VL-DNA：通过可变载荷/链长度提升DNA存储容量

《ACM Journal on Emerging Technologies in Computing Systems》：VL-DNA: Enhance DNA Storage Capacity with Variable Payload/Strand Lengths

　　

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脱氧核糖核酸（DNA）存储有望成为最终的数据存储解决方案，具备超高的存储密度和长耐久性。DNA 存储系统通过合成的 DNA 序列来编码并存储数字数据，并通过 DNA 测序将 DNA 序列解码为数字数据。基于引物和聚合酶链式反应（PCR）的随机访问技术也已被引入 DNA 存储中以实现高效的数据检索。然而，配备基于 PCR 的随机访问功能的 DNA 存储系统会受到引物-载荷冲突的影响。存在此类冲突的引物无法可靠使用，必须丢弃。由于可用引物的数量决定了 DNA 试管的容量，因此减少引物-载荷冲突的影响并提高试管容量至关重要。在本文中，我们提出使用可变长度载荷来从冲突中恢复引物，从而增强 DNA 存储容量。结合所提出的启发式算法和四种载荷长度，该方案可在三种最先进的编码方案下恢复数千个发生冲突的引物。对于现有的一种抗冲突编码方案——旋转码（Rotation code），它可进一步将试管容量提高 18.27%，从 217.59 GB 提升至 257.35 GB。对于另外两种编码方案，试管容量的提升分别为 4.3 倍和 18.3 倍。

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