SNIA技术评估描绘DNA存储商业化路线图

SNIA的DNA存储联盟发布了一份52页的技术评估报告，深入分析了数据编码/解码技术、商业化就绪度指标以及未来面临的挑战。

DNA数据存储依赖于使用DNA链中四种核苷酸序列对数字信息进行编码。这四种核苷酸分别是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)，它们存在于DNA生物聚合物分子的双螺旋结构中，位于所有生物体的细胞内。合成DNA能够以比其他存储介质小数个数量级的形式存储数据，并可保存数百年。它依赖分子层面的化学反应，这些反应比半导体中的电气操作要慢，这正是其核心挑战所在。

DNA数据存储已在研究项目中得到验证，但数据写入/读取速度以及设备尺寸、复杂性和成本都远未达到成功商业化产品的要求。这份技术文档全面审视了该领域，涵盖DNA编解码器、合成、存储和检索、测序以及商业化挑战等方面。

对挑战的分析揭示了五个主要问题：数据吞吐量、总体拥有成本、介质耐久性和数据保留指标、生物安全和数据安全，以及标准化。在吞吐量方面，报告指出："传统存储中数据输入输出的要求远超当前生物技术应用场景中DNA写入和读取的能力。"

报告表示："DDS(DNA数据存储)系统最根本的挑战是提高DNA写入和读取操作的吞吐量。DNA的底层写入和读取操作是相对缓慢的化学反应(高延迟)，因此提高吞吐量的重点在于实现并行处理。"

报告建议："DDS技术提供商必须提高底层写入和读取操作的吞吐量，同时减少分子在操作间移动所需的时间，并在此过程中为特定应用场景维持有竞争力的总体拥有成本。"

报告以乐观的语调结尾："尽管DNA数据存储仍处于萌芽阶段，商业化仍面临重大挑战，但使用DNA进行数据写入、存储、检索和读取的基础已在可扩展技术平台上得到验证。此外，由生物和科学应用驱动的DNA技术持续投资将继续推动创新，增强DNA数据存储能力。"

DNA数据存储将补充而非替代现有的归档存储技术，"以可行的总体拥有成本解决泽字节规模和数据保存的'保存/丢弃'难题。"

报告称，DNA归档数据存储的应用案例将在未来三到五年内出现。

报告包含许多对于电子数字存储从业者来说陌生的术语，如同聚物、寡核苷酸、连接和聚合酶等，这是因为它涉及分子有机化学领域。该文档可免费下载，是DNA数据存储的优秀入门资料。

附注

DNA存储联盟是SNIA的一个社区组织，拥有约35名成员和六人董事会：

Esther Singer，DNA数据存储总监，Twist Bioscience

Stephane Lemaire，联合创始人兼高级创新官，Biomemory

David Landsman，行业标准总监，西部数据

David Turek，首席技术官，Catalog

Marthe Volette，技术总监，Imagene(以色列AI生物技术公司)

Julien Muzar，生命科学技术专家，Entegris(拥有8000名员工的半导体及其他高科技行业先进材料和工艺解决方案供应商)

Twist Bioscience是成员企业并拥有董事会席位，最近改变了其对DNA数据存储的立场。该公司将其DNA业务剥离为Atlas Data Storage，这是一家由HPE收购的Nimble Storage联合创始人兼CEO Varun Mehta领导的商业化初创公司。Twist保留所有权股份，Atlas在5月份完成了1.55亿美元的种子轮融资。我们预计Atlas将接管Bioscience的成员资格，可能还包括其董事会席位。

Esther Singer仍是Twist员工，担任产品和市场开发总监。我们认为，三家最重要的DNA存储技术公司是Biomemory、Catalog和Atlas Data Storage。