🔬

Molecular Memory Architect Simulator

Interactive atomic-scale memory technology simulator featuring phase-change materials, skyrmion racetracks, and DNA storage systems

🔬 Thử ngay

Đây là gì?

🎯 Mẹo sử dụng

📚 Thuật ngữ

DNA Data Storage
Quá trình mã hóa thông tin số (dữ liệu nhị phân) thành chuỗi bốn base nucleotide DNA (A, T, G, C) để lưu trữ dữ liệu cực kỳ dày đặc, lâu dài.
DNA Fountain
Một phương pháp mã hóa được phát triển bởi Yaniv Erlich và Dina Zielinski (2017) đạt đến khả năng thông tin tối đa theo lý thuyết của DNA ở mức 1,98 bit trên mỗi nucleotide.
Oligonucleotide
Một chuỗi DNA tổng hợp ngắn thường dài 100-200 nucleotide, được sử dụng làm đơn vị lưu trữ dữ liệu cơ bản trong hệ thống bộ nhớ DNA.
DNA Synthesis
Quá trình hóa học hoặc enzym để xây dựng các chuỗi DNA từ các nucleotide riêng lẻ; hoạt động 'ghi' trong việc lưu trữ dữ liệu DNA.
DNA Sequencing
Quá trình đọc thứ tự các nucleotide trong chuỗi DNA; hoạt động 'đọc' trong lưu trữ dữ liệu DNA, sử dụng các công nghệ như Illumina hoặc giải trình tự nanopore.
Error-Correcting Code
Các thuật toán toán học (như Reed-Solomon hoặc mã đài phun nước) được thêm vào dữ liệu được lưu trữ trong DNA để phát hiện và sửa các lỗi xuất hiện trong quá trình tổng hợp, lưu trữ hoặc giải trình tự.
Silica Encapsulation
Một phương pháp bảo quản được phát triển bởi Robert Grass tại ETH Zurich, trong đó DNA được phong ấn bên trong các hạt silica nanomet, giúp dữ liệu có thể tồn tại trong hàng nghìn năm.
DNA-of-Things (DoT)
Kiến trúc lưu trữ của Erlich và Grass (2019) nhúng dữ liệu DNA vào các vật thể vật lý -- giống như một con thỏ in 3D chứa bản thiết kế kỹ thuật số của riêng nó.
Random Access
Khả năng truy xuất dữ liệu cụ thể từ hệ thống lưu trữ DNA mà không cần đọc tất cả dữ liệu được lưu trữ, đạt được bằng cách sử dụng đoạn mồi PCR làm 'địa chỉ tệp'.
Homopolymer Run
Một chuỗi các bazơ DNA liên tiếp giống hệt nhau (ví dụ: AAAA) làm tăng các lỗi tổng hợp và giải trình tự, đòi hỏi các hạn chế về mã hóa.
GC Content
Tỷ lệ bazơ guanine (G) và cytosine (C) trong trình tự DNA; lưu trữ tối ưu đòi hỏi hàm lượng GC cân bằng (khoảng 50%) để ổn định.
Information Density
Lượng dữ liệu có thể được lưu trữ trên một đơn vị không gian vật lý; DNA đạt được khoảng 10^17 byte trên mỗi milimét khối, dày hơn hàng triệu lần so với bộ nhớ flash.
Enzymatic Synthesis
Một phương pháp tổng hợp DNA mới hơn sử dụng enzyme thay vì hóa chất, có khả năng nhanh hơn và rẻ hơn cho các ứng dụng lưu trữ dữ liệu.

🏆 Nhân vật chính

George M. Church (2012)

Nhà di truyền học Harvard, người đã chứng minh khả năng lưu trữ dữ liệu DNA dung lượng cao đầu tiên bằng cách mã hóa một cuốn sách 650 KB thành DNA tổng hợp, chứng minh khái niệm này trên quy mô lớn

Yaniv Erlich (2017-2019)

Đã phát triển Đài phun DNA, đạt được mật độ lưu trữ gần như tối đa theo lý thuyết là 1,98 bit/nucleotide và DNA-of-Things (DoT) được đồng phát minh để nhúng dữ liệu vào các vật thể vật lý

Dina Zielinski (2017)

Đồng phát triển phương pháp mã hóa DNA Fountain tại Trung tâm bộ gen New York, lưu trữ hệ điều hành, phim và các tệp khác một cách hoàn hảo trong DNA

Robert N. Grass (2015-2019)

Đã phát triển phương pháp đóng gói silica tại ETH Zurich để bảo quản dữ liệu DNA trong nhiều thiên niên kỷ và đồng phát minh ra DNA-of-Things với Erlich

Nick Goldman (2013)

Dẫn đầu nhóm EMBL-EBI mã hóa 739 KB dữ liệu trong DNA bằng cách sử dụng sơ đồ mã hóa bậc ba có dự phòng, được xuất bản trên tạp chí Nature (2013)

Richard Feynman (1959)

Lần đầu tiên đề xuất ý tưởng sử dụng các phân tử để lưu trữ dữ liệu trong bài giảng nổi tiếng năm 1959 'Có rất nhiều chỗ ở phía dưới'

Luis Ceze & Karin Strauss (2018)

Dẫn dắt sự hợp tác của Microsoft/Đại học Washington về lưu trữ DNA truy cập ngẫu nhiên và hệ thống lưu trữ dữ liệu DNA từ đầu đến cuối tự động

🎓 Tài nguyên học tập

💬 Lời nhắn cho người học

Mọi tế bào sống trên Trái đất đều đã sử dụng bộ nhớ phân tử - DNA lưu trữ các hướng dẫn đầy đủ để xây dựng và vận hành cơ thể con người trong một không gian nhỏ hơn đầu một chiếc đinh ghim. Điều đáng chú ý về nghiên cứu trí nhớ phân tử là các nhà khoa học hiện đang tái sử dụng phương tiện lưu trữ của tự nhiên cho thế giới kỹ thuật số của chúng ta. Một gram DNA có thể thay thế toàn bộ trung tâm dữ liệu Mặc dù chúng tôi vẫn đang nỗ lực làm cho nó đủ nhanh và rẻ để sử dụng hàng ngày, nhưng bước đột phá cơ bản đã được thực hiện: chúng tôi biết cách ghi, lưu trữ và đọc lại dữ liệu kỹ thuật số một cách hoàn hảo bằng cách sử dụng cùng một phân tử đã bảo tồn câu chuyện về sự sống trong 3,8 tỷ năm một cách đáng tin cậy.

Bắt đầu

Miễn phí, không cần đăng ký

Bắt đầu →