据软件公司 Domo 称，2018 年每分钟，谷歌进行了 388 万次搜索，人们在 YouTube 上观看了 433 万个视频，发送了 159,362,760 封电子邮件，发布了 473,000 条推文，并在 Instagram 上发布了 49,000 张照片。到 2020 年，全球每人每秒将产生约 1.7 兆兆字节的数据，假设世界人口为 78 亿，这相当于一年约 418 泽字节（相当于 4180 亿个 1TB 硬盘的信息）。目前存储这些 0 和 1 的磁或光数据存储系统通常无法持续超过一个世纪，如果能达到的话。此外，运行数据中心需要消耗大量能源。简而言之，我们即将面临严重的数据存储问题，而且随着时间的推移只会变得更加严重。
硬盘的替代方案正在取得进展：基于 DNA 的数据存储。DNA 由 A、T、C 和 G 四种核苷酸的长链组成，是生命的信息存储材料。数据可以存储在这些字母的序列中，使 DNA 成为一种新的信息技术形式。它已经可以轻松地进行常规测序（读取）、合成（写入）和精确复制。DNA 也非常稳定，对 50 多万年前的马的化石进行了完整的基因组测序就证明了这一点。而且存储它不需要太多能量。
但其闪光点在于存储容量。DNA 可以以远超电子设备的密度准确地存储海量数据。例如，根据哈佛大学的乔治·丘奇及其同事 2016 年在《自然·材料》杂志上发表的计算结果，简单的细菌大肠杆菌的存储密度约为每立方厘米 1019 位。按照这个密度，一个边长约为一米的 DNA 立方体就可以很好地满足全球一年的当前存储需求。
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DNA 数据存储的前景不仅仅是理论上的。例如，2017 年，丘奇在哈佛大学的团队采用了 CRISPR DNA 编辑技术，将人手的图像记录到大肠杆菌的基因组中，读取准确率超过 90%。华盛顿大学和微软研究院的研究人员开发了一个全自动系统，用于写入、存储和读取编码在 DNA 中的数据。包括微软和 Twist Bioscience 在内的多家公司正在努力推进 DNA 存储技术。
与此同时，研究人员正在以不同的方式使用 DNA 来管理数据，他们正努力理解海量数据。下一代测序技术的最新进展使得可以轻松且同时读取数十亿个 DNA 序列。凭借这种能力，研究人员可以采用条形码技术——使用 DNA 序列作为分子识别“标签”——来跟踪实验结果。DNA 条形码技术现在被用于显著加快化学工程、材料科学和纳米技术等领域的研究步伐。例如，在佐治亚理工学院，James E. Dahlman 的实验室正在快速识别更安全的基因疗法；其他人正在研究如何对抗耐药性和预防癌症转移。
使 DNA 数据存储普及面临的挑战包括读取和写入 DNA 的成本和速度，如果要与电子存储竞争，还需要进一步降低。即使 DNA 不会成为一种普遍存在的存储材料，它几乎肯定会被用于生成全新规模的信息，并在长期内保存某些类型的数据。