Системи зберігання даних на магнітних стрічках, Комп’ютери, огляди

Введення

На сьогоднішній день існує величезна кількість технологій і форматів запису, незліченна кількість пристроїв – від бюджетних накопичувачів невеликої ємності, здатних задовольнити потреби маленьких фірм, до бібліотек фантастичною ємності, здатних зберігати кілька десятків і сотень ТБ інформації.

Побудова будь-якої системи зберігання даних починається з постановки переліку завдань, які необхідно вирішувати, тобто який обсяг інформації буде зберігатися, який тип інформації буде переважати (масиви даних, відео, зображення і т.п.), як часто буде відбуватися резервування даних і т.д. Саме на цьому етапі і необхідно вирішити, який тип накопичувача вибрати, яке рішення виявиться оптимальним.

Пропонована стаття покликана допомогти розібратися в цьому різноманітті і визначити, яке рішення найкращим збереже настільки безцінну для вас інформацію

Основні технології

У всіх стрічкових пристроях, незважаючи на конструктивні відмінності, використовуються лише два базових методи запису:

Обидва методи мають як переваги, так і недоліки.

Лінійна магнітний запис

DLT (Digital Linear Tape)

Використовується картридж 10×10 см, стрічка шириною 0.5 дюйма. За рахунок того, що в картриджі знаходиться тільки подає барабан, а приймальний барабан знаходиться в приводі, ефективніше використовується обсяг картриджа. Сам привід виходить дещо більших розмірів. Технологія DLT розроблялася компанією Quantum, і на цей момент розділилася на дві незалежні проекту – Value DLT і Super DLT.

Технологія Super DLT (SDLT) є спадкоємицею DLT, розробник – Quantum. У ній використовується інша, більш досконала стрічка, інші магнітні головки (CMR, кластер магніторезистивні головок), оптична система позиціонування доріжок та ін При цьому зберігається сумісність зі старими картриджами DLT. Перші пристрої SDLT-220 (11/22 MB / s, 110/220 Gb), з’явилися на початку 2001 року, а зараз поставляється вже друге покоління SDLT 320 (16/32 MB/s, 160/320 Gb). Носій – Картридж SDLT 106х105х25 мм, можна читати і писати картриджі DLT IV, записані на DLT80. Нещодавно почалися поставки стримерів третього покоління, SDLT 600 (36/72 MB/s, 300/600 Gb).

Технологія Value DLT (DLT VS) є боковим відгалуженням DLT, розробник – Quantum. Стандарт створювався з метою скласти конкуренцію DAT і захопити частину відповідного ринку, перші пристрої DLT VS80 (3 / 6 Mb / s, 40/80 GB), з’явилися на початку 2000 року. Носій – картридж DLT IV, проте формат читання / запису не сумісний з DLT80 і SDLT. Quantum вже випустив стримери другого покоління DLT VS160 (8/16 Mb/s, 80/160 GB).

Новий перспективний план розвитку DLTtape передбачає розширення двох лінійок стрічкових накопичувачів Quantum. У двох нових поколіннях, оснащених функцією читання в зворотному напрямку, головну увагу буде приділено підвищенню ємності. Нова лінійка стрічкових накопичувачів DLT-S ™ (раніше SDLT ™) пропонує високу ємність у поєднанні з високою продуктивністю, а нова лінійка DLT-V ™ (раніше DLT VS ™) – Високу ємність у поєднанні з розумною вартістю накопичувача. Системи наступного покоління зможуть зчитувати дані з картриджів старого формату. Компанія також запропонує на базі своїх пристроїв два покоління технології WORM (Write Once, Read Many), Що запобігає несанкціоноване видалення або перезапис даних.

У найближче десятиліття системи DLT-S досягнуть ємності картриджів більше 10 Tb і вийдуть на рівень швидкодії апаратури NAS. А в лінійці DLT-V з часом з’являться многотерабайтние пристрою вартістю нижче $ 1000.

SLR (Single-Channel Linear Recording)

Використовується літа шириною чверть дюйма. Повністю закритий картридж з масивним металевим підставою має двох котушкові конструкцію. Котушки приводяться в рух ременем, розміщеним всередині картриджа. Картридж має лише невелике віконце для контакту головки читання / запису зі стрічкою та ролик, який сполучається з приводним ременем всередині картриджа і з тон валом приводу. Таким чином, стрічкопротяжний механізм має мінімальну кількість рухомих частин (головка і тон-вал), а, отже, надійність такої конструкції – максимальна. Крім того, відзначена висока стійкість цього рішення при роботі в умовах коливань температур і вологості навколишнього середовища.

Багатоканальна головка підвішена за допомогою магнітної котушки. На стрічці при виготовленні нанесені спеціальні синхро-доріжки, які зчитуються при русі стрічки, а сервосистема на основі ліченого синхросигнала постійно коригує положення магнітної голівки по висоті. Використання сервосистеми дозволяє збільшити кількість доріжок на стрічці, не вдаючись до інших технічних прийомів.

Головка читання / запису має додатковий робочий зазор, який дозволяє зчитувати тільки що зроблений запис.

Формат LTO (Linear Tape Open)

Технологія LTO (Linear Tape – Open Technology) розроблена компаніями IBM, HP і Seagate і визначає дві специфікації формату носіїв Accelis і Ultrium.

1. Пристрої Accelis, Орієнтовані на мінімальний час доступу та максимальну швидкість. Причому, для отримання мінімального часу доступу вихідне положення стрічки в картриджі – не початок, а середина стрічки. В даний час дана специфікація не використовується.

2. Пристрої Ultrium, Орієнтовані на максимальну ємність. Конструкція картриджа і приводу нагадує DLT.

Особливості технології LTO:

Стримери першого покоління, Ultrium 215 (7,5 / 15 МБ / сек, 100/200 ГБ), з’явилися наприкінці 2000 року. Зараз випускається вже друге покоління Ultrium 230 (15/30 МБ / сек, 100/200 ГБ) і Ultrium 460 (30/60 МБ / сек, 200/400 ГБ), Ultrium 448 (24/48 МБ / сек, 200/400 ГБ), а також стримери третього покоління Ultrium 960 (80/160 МБ / сек, 400/800 ГБ).

Носій – Картридж Ultrium 105x102x22 мм, старші моделі можуть читати і писати картриджі молодших форматів. У планах розробників – випуск стримерів Ultrium Generation 4 (160/320 МБ / сек, 800/1600 ГБ).

В даний час почалися поставки накопичувачів половинної висоти LTO2HH для підприємств малого та середнього бізнесу. Ці пристрої поєднують в собі переваги відкритого формату LTO Ultrium при доступній ціні.

Похило-рядкова магнітний запис

Швидкість руху стрічки невелика і процеси старту / зупинки займають менше часу і надають менші механічні навантаження на стрічку, що дає можливість використовувати більш досконалі стрічки (AME) .

За рахунок досить високої швидкості обертання головок при похило-рядкового запису, між стрічкою і головкою створюється повітряний прошарок, яка істотно знижує тертя. Крім того, сучасні металлонапиленний стрічки (AME) мають спеціальне вуглецеве захисне покриття (DLC, diamond-like coating) і шар сухої поверхневої мастила, що ще значніше знижує абразивність стрічки.

Похило-рядкова технологія передбачає наявність коротких доріжок на поверхні стрічки, тому можна отримати значно вищу щільність розташування доріжок (Кількість на 1 дюйм ширини). А за рахунок застосування більш досконалих стрічок AME щільність запису на самих доріжках теж вище, ніж при лінійному записі.

Назва пристрою DLT8000 SDLT600 DLT vs160 Mammoth DDS-3
Щільність розташування доріжок 416 1490 570 2209 2806

Лінійна щільність запису – Кількість інформації, записуваної на одиниці довжини магнітної доріжки, вимірюється Кб / дюйм

Привід AIT-4 DLT vs160 DAT72 SAIT TR-5 DLT8000 Mammoth
Лінійна Щільність 203 175 162 151 106 98 78

4-х міліметрові пристрої DAT / DDS

(Digital Audio Tape)/ (Digital Data Storage)

Формат зберігання даних DDS (Digital Data Storage) був розроблений в 1989 році компаніями Hewlett-Packard і Sony на базі формату DAT (Digital Audio Tape).

Стримери формату DAT – недорогі і досить ефективні пристрої резервного копіювання даних відносно невеликого об’єму. В даний час доступні моделі DAT 24 (DDS-3: 12-24Gb) і DAT 40 (DDS-4: 20-40Gb). Після довгої перерви, коли здавалося, що технологія DAT вичерпала себе, з’явилися моделі нового покоління – DAT 72 (36-72Gb). До плюсів нових моделей слід віднести майже вдвічі більшу ємність, відносно низьку ціну і сумісність (читання / запис) з картриджами DDS-3 і DDS-4. Швидкість у нових моделей 3Mb / s (без стиснення, із стисненням відповідно 6 Mb / s), що все-таки не дуже багато для такої ємності.

8-й міліметрові пристрої

Технологія похило-рядкового запису на магнітну стрічку шириною 8 мм була запропонована в 80-х роках, фірмою Sony, але вперше ця технологія була адаптована і оптимізована для запису цифрових даних фірмою Exabyte.

AIT (Advanced Intelligent Tape)

Формат AIT був розроблений компанією Sony на базі технології helican-scan. У ньому вперше була використана вбудована флеш-пам’ять на касеті MIC (Memory-In-Cassette), В якій міститься службова інформація про вміст стрічки та карта розподілу даних, що дозволяє оптимізувати доступ до них. Як і інші сучасні формати AIT використовує систему трекінгу (ATF) для більш щільної запису доріжок.

Особливості AIT:

Перші пристрої AIT-1 (25Gb, 3Mb / s) з’явилися в 1996 році, а на сьогодні випущено вже четверте покоління AIT-4 (200GB, 24MB/S).

VXA

Формат VXA вперше об’єднав такі три інновації, як дискретний пакетний формат DPF (Discrete Packet Format), Робота на різних швидкостях VSO (Variable Speed Operation) і багаторазове сканування OSO (Over Scan Operation).

Пакетний формат. Перед записом на носій, дані розбиваються на пакети, які складаються з 64 байт даних користувача, маркера синхронізації, інформації про унікальний адресу, надлишкового циклічного коду CRC (Cyclic Redundancy Check) та коду виправлення помилок ECC (Error Correction Code).

Підтримка змінної швидкості (VSO) Дозволяє змінювати швидкість стрічки відповідно до зміни швидкості передачі даних. Ця інновація усуває зворотні захвати, затримки і викликаний захопленнями знос носіїв. Усунення захоплень знижує та швидкість зносу механізму накопичувача, що, в свою чергу, дозволяє підвищити надійність і можливість відновлення даних. У разі перерви в передачі даних у звичайних накопичувачах стрічка зупиняється, відмотується тому, знову зупиняється, а потім розганяється в поступальному напрямку до номінальної швидкості. На відміну від звичайного накопичувача, VXA-пристрій просто зупиняється, чекає надходження чергової порції даних і продовжує запис з місця, де раніше відбулася зупинка.

Багаторазове сканування (OSO) – Позбавляє від необхідності чіткого узгодження напрямів руху стрічки і записуючих голівок. OSO дозволяє неодноразово зчитувати стрічку з фізичними ушкодженнями, такими, як порушення кута нахилу доріжки або дефект носія.

Читання після запису RAW (Read-After-Write) Дві пари головок на барабані записують на касети два перекриваються набору доріжок. Перша головка в кожній парі записує дані, а друга перевіряє їх цілісність, виконуючи “читання після запису” RAW (Read-After-Write).

ZTW (Zero Tolerance Write) запис з нульовим допуском – гарантує надійне збереження даних на стрічці. У цій процедурі друга (замикає) головка зчитує щойно записані пакети – так само, як і при виконанні операції “Читання після запису”. Виявивши пакет, де потрібна виправлення помилок з ECC-коду, VXA-накопичувач записує його повторно.

Напівдюймової пристрою S-AIT (Super Advanced Intelligent Tape)

На базі формату AIT в 2001 році фахівці Sony розробили формат S-AIT (Super Advanced Intelligent Tape). На відміну від AIT (3,5 “), касета і дисковод мають форм фактор 5,25”. У касеті використовується один ролик, а ширина стрічки складає 0.5 дюйми. AIT і S-AIT виготовляються за однаковою технологією, однак ємність касети S-AIT в 5 разів більше (500 Гб без стиснення) за рахунок збільшення загальної площі стрічки. У S-AIT використовуються всі передові технології-AME, MIC, Helical Scan та ін S-AIT пропонує також надвисоку для стрічкових накопичувачів швидкість передачі даних-30 Mб / сек.

На черзі друга версія SAIT-2; в ній ємність буде збільшена в два рази, до 1 Тбайт (2,6 Тбайт з компресією) при швидкості обміну 60 Мбайт / с (156 Мбайт / с з компресією). У кожному з двох наступних поколінь SAIT-3 і SAIT-4 характеристики будуть послідовно подвоюватися. Іншими словами, для SAIT-3 ємність складе 2 Тбайт (5,2 Тбайт з компресією) при швидкості обміну 120 Мбайт / с (312 Мбайт / с з компресією), для SAIT-4 – 4 Тбайт (10,4 Тбайт з компресією).

Технічні дані всіх згаданих пристроїв вказані нижче у зведеній таблиці.

Як вибрати?

При виборі пристрою слід звернути увагу на наступні фактори: Вартість зберігання (Відношення вартості носія до його ємності) – при великих обсягах даних та тривалому використанні, визначає левову частку вартості володіння.

Привід TR-7 SLR 140 Mam- moth 2 DLT 8000 DLT VS 160 VXA -3 DAT 72 LTO2 HH SDLT 600 SAIT Ultri- um AIT -4
Ємність без компресії, Гб 20 70 60 40 80 160 36 200 300 500 400 200
Швидкість без компресії, Мб / с 2 6 12 6 8 12 3,5 24 36 30 80 24
Вартість накопичувача, $ 444 2567 3574 1874 1600

594 3100 4967 15000 5735 3427
Вартість зберігання 1-го GB, $ 2,6 1,58 1,5 1 0,89 0,6 0,5 0,45 0,45 0,4 0,4 0,34

При розрахунку таблиці використовувалися усереднені ціни. Джерело: www.price.ru (4.04.2005)

Середній час доступу до файлів – Може істотно впливати на швидкість відновлення даних. За цим показником пристрої з похило-рядкового записом перевершують пристрої з лінійною записом, а лідером є технологія AIT (SAIT), завдяки наявності MIC пам’яті.

Швидкість передачі даних – У реальних умовах продуктивність будь-якого пристрою нижче, вказаної в специфікаціях. Справа в тому, що більшість серверів резервного копіювання, виробляє нерівномірний переривчастий потік даних, при цьому привід працює в старт-стопного режимі (старт і зупинка стрічки займає деякий час). У систем з похило-рядкового записом за рахунок малої лінійної швидкості стрічки старт-стопи режим роботи мало впливає на продуктивність, а краще всього в цьому відношенні приводи VXA, Де не витрачається час навіть на зворотний відкат стрічки перед поновленням запису.

Середній час безвідмовної роботи (MTBF) і робочий цикл (Duty Cycle) разом характеризують надійність пристрою, і є важливими критеріями при виборі пристрою резервного копіювання.

Варто відзначити привабливість технології LTO і накопичувача Ultrium 960. Нещодавно з’явився на ринку, цей привід володіє найкращим комплексом характеристик, пропонуючи запис 400 Гб інформації (без стиснення) зі швидкістю передачі даних в 2,5 рази перевищує всі можливі аналоги. При цьому вартість зберігання одного Гб інформації залишилася однією з найнижчих – $ 0.4/Гб.

Більш доступним за ціною, і незначно поступається за своїми характеристиками є привід SDLT600. Пристрій здатний записати 300 Гб інформації зі швидкістю 36 Мб / с, при цьому, його вартість в 1,5 рази нижче Ultrium 960! Таким чином, ви можете знайти компроміс між швидкістю і ціною пристрою – вартість зберігання 1 Гб інформації в них практично однакова ($ 0.4 та $ 0.45 відповідно)

 

Модель Ємність (Гб) Швидкість (Мб / с) Середня ціна накопи-теля, $ USD MTBF, тисяч годин Duty cycle, % Сер.

час

досту-па

до файлу, сек.
Буфер Використовувані катріджі
без ком-

прес-

Оці
з ком-

прес-

сіей
без ком-

прес-

Оці
з ком-

прес-

сіей
похило-рядкова запис
SONY ,SeaGate
DDS-1 (4mm) 2 4 0,75 1.5 73 200 20 30 1MB 60m
DDS-2 (4mm) 4 8 0,78 1,56 99 200 20 40 1MB DDS-2, DDS-1, DDS-1
DDS-3 (4mm) 12 24 1,2 2,4 369 200 40 45 2MB DDS-3, DDS2, DDS1
DDS-4 (4mm) 20 40 2,4 4,8 495 250 40 55 10MB DDS4, DDS3, DDS2,

READ: DDS1
DAT-72 (4mm) 36 72 3,5 7 695 483 12 50 16MB (DAT-72), DDS4, DDS3
 
AIT-E TURBO 20 52 6 15.6 646 300 100 25 12MB AIT-E TURBO , READ: AIT1
AIT-1 (8mm) 35 70 3 6 699 300 100 40 12MB AIT-1, AIT-1
AIT-1 TURBO 40 104 6 15,6 720 300 100 35 12MB AIT-E TURBO, AIT-1
AIT-2 (8mm) 50 100 6 12 1 325 300 100 40 12MB AIT-2, AIT-1, AIT-1
AIT-130 (AIT-2) 50 130 6 15.6  1 425 300 100 27 10MB AIT-2, AIT-1 230m
AIT-3 100 260 12 31 2 550 400 100 27 18MB AIT-3, AIT-2, AIT-1
AIT-4 200 400 24 48 3 428 400 100 44 96MB AIT3,

READ: AIT2, AIT1
SAIT-1 500 1300 30 78 14 999 500 100 70 64MB SAIT1-500
ExaByte
vxa-1 (8mm) 33 66 3 6 906 250 12 55 4 Mbits VXATape: V17 / V10 / V6
vxa-2 (8mm) 80 160 6 12 1 339 300 12 н / д 2MB VXATape: X23, X10, X6, V23, V17, V10, V6
vxa-3 (8mm) 160 320 12 16 ще не виробляють VXATape: X23, X10, X6, V23, V17, V10, V6
 
ExaByte 8200 1,25 2,5 0,5 1 264 40 10 н / д н / д 15M 54M 112M
ExaByte 8205 3,5 5 0,5 1 279 40 н / д н / д н / д 15M 54M 112M
ExaByte 8500 2,5 5 0,5 1 299 40 н / д н / д н / д 15M 54M 112M
ExaByte 8505 5 10 0,5 1 349 40 н / д н / д н / д 15M 54M 112M
ExaByte 8505 XL 7 14 0,5 1 399 40 н / д н / д н / д 15M 54M 112M 160M XL
ExaByte 8700 7 14 0,5 1 449 160 80 н / д 1 MB 15M 54M 112M 160M XL
Eliant 820 (8705) 7 14 1 2 1 280 200 н / д н / д н / д 160M XL
Mammoth LT 14 28 2 4 2 879 40 н / д н / д н / д 125M /AME/
Mammoth (8900) 20 40 3 6 2 250 250 н / д н / д 4 MB 170M /AME/
Mammoth-2 60 150 12 30 3 574 300 100 52 32MB 225M /AME/, READ: Mammoth_LT, Mammoth
Лінійна запис
Quantum
DLT 2000 10 20 1,25 2,5 460 80 100 45 н / д DLT III
DLT 2000XT 15 30 1,25 2,5 460 80 100 68 н / д DLT III XT,DLT III
DLT 4000 20 40 1,5 3 735 200 100 68 н / д DLT IV, DLT III XT, DLT III
DLT 7000 35 70 5 10 1 449 200 100 60 н / д DLT IV, DLT III XT, DLT III
DLT 8000 40 80 6 12 1 875 250 100 60 8MB DLT IV, DLT III XT, DLT III
Super DLT-220 110 220 11 22 2 900 250 100 70 32MB SDLTtapeI, READ: DLT-IV
Super DLT-320 160 320 16 32 3 775 250 100 70 64MB SDLTtapeI, SDLT220, READ: DLT-VS1, DLT8000, DLT7000, DLT4000
Super DLT-600 300 600 36 72 4 968 250 100 79 64MB SDLTtapeII, READ: SDLT320, SDLT220, DLT-VS1
DLT1 40 80 3 6 1 000 200 100 68 2MB DLT IV, 

READ: DLT IV(20GB)
DLT vs80 40 80 3 6 1 200 200 100 68 н / д DLTtape IV,DLT1, READ: DLT4000
DLT vs160 80 160 8 16 1 600 н / д н / д н / д

Схожі статті:


Сподобалася стаття? Ви можете залишити відгук або підписатися на RSS , щоб автоматично отримувати інформацію про нові статтях.

Коментарів поки що немає.

Ваш отзыв

Поділ на параграфи відбувається автоматично, адреса електронної пошти ніколи не буде опублікований, допустимий HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

*

*