Накопители на магнитной ленте

ОБЗОР

Андрей Борзенко  

Хотя количество продаваемых накопителей на магнитной ленте растет не так уж быстро, доход от их продаж постоянно увеличивается. Дело в том, что в настоящее время большая часть этих устройств предназначена для серверов, а не для настольных ПК, поэтому и цены на них значительно выше. Например, по данным IDC, в 1998 г. рынок упомянутых накопителей вырос всего на 6%, однако его емкость составила 3,3 млрд. долл. Пятерка мировых лидеров, производящих ленточные накопители, выглядит сегодня следующим образом: Hewlett-Packard, Seagate, iOmega, Quantum и Sony.

Каждая современная компания считает интеллектуальную собственность своим капиталом. Бизнес в любой индустрии зависит от быстрого и надежного доступа к критическим данным. Результаты исследований ученых Техасского университета показали, что 94 из 100 компаний, переживших полную (или катастрофическую) потерю данных, так и не смогли оправиться от потрясения и вернуться на рынок. Для крупных корпораций, например Ford или General Electric, утрата данных может обернуться потерей миллионов долларов в час.

Накопитель HP SureStore DLT80

Менее 20% топ-менеджеров уверены, что их подход к резервированию и хранению данных эффективен, и только 25% считают свои системы хранения и процедуры резервного копирования достаточно надежными. 12% опрошенных полагают, что инвестиции их компаний в защиту данных неадекватны важности проблемы, а 10% не будут удивлены, столкнувшись с потерей данных в течение года.

В крупных корпорациях хорошо понимают необходимость резервного копирования и быстрого восстановления информации. К такому же выводу приходят сейчас и на предприятиях малого бизнеса. 74% менеджеров европейских фирм признают хранение информации исключительно важным для успешной деятельности компаний. Несмотря на это, только 46% европейских компаний имеют годовые планы по улучшению своих систем, а 51% в 1998 г. не вкладывали средства в системы хранения.

Поскольку многие люди называют периодическое резервное копирование утомительным делом и стремятся его избежать, то основной задачей разработчиков накопителей является создание устройств, действующих предельно просто и ненавязчиво.

Как в системах масштаба предприятия и сетях крупных департаментов, так и в небольших компаниях и у индивидуальных пользователей с одинаковым успехом эксплуатируются потоковые накопители, или стримеры, базирующиеся на лентопротяжном механизме, работающем в инерционном режиме. К сожалению, до настоящего времени в компьютерной индустрии существует огромное количество устройств, использующих несовместимые друг с другом форматы записи данных на магнитной ленте. Наиболее широко сегодня применяются технологии DLT (Digital Linear Type), DAT-DDS (Digital Audio Tape-Digital Data Storage), AIT (Advanced Intelligent Tape), QIC (Quarter Inch Cassette) и Helical Scan 8 mm. Для обоснованного выбора системы резервного копирования надо ясно представлять ее достоинства и недостатки, которые в значительной степени определяются ее емкостью, быстродействием, надежностью и ценой.    

Технология DLT

По сообщению IDC, особенно быстрый рост продаж происходит в сегменте DLT-накопителей. Например, по данным корпорации Quantum (www.quantum.com) - лидера в производстве подобных устройств, на сегодняшний день продано более 1 млн. самих приводов и около 30 млн. DLT-картриджей.

Историю появления DLT можно начать с 1984 г. Еще вовсю шли продажи компьютеров Atari Commodor 64, а почитатели IBM PC могли наслаждаться мощью PC/AT на базе микропроцессора 80286. На рынке мини-компьютеров в те годы доминировала корпорация Digital Equipment (входящая ныне в состав Compaq), которая готовила к выпуску рабочую станцию MicroVAX II. Однако у этого по тем временам суперсовременного компьютера были проблемы с системой резервного хранения данных. Команда инженеров из Digital, возглавляемая Фредом Хертриком (Fred Hertrick), работала день и ночь для того, чтобы создать систему, хоть в какой-то мере отвечающую MicroVAX II по производительности. Времени было в обрез, но решение, как всегда, нашлось неожиданно. Инженерам пришла мысль объединить преимущества накопителей с катушками на полудюймовой ленте, используемых в мэйнфреймах, с системами, в которых применялись носители в виде картриджей.

Итак, сменным носителем в новой системе стал небольшой картридж, имевший в отличие от известных уже картриджей QIC только одну катушку с лентой. Роль приемной катушки исполнял механизм самого привода. Это позволило сэкономить место в картридже и значительно увеличить длину ленты. На одном носителе нового устройства TK50 могло храниться 94 Мб информации. Вместе с MicroVAX II оно было анонсировано в 1985 г. Накопитель занимал 5,25-дюймовый отсек полной высоты, по сравнению с современными устройствами он кажется просто неандертальцем.

ТК50 имел ферритовые головки записи-чтения и сохранял данные линейными блоками на 22 дорожках при одновременном использовании двух каналов. Вообще говоря, было два набора головок записи-чтения: один для чтения и записи в прямом направлении движения ленты, а другой - в обратном. Возможность выполнять чтение информации после ее записи положительно сказывалась на надежности хранения.

Два года спустя Digital Equipment выпустила модель ТК70. В картридже того же размера, что и у ТК50, теперь могло накапливаться 294 Мб данных, да и производительность возросла в три раза.

В 1988 г. серьезную конкуренцию накопителям Digital Equipment составили устройства DAT (Digital Audio Tape), которые при сравнительно небольшом объеме могли хранить более 1 Гб информации. Приводы с лентой шириной 8 мм и механизмом записи-чтения VHS обеспечивали запись на одну кассету свыше 2 Гб данных.

Через год инженеры Digital Equipment ответили накопителем TF85, который можно считать первой DLT-системой. Привод TF85, впоследствии названный DLT260, позволял записывать 2,6 Гб данных на ленте длиной 1200 футов в картридже CompactTape III (ныне известный как DLTtape III).

Основной особенностью нового привода стал запатентованный шестироликовый ведущий механизм с блоком головок HGA (Head Guide Assembly). Он обеспечивал мягкий и плавный ход ленты с минимальным трением. Путь ленты был значительно меньше, чем на приводах с 8-миллиметровой лентой, за счет чего снижался ее износ и уменьшалась возможность повреждений. Благодаря HGA плотность записи на полудюймовой ленте увеличивалась с 48 до 122 дорожек.

В 1991 г. Digital выпустила привод TF86 (впоследствии названный DLT600), который на картридже DLTtape III мог хранить уже 6 Гб данных. Два года спустя появился накопитель, известный сегодня как DLT2000. Емкость кассеты возросла до 10 Гб, а скорость передачи данных достигла 1,25 Мб/с. Устройство было оснащено 2 Мб кэш-памяти.

Корпорация Quantum смогла разглядеть перспективность технологии DLT и с 1994 г. начала активно работать в этой области. Уже к концу года она представила устройство DLT4000, в котором была резко увеличена не только емкость, но и производительность и надежность. В новом картридже DLTtape IV длина ленты стала больше на 600 футов. Почти в полтора раза возросла плотность записи. На одной кассете теперь можно было хранить 20 Гб данных, а воспользовавшись компрессией - 40 Гб. Скорость передачи информации достигла 1,5-3 Мб/с.

Накопитель DLT7000 до недавнего времени был безусловным лидером среди DLT-устройств: емкость одной кассеты повысилась до 35 Гб (70 Гб с компрессией), а скорость передачи данных - до 5-10 Мб/с.

Отметим, что полудюймовая лента на 60% шире 8-миллиметровой, следовательно, при прочих равных условиях на ней можно хранить больше информации. Как уже отмечалось, DLT-привод записывает данные последовательно (линейно). Каждая дорожка располагается по всей длине ленты. Например, для картриджа DLTtape IV ее длина составляет 1800 футов. Когда лента кончается, головки перепозиционируются и продолжают запись в обратном направлении. Процесс повторяется до тех пор, пока вся лента не будет заполнена. Число дорожек у накопителей DLT4000 и DLT7000 составляет 128 и 208 соответственно. Дело в том, что в DLT7000 применяется несколько иной способ записи - SPR (Symmetric Phase Recording), позволяющий увеличить плотность записи за счет уменьшения интерференции между соседними дорожками.

Габариты DLT-картриджа 10,6х10,5х2,5 см. Длина хранимой в нем ленты может варьироваться от 1200 до 1828 футов. На корпусе имеется специальная защелка, препятствующая случайной записи. На сегодняшний день для DLT-накопителей используются три типа картриджей, окрашенных в разные цвета: DLTtape III (серый), DLTtape IIIXT (белый) и DLTtape IV (черный).

В августе корпорация Quantum анонсировала новый накопитель - DLT8000. Технологические изменения позволили увеличить емкость хранения до 40 Гб (80 Гб со сжатием), а скорость передачи довести до 6-12 Мб/с. Новые накопители полностью совместимы с приводами DLT4000 и DLT7000, в которых используются картриджи DLTtape IV. Кроме того, накопитель DLT8000 может читать и записывать кассеты DLTtape III и DLTtape IIIXT, применяемые в приводах DLT2000.

Quantum заключила два стратегических соглашения с корпорациями Fuji Photo Film (www.fujifilm.com) и Imation (www.imation.com) по разработке картриджа следующего поколения - Super DLTtape. Как известно, Fuji Photo Film летом нынешнего года выпустила 15-миллионный картридж типа DLTtape. В частности, эта компания при проектировании нового носителя собирается использовать свою фирменную технологию ATOMM (Advanced super Thin-layer and high Output Metal Media). В основе данной технологии лежит двойное сверхтонкое покрытие: на базовую полимерную пленку нанесен немагнитный слой частиц титана, который в свою очередь покрыт тончайшей пленкой магнитного слоя железа толщиной 0,1-0,5 мкм. Такая конструкция обеспечивает рекордные характеристики по плотности записи. Напомним, что толщина обычного магнитного покрытия, как правило, не меньше 2-5 мкм.

Еще одним новшеством Super DLTtape станет система синхронизации POS (Pivoting Optical Servo), работающая со встроенной серводорожкой, нанесенной на ленту в процессе производства.

DLT-накопители предназначены для интенсивного использования в сетях среднего размера. Среднее время безотказной работы MTBF (Mean Time Between Failure) при полной нагрузке составляет около 200 тыс. ч. Ресурс блока головок не превышает 30 тыс. ч, а вот долговечность носителя довольно высока - более 1 млн. проходов ленты.

Окончание следует