據軟件公司Domo統計，2018年，平均每分鐘，谷歌進行388萬次搜索，人們在YouTube上觀看了433萬段視頻，發送了159,362,760封電子郵件，在twitter上發了47.3萬次推特，在Instagram上發布了4.9萬張照片。據估計，到2020年，全球每人每秒將產生1.7兆字節的數據，假設世界人口為78億，那么一年就會產生418兆字節的數據。

如果是這樣的話，目前存儲0和1容量的磁性或光學數據存儲系統通常不能持續超過一個世紀。此外，運行數據中心需要大量的能量。簡而言之，我們即將面臨一個嚴重的數據存儲問題，隨著時間的推移，這個問題只會變得更加嚴重。

硬盤驅動器的另一種替代方案正在取得進展：基于DNA的數據存儲。dna是由長鏈的核苷酸A、T、C和g組成的生命信息存儲物質。數據可以按照這些字母的順序存儲，將DNA轉化為一種新的信息技術形式。它已經很容易地按常規順序(讀)、合成(寫)和精確復制。DNA也非常穩定，就像50多萬年前的一匹化石馬的完整基因組測序所證明的那樣。而且儲存它不需要太多的能量。

但最引人注目的是存儲容量。DNA能夠以遠遠超過電子設備的密度準確地存儲大量數據。例如，根據哈佛大學喬治·丘奇及其同事2016年在《自然材料》雜志上發表的計算，簡單的大腸桿菌的存儲密度約為每立方厘米10^19位。在這樣的密度下，世界上目前一年的存儲需求可以通過一個邊長約一米的DNA立方體很好地滿足。

DNA數據存儲的前景不僅僅是理論上的。例如，在2017年，哈佛大學丘奇的團隊采用CRISPR DNA編輯技術，將人類手的圖像記錄到大腸桿菌的基因組中，其讀取準確率超過90%。華盛頓大學和微軟研究院的研究人員開發了一套完全自動化的系統，用于書寫、存儲和讀取DNA編碼的數據。包括微軟和Twist Bioscience在內的許多公司都在致力于推進DNA存儲技術。

與此同時，DNA已經被研究人員用來以一種不同的方式管理數據，這些研究人員正在努力弄清海量數據的意義。新一代測序技術的最新進展使得數十億個DNA序列能夠被輕松地同時讀取。有了這種能力，研究人員可以使用條形碼——利用DNA序列作為分子識別“標簽”——來跟蹤實驗結果。DNA條形碼正被用于大大加快化學工程、材料科學和納米技術等領域的研究步伐。例如，在喬治亞理工學院，詹姆斯·達爾曼的實驗室正在迅速確定更安全的基因療法；其他人正在研究如何對抗耐藥性和預防癌癥轉移。

讓DNA數據存儲變得普遍面臨的挑戰之一是讀寫DNA的成本和速度，如果要與電子存儲競爭，讀寫DNA的成本和速度需要進一步降低。即使DNA沒有成為一種無處不在的存儲材料，它也幾乎肯定會被用于以全新的規模生成信息，并長期保存某些類型的數據。