微软表示,这项技术能够实现的可能性是很大的。而且在去年秋天,微软就已经开始相关研究。
一旦存储技术能够与生物科技相结合,那么存储成本也将随之降低。这意味着一个新的存储时代的到来,人们长期以来的光盘或硬盘的存储方法将淡出科技的舞台。为了达成这一目标,Twist表示,他们已经募集了1.31亿美元的投资,其中包括比尔盖茨的Bill and Melinda基金会。
近年来,出于对提升系统运行速度的渴求,传统机械硬盘(HDD)的市场正被更高速的固态硬盘驱动器(SSD)所蚕食。尽管很多用户仍在采用 SSD 系统盘 + HDD 仓库盘的组合,但后者被淘汰也只是时间问题。然而卡内基梅隆大学的研究人员们,却在 SSD 的设计上找到了一处安全漏洞,使得它极易遭受某种特定类型的攻击,导致其过早失效与数据损毁。技术细节有些拗口,但本文会尝试说得简单些。
首先,该问题似乎仅影响采用 MLC(多层单元)存储颗粒的 SSD,采用 SLC(单层单元)存储颗粒的 SSD 则不再此列。前者在性价比上更具优势,因此市面上的普及率也很高。
此外,尽管这项研究并未涉及采用“三层单元”(TLC)存储颗粒的 SSD,但 ExtremeTech 指出 —— 由于采用了与 MLC SSD 相同类型的编程周期,TLC SSD 也面临着相同的漏洞威胁。
问题源自于 MLC 是如何被编程的。 与 SLC SSD 不同,MLC 驱动器会将数据从一块缓存(而不是主控)中写入闪存单元。通过拦截这一进程,攻击者就可以破坏需要被写入的数据。