Накопитель на магнитной ленте представляет собой устройство для хранения данных , который считывает и записывает данные на магнитной ленте . Хранение данных на магнитной ленте обычно используется для автономного архивного хранения данных. Ленточные носители обычно имеют приемлемую стоимость единицы и долгую архивную стабильность.
Ленточный накопитель обеспечивает хранение с последовательным доступом , в отличие от жесткого диска , который обеспечивает хранение с прямым доступом . Дисковод может переместиться в любую позицию на диске за несколько миллисекунд, но ленточный накопитель должен физически наматывать ленту между барабанами, чтобы прочитать любой конкретный фрагмент данных. В результате ленточные накопители имеют очень большое среднее время доступа . Однако ленточные накопители могут очень быстро передавать данные с ленты при достижении требуемого положения. Например, с 2010 года Linear Tape-Open (LTO) поддерживает скорость непрерывной передачи данных до 140 МБ / с, что сопоставимо с жесткими дисками.[Обновить]
Дизайн [ править ]
Магнитные ленточные накопители емкостью менее одного мегабайта впервые были использованы для хранения данных на мэйнфреймах в 1950-х годах. По состоянию на 2014 год [Обновить]на картридж имелась емкость не менее 10 терабайт несжатых данных.
В ранних компьютерных системах магнитная лента служила основным носителем информации, потому что, хотя приводы были дорогими, ленты были недорогими. Некоторые компьютерные системы запускали операционную систему на ленточных накопителях, таких как DECtape . DECtape имел индексированные блоки фиксированного размера, которые можно было перезаписывать, не нарушая работу других блоков, поэтому DECtape можно было использовать как медленный дисковод.
Ленточные накопители данных могут использовать передовые методы целостности данных, такие как многоуровневое упреждающее исправление ошибок, шинглинг и линейная извилистая схема для записи данных на ленту.
Ленточные накопители можно подключить к компьютеру с помощью интерфейсов SCSI , Fibre Channel , SATA , USB , FireWire , FICON или других. [a] Ленточные накопители используются с автозагрузчиками и ленточными библиотеками, которые автоматически загружают, выгружают и хранят несколько лент, увеличивая объем данных, которые можно хранить без ручного вмешательства.
В первые дни домашних компьютеров , дискеты и жесткие диски были очень дорогими. Многие компьютеры имели интерфейс для хранения данных через магнитофон , обычно на компакт-кассетах . Простые специализированные ленточные накопители, такие как профессиональный DECtape и домашний ZX Microdrive и Rotronics Wafadrive , также были разработаны для недорогого хранения данных. Однако падение цен на диски сделало такие альтернативы устаревшими.
Сжатие данных [ править ]
Поскольку некоторые данные могут быть сжаты до меньшего размера, чем исходные файлы, при маркетинге ленточных накопителей стало обычным явлением указывать емкость с учетом степени сжатия 2: 1; таким образом, лента емкостью 80 ГБ будет продаваться как «80/160». Истинная емкость хранилища также известна как собственная емкость или необработанная емкость. Фактически достижимая степень сжатия зависит от сжимаемых данных. Некоторые данные имеют небольшую избыточность; например, большие видеофайлы уже используют сжатие и не могут быть сжаты дальше. С другой стороны, база данных с повторяющимися записями может обеспечивать степень сжатия лучше 10: 1.
Технические ограничения [ править ]
Неблагоприятный эффект, называемый чисткой обуви, возникает во время чтения / записи, если скорость передачи данных падает ниже минимального порога, при котором головки ленточных накопителей были разработаны для передачи данных на или с непрерывно работающей ленты. В этой ситуации современный быстродействующий ленточный накопитель не может мгновенно остановить ленту. Вместо этого накопитель должен замедлить скорость и остановить ленту, перемотать ее на небольшое расстояние, перезапустить ее, вернуться в точку, в которой остановилась потоковая передача, а затем возобновить работу. Если условие повторяется, результирующее движение ленты вперед-назад будет напоминать чистку обуви тканью . Чистка обуви снижает достижимую скорость передачи данных, срок службы накопителя и ленты, а также емкость ленты.
В ранних ленточных накопителях прерывистая передача данных была нормальным явлением и неизбежна. Вычислительной мощности компьютера и доступной памяти обычно было недостаточно для обеспечения постоянного потока, поэтому ленточные накопители обычно разрабатывались для работы в режиме « старт-стоп» . В ранних приводах использовались очень большие катушки, которые обязательно имели высокую инерцию и не запускались и не останавливались легко. Чтобы обеспечить высокую производительность при запуске, остановке и поиске, несколько футов свободной ленты разыграли и потянули всасывающим вентилятором вниз в два глубоких открытых канала по обе стороны от головки ленты и шпилей . Длинные тонкие петли ленты, висящие в этих вакуумных колоннахимели гораздо меньшую инерцию, чем две катушки, и их можно было быстро запускать, останавливать и перемещать. Большие катушки будут перемещаться по мере необходимости, чтобы удерживать провисание ленты в вакуумных колоннах.
Позже в большинстве ленточных накопителей 1980-х годов было введено использование внутреннего буфера данных, чтобы несколько уменьшить количество запусков и остановок. [b] Эти накопители часто называют ленточными стримерами . Лента останавливалась только тогда, когда буфер не содержал данных для записи или когда он был заполнен данными во время чтения. По мере того, как стали доступны более быстрые ленточные накопители, несмотря на то, что они были буферизированы, они начали страдать от идеальной последовательности остановки, перемотки и запуска.
В последнее время приводы больше не работают с одной фиксированной линейной скоростью, а имеют несколько скоростей. Внутри они реализуют алгоритмы, которые динамически сопоставляют уровень скорости ленты со скоростью передачи данных компьютера. Примеры уровней скорости могут составлять 50, 75 и 100 процентов от полной скорости. Компьютер, который передает данные медленнее, чем самый низкий уровень скорости (например, 49 процентов), все равно будет вызывать чистоту обуви.
СМИ [ править ]
Магнитная лента обычно размещается в корпусе, известном как кассета или картридж, например, в 4-дорожечном картридже и компакт-кассете . Кассета содержит магнитную ленту для воспроизведения разного аудиоконтента с использованием одного и того же проигрывателя. Наружная оболочка, сделанная из пластика, иногда с металлическими пластинами и деталями, позволяет легко обращаться с хрупкой лентой, что делает ее гораздо более удобной и надежной, чем наличие катушек открытой ленты. Простые аналоговые кассетные аудиомагнитофоны обычно использовались для хранения и распространения данных на домашних компьютерах в то время, когда дисководы гибких дисков были очень дороги. Набор данных Commodore был специальной версией данных, использующей тот же носитель.
История [ править ]
| Год | Производитель | Модель | Емкость | Достижения |
|---|---|---|---|---|
| 1951 г. | Ремингтон Рэнд | UNISERVO | 224 КБ | Первый ленточный накопитель компьютера, используемые 1 / 2 " никель -plated фосфористой бронза лента |
| 1952 г. | IBM | 726 | Использование пластиковой ленты ( ацетат целлюлозы ); 7-дорожечная лента, на которой можно хранить каждый 6-битный байт плюс бит четности | |
| 1958 г. | IBM | 729 [c] | Отдельные головки чтения / записи обеспечивают прозрачную проверку чтения после записи. [3] | |
| 1964 г. | IBM | 2400 | 9-дорожечная лента, на которой можно хранить каждый 8-битный байт плюс бит четности | |
| 1970-е годы | IBM | 3400 | Автоматическая загрузка катушек и приводов с лентой без заправки ленты вручную Запись с групповым кодированием для восстановления после ошибок | |
| 1972 г. | 3 млн | Картридж с четвертью дюйма (QIC-11) | 20 МБ | Кассета с лентой (с двумя барабанами) Линейная серпантинная запись [4] |
| 1974 г. | IBM | 3850 | Ленточный картридж (с одной катушкой) Первая ленточная библиотека с роботизированным доступом [5] | |
| 1975 г. | (разные) | Стандарт Канзас-Сити | Использование стандартных аудиокассет | |
| 1977 г. | Commodore International | Commodore Datasette | 1978 КБ | |
| 1980 г. | Шифр | (F880?) | Буфер ОЗУ для маскировки задержек старт-стоп [6] [7] | |
| 1984 | IBM | 3480 | 200 МБ | Внутренняя приемная бобина с автоматическим приемным механизмом ленты. Тонкопленочная магниторезистивная (МР) головка [8] |
| 1984 | DEC | TK50 | 94 МБ | Линия продуктов Digital Linear Tape (DLT) [9] |
| 1986 г. | IBM | 3480 | 400 МБ | Аппаратное сжатие данных (алгоритм IDRC [10] ) |
| 1987 г. | Exabyte / Sony | EXB-8200 | 2,4 ГБ | Первый спиральный цифровой ленточный накопитель Устранение системы шпиля и прижимных роликов |
| 1993 г. | DEC | Tx87 | Каталог лент (база данных с номером первой метки ленты на каждом серпантинном проходе) [11] | |
| 1995 г. | IBM | 3570 | Сервоприводы - записанные на заводе дорожки для точного позиционирования головки (сервоуправление на основе времени или TBS) [12] Лента при разгрузке перематывается до середины - время доступа сокращается вдвое (требуется кассета с двумя барабанами) [13] | |
| 1996 г. | HP | DDS3 | 12 ГБ | Метод чтения с максимальной вероятностью частичного ответа (PRML) - без фиксированных пороговых значений [14] |
| 1997 г. | IBM | СУДС | Виртуальная лента - дисковый кэш, имитирующий ленточный накопитель [5] | |
| 1999 г. | Эксабайт | Мамонт-2 | 60 ГБ | Небольшой обтянутый тканью колесико для чистки магнитных головок. Неактивные полировальные головки для подготовки ленты и отвода любого мусора или излишков смазки. Раздел чистящего материала в начале каждой ленты данных. |
| 2000 г. | Квантовая | Супер DLT | 110 ГБ | Оптический сервопривод для точного позиционирования голов [15] |
| 2000 г. | Линейная лента-открытая | LTO-1 | 100 ГБ | |
| 2003 г. | IBM | 3592 | 300 ГБ | Виртуальная обратная связь |
| 2003 г. | Линейная лента-открытая | LTO-2 | 200 ГБ | |
| 2003 г. | Sony | SAIT-1 | 500 ГБ | Картридж с одной катушкой для спиральной записи |
| 2005 г. | IBM | TS1120 | 700 ГБ | |
| 2005 г. | Линейная лента-открытая | LTO-3 | 400 ГБ | |
| 2006 г. | StorageTek | T10000 | 500 ГБ | Несколько узлов головки и сервоприводы на привод [16] |
| 2007 г. | Линейная лента-открытая | LTO-4 | 800 ГБ | |
| 2008 г. | IBM | TS1130 | 1 ТБ | Возможность шифрования , встроенная в привод |
| 2008 г. | StorageTek | T10000B | 1 ТБ | |
| 2010 г. | Линейная лента-открытая | LTO-5 | 1,5 ТБ | Линейная файловая система на магнитной ленте (LTFS), которая позволяет напрямую обращаться к файлам на ленте в файловой системе (аналогично дисковым файловым системам) без дополнительной базы данных ленточной библиотеки. |
| 2011 г. | IBM | TS1140 | 4 ТБ | Поддерживается линейная файловая система на магнитной ленте (LTFS) |
| 2011 г. | StorageTek | T10000C | 5 ТБ | Поддерживается линейная файловая система на магнитной ленте (LTFS) |
| 2012 г. | Линейная лента-открытая | LTO-6 | 2,5 ТБ | |
| 2013 | StorageTek | T10000D | 8,5 ТБ | |
| 2014 г. | IBM | TS1150 | 10 ТБ | |
| 2015 г. | Линейная лента-открытая | LTO-7 | 6 ТБ | |
| 2017 г. | IBM | TS1155 | 15 ТБ | |
| 2017 г. | Линейная лента-открытая | LTO-8 | 12 ТБ | |
| 2018 г. | IBM | TS1160 | 20 ТБ |
Вместимость [ править ]
Производители часто указывают емкость лент, используя методы сжатия данных; сжимаемость различается для разных данных (обычно от 2: 1 до 8: 1), и указанная емкость может быть не достигнута для некоторых типов реальных данных. По состоянию на 2014 год [Обновить]ленточные накопители большей емкости все еще находились в разработке.
В 2011 году Fujifilm и IBM объявили, что им удалось записать 29,5 миллиардов бит на квадратный дюйм с помощью магнитных ленточных носителей, разработанных с использованием частиц BaFe и нанотехнологий, что позволило накопителям с истинной (несжатой) емкостью ленты 35 ТБ. [17] [18] Предполагалось, что технология не станет коммерчески доступной по крайней мере в течение десяти лет.
В 2014 году Sony и IBM объявили, что им удалось записать 148 миллиардов бит на квадратный дюйм с помощью магнитной ленты, разработанной с использованием новой технологии вакуумного формирования тонкой пленки, способной формировать чрезвычайно мелкие кристаллические частицы, что обеспечивает реальную емкость ленты в 185 ТБ. [19] [20]
Примечания [ править ]
- ^ Исторические интерфейсы включают также ESCON , параллельный порт , IDE , Pertec .
- ^ Некоторые современные конструкции все еще разрабатываются для работы в нелинейном режиме. Форматы IBM 3xxx предназначены для обеспечения движения ленты независимо от буфера данных: сегменты записываются, когда данные доступны, а пропуски записываются, когда буферы работают пустыми. Когда диск обнаруживает период простоя, он повторно считывает фрагментированные сегменты в буфер и записывает их обратно через фрагментированные разделы - «виртуальная обратная сцепка». [1]
- ↑ По состоянию на январь 2009[Обновить]года в Музее истории компьютеров в Маунтин-Вью, Калифорния, есть рабочие ленточные накопители IBM 729, подключенные к его рабочейсистеме IBM 1401 . [2]
Ссылки [ править ]
- ^ Меллор, Крис (2005-03-02). «Закончилась фиксация ленты мэйнфрейма» . TechWorld .
- ^ "1401Restoration-CHM" . Web.archive.org. 2011-05-14. Архивировано из оригинального 14 мая 2011 года . Проверено 31 января 2012 .
- ^ "Интернет-архив Wayback Machine" (PDF) . Web.archive.org. 2011-01-07. Архивировано из оригинального (PDF) 12 октября 2008 года . Проверено 31 января 2012 .
- ^ Crandall, Дэрил (30 апреля 1990). «Другой обзор 1/4» ленточных систем» . Sun Managers список рассылки. Архивировано из оригинального 10 -го марта 2012 . Проверено 2013-04-21 .
- ^ a b «Архивы IBM: 50 лет инноваций в области хранения данных» . 03.ibm.com . Проверено 31 января 2012 .
- ^ «Бескапельный магнитный ленточный накопитель с электронным эквивалентом длины ленты - Cipher Data Products, Inc» . Freepatentsonline.com. 1985-02-19 . Проверено 31 января 2012 .
- ^ «Инструкции по эксплуатации и обслуживанию ленточного транспортера модели F880» . Архивировано из оригинального 22 сентября 2007 года . Проверено 31 января 2012 .
- ^ "Подсистема магнитной ленты IBM 3480" . 03.ibm.com . Проверено 19 апреля 2013 .
- ^ "Руководство по техническому обслуживанию DECsystem 5100" (PDF) . Август 1990 . Проверено 31 января 2012 .
- ^ «Перенос резервных копий на ленту 3480 и 3490» . расширенная загрузка ООО . Проверено 19 апреля 2013 .
- ^ "Лента" . Alumnus.caltech.edu . Проверено 31 января 2012 .
- ^ "Технология плоских головок жесткого диска для линейной записи на ленту" . Web.archive.org. Архивировано из оригинального 16 февраля 2008 года . Проверено 31 января 2012 .
- ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2007-10-17 . Проверено 19 марта 2007 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ «Поиск данных - Hewlett-Packard Development Company, LP» . Freepatentsonline.com . Проверено 31 января 2012 .
- ^ «Ленточные войны: конец близок? - Ленточные накопители - отраслевые тенденции или события - стр. 2 | Обзор компьютерных технологий» . Findarticles.com. Архивировано из оригинала на 2012-07-10 . Проверено 31 января 2012 .
- ^ "Продукты и технологии ленточных накопителей STK" (PDF) . Проверено 31 января 2012 .
- ^ «Бариево-ферритовая магнитная лента FujiFilm устанавливает мировой рекорд по плотности данных: 29,5 миллиардов бит на квадратный дюйм» . Fujifilm. 22 января 2010 . Проверено 13 июля 2011 .
- ↑ Харрис, Робин (24 января 2010 г.). «Ленточный картридж на 70 ТБ: слишком много, слишком поздно?» . ZDNet . Проверено 13 июля 2011 .
- ^ «Sony разрабатывает технологию магнитной ленты с самой высокой в мире * 1 плотностью записи 148 Гб / дюйм2» . Sony Global . Проверено 4 мая 2014 .
- ^ Fingas, Джон (4 мая 2014). «Лента данных Sony емкостью 185 ТБ заставит ваш жесткий диск устыдиться» . Engadget . Проверено 4 мая 2014 .
- Эта статья основана на материалах, взятых из Free On-line Dictionary of Computing до 1 ноября 2008 г. и включенных в соответствии с условиями «перелицензирования» GFDL версии 1.3 или новее.
