EAGER: Exploring Extreme-Scale DNA-based Storage Systems

EAGER:探索基于 DNA 的超大规模存储系统

基本信息

  • 批准号:
    1650148
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 29.96万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2016
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2016-09-01 至 2020-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Civilization increasingly relies on computer technology and access to large databases of searchable information for all facets of life, with the world's digital data projected to exceed 16 zettabytes in 2017. However, long-term, reliable storage of this vast amount of digital data greatly exceeds the capacity of any computer system even when accounting for expected advances in the storage industry. Extraordinary breakthroughs in storage technology are needed.DNA offers a potentially transformative solution due to its high raw capacity of 1 zettabyte per cubic centimeter. To put that in perspective, the best technology available today would require 100,000 cubic meters of volume to store the equivalent amount of information. If successful as a storage medium, DNA could hold the world?s entire digital data in a relatively small volume.This project's key objectives are to quantify the limitations imposed by the properties of DNA on extreme storage systems, and to engineer solutions to surpass them. To enable reliable exabyte capacities, this proposal specifically focuses on new and transformative approaches to encode data in DNA that require both developing and harnessing a deeper understanding of the chemo-physical characteristics of DNA. Interestingly, extreme DNA storage systems cannot yet be synthesized using existing technologies, yet their properties must be studied to motivate and inform their development. To achieve this, a computationally and experimentally simulated extreme capacity model system will be developed that can be used to study pertinent properties.The project is lead by an expert in computer systems, and an expert in molecular biology and DNA manipulation and processing. The team will apply a highly coordinated combination of computer systems theory and design, simulation, and molecular biology experiments to address critical barriers to high-capacity DNA storage. This project will support the training of two Ph.D. students in the area of DNA-based Storage Systems.
文明越来越依赖于计算机技术和对生活各个方面可搜索信息的大型数据库的访问,预计2017年世界数字数据将超过16泽字节。然而,即使考虑到存储行业的预期进步,长期可靠地存储大量数字数据也大大超过了任何计算机系统的容量。存储技术需要取得重大突破。DNA提供了一个潜在的变革性解决方案,因为它具有每立方厘米1泽字节的高原始容量。从这个角度来看,当今最好的技术需要10万立方米的体积来存储等量的信息。如果DNA作为一种存储介质成功,它可以容纳世界吗?该项目的主要目标是量化DNA属性对极端存储系统的限制,并设计出超越这些限制的解决方案。为了实现可靠的艾字节容量,该提案特别关注在DNA中编码数据的新的和变革性的方法,这些方法需要开发和利用对DNA的化学物理特性的更深入理解。有趣的是,使用现有技术还不能合成极端的DNA存储系统,但必须研究它们的特性以激励和告知它们的发展。为了实现这一目标,将开发一个计算和实验模拟的极限容量模型系统,可用于研究相关属性。该项目由计算机系统专家以及分子生物学和DNA操纵和处理专家领导。该团队将应用计算机系统理论和设计,模拟和分子生物学实验的高度协调组合,以解决高容量DNA存储的关键障碍。该项目将支持培养两名博士。学生在基于DNA的存储系统领域。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Dynamic and scalable DNA-based information storage
  • DOI:
    10.1038/s41467-020-16797-2
  • 发表时间:
    2020-06-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Lin, Kevin N.;Volkel, Kevin;Keung, Albert J.
  • 通讯作者:
    Keung, Albert J.
Driving the Scalability of DNA-Based Information Storage Systems
  • DOI:
    10.1021/acssynbio.9b00100
  • 发表时间:
    2019-06-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Tomek, Kyle J.;Volkel, Kevin;Keung, Albert J.
  • 通讯作者:
    Keung, Albert J.
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  • 作者:
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CAVA: Using checkpoint-assisted value prediction to hide L2 misses
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    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    L. Ceze;K. Strauss;James Tuck;J. Torrellas;Jose Renau
  • 通讯作者:
    Jose Renau
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
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  • 通讯作者:
    James Tuck
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  • 资助金额:
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    2021
  • 资助金额:
    $ 29.96万
  • 项目类别:
    Standard Grant
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知道了