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清華大學(xué)突破 DNA 存儲(chǔ)瓶頸:理論檢索 196.72 MB/s,1.5 m³ 存儲(chǔ) 2.67 億 TB 數(shù)據(jù)

2025/3/1 15:56:31 來(lái)源:IT之家 作者:故淵 責(zé)編:故淵

IT之家 3 月 1 日消息,清華大學(xué)于 2 月 27 日發(fā)布博文,宣布其機(jī)械系熊卓課題組研發(fā)出“細(xì)菌彩珠硬盤”,理論檢索速度可達(dá) 196.72MB/s,一個(gè)普通家庭冰箱的體積(1.5m3)存儲(chǔ)約 260700 PB 的信息。

這項(xiàng)新技術(shù)利用工程化活體存儲(chǔ)微球(Engineered Living Memory Microspheroids,簡(jiǎn)稱 ELMM),突破 DNA 存儲(chǔ)瓶頸,兼具高密度、長(zhǎng)壽命、低能耗和高安全性等優(yōu)勢(shì),為未來(lái)大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)提供了新的解決方案。

IT之家注:研究人員將編碼后的 DNA 信息插入帶有熒光標(biāo)記的質(zhì)粒,再將質(zhì)粒轉(zhuǎn)化至細(xì)菌內(nèi)部。然后,利用微流控技術(shù)將這些細(xì)菌封裝在水凝膠微球中,形成“細(xì)菌彩珠硬盤”(ELMM)。

圖 1.基于“細(xì)菌彩珠硬盤”的 DNA 存儲(chǔ)系統(tǒng)

微球上的彩色熒光標(biāo)記便于數(shù)據(jù)的快速檢索和分類,如同硬盤上的磁道,不同顏色的熒光代表不同的數(shù)據(jù)類別,方便快速定位所需信息。

圖 2.傳統(tǒng) DNA 存儲(chǔ)系統(tǒng)(a)和“細(xì)菌彩珠硬盤”DNA 存儲(chǔ)系統(tǒng)(b)的工作流程

ELMM 在室溫下具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性,即使經(jīng)過(guò)多次凍干和復(fù)水循環(huán),依然保持功能。借助熒光輔助分選(FAS)技術(shù),即使數(shù)據(jù)拷貝量極少,也能實(shí)現(xiàn)快速檢索,理論檢索速度可達(dá) 196.72MB/s。

這項(xiàng)研究突破了傳統(tǒng) DNA 存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)檢索效率、存儲(chǔ)成本和數(shù)據(jù)穩(wěn)定性方面的瓶頸。理論上,一個(gè)普通家用冰箱大小的空間(1.5m3)利用該技術(shù)可以存儲(chǔ)約 260700 PB(相當(dāng)于 266956800 TB,273363763200 GB)的海量數(shù)據(jù)。

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關(guān)鍵詞:清華DNA,科學(xué)

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