Crédit photo: Victor Prado
Les progrès dans le domaine de l'intelligence artificielle et grande analyse des données au cours des dernières années, créant ainsi une puissante incitation pour les entreprises à recueillir des informations sur leurs activités tous les aspects mesurables de l'information, il ne devrait pas être une surprise. De plus, les règles financières en vigueur pour exiger toutes les unités liées à un temps record de rétention est aussi beaucoup plus que par le passé. Ainsi, diverses entreprises et institutions détiennent de plus en plus d'informations.
La recherche montre que les données sont en cours d'enregistrement à un taux annuel de 30% à 40% d'augmentation de la capacité de . En même temps, le taux de croissance de la capacité du disque dur moderne pour le stockage de données est inférieure à la moitié de cette vitesse. Heureusement, la plupart des informations n'a pas besoin d'un accès instantané. Pour ce type d'information, la bande est la solution parfaite.
Vraiment? Bande? L'idée peut évoquer des souvenirs des apparaît comme genre « Storm Computer » (bureau EHD), ou « Docteur Folamour » (Dr Strangelove) ces vieux films dans la bande suivante de disque central en rotation par intermittence. Eh bien, nous allons faire une vérification des faits rapidement: le ruban ne disparaîtra jamais!
En effet, La plupart des données du monde est toujours conservé sur bande Y compris les sciences fondamentales (comme la physique des particules et en astronomie radio) patrimoine culturel et des archives nationales, les films, la banque, l'assurance, l'exploration pétrolière et les données, et tant d'autres aspects. Il y a même un groupe de personnes (y compris moi, ont reçu la science des matériaux de formation professionnelle, d'ingénierie ou aspects physique), leur travail est d'améliorer sans cesse le stockage à bande magnétique.
Oui, les bandes ont été autour depuis longtemps, mais la technologie n'a pas encore l'histoire, mais bien au contraire. Et aussi dur que les transistors, Bande a fait d'énormes progrès au cours des dernières décennies .
Les premiers systèmes de stockage de bande numérique commerciale sont le modèle d'IBM 726, qui peut stocker environ 1,1 Mo de données sur un rouleau de ruban. Aujourd'hui, quand une nouvelle boîte de bandes peut contenir 15TB des données. Une bibliothèque robotique qui peut accueillir jusqu'à 278PB des données, si elle est sur le CD, vous aurez besoin tant de stockage de données sur 3,97 cent millions de CD (qui peut être une pression d'un, puis empilées, formera une très plus de 476 tours kilomètres).
En effet, la bande ne peut pas fournir plus rapidement un disque dur ou une vitesse d'accès de mémoire à semiconducteur. Cependant, les avantages de la bande ou beaucoup. Tout d'abord, Plus stockage sur bande écoénergétique : Une fois que toutes les données sont enregistrées et la cassette restera tranquillement fente de bandothèque, il ne consomme aucun pouvoir. La bande est également très fiable Le taux d'erreur est inférieur à celui des quatre à cinq durs ordres de grandeur. La bande est toujours très sûr , Avoir un cryptage dynamique intégré et une sécurité supplémentaire par la nature du médium lui-même offert. Après tout, si la bande est installé dans le lecteur, vous ne pouvez pas accès aux données ou Modify stockées. Compte tenu du vol de données par les cyber-attaques est de plus en plus, cette « entrefer » gatekeeper particulièrement attractif.
Caractéristiques hors de la bande fournit également une ligne de défense supplémentaire pour le logiciel défectueux. Par exemple, en 2011, une mise à jour du logiciel Google, le code d'un défaut conduit à Google accidentellement supprimé e-mail environ 40.000 comptes Gmail. Bien que le stockage de copies multiples de données sur plusieurs centres de données disque dur, mais les données manquent encore. Heureusement, les données sont également enregistrées sur bande, Google a finalement récupérer toutes les données perdues à partir de sauvegarde sur bande.
L'événement 2011 a été le premier à révéler les fournisseurs de services cloud Gmail fonctionnent en utilisant du ruban un cas. Plus récemment, Microsoft a annoncé son Azure Storage Archive utilise le périphérique de stockage sur bande IBM.
1951: le premier à être utilisé avec un ordinateur (Univac) d'enregistrement de données sur une bande. Photo: Bettmann / Get
1952: Lancement des systèmes commerciaux de stockage sur bande d'ordinateur (IBM 726). Crédit photo: IBM.
1964: Lancement de la bande de neuf pistes. Crédit photo: IBM.
1968: Lancement du lecteur de bande d'enfilage automatique (IBM 2420). Crédit photo: IBM.
1974: Les premières bibliothèques de bandes automatiques (mécaniques) (IBM 3850). Crédit photo: IBM.
1974: Les premières bibliothèques de bandes automatiques (mécaniques) (IBM 3850). Crédit photo: IBM.
1984: art sortie magnétique à couche mince (IBM 3480) et une bande de 4 x 5 pouces. Crédit photo: IBM.
1989: sortie numérisé bande de stockage de données (bande à balayage hélicoïdal). Crédit photo: Kadin2048 / Wikipedi
1993: Lancement de bande linéaire numérique. Crédit photo: Christian Taube / Wikipedia.
2009: IBM a lancé le système Linear Tape File. Crédit photo: IBM.
2009: IBM a lancé le système Linear Tape File. Source: Hewlett Packard Enterprise / IBM / Quantum.
2017: La dernière génération de version LTO (LTO-8). Crédit photo: IBM.
Bien que la bande présente les avantages ci-dessus, les entreprises utilisent la bande magnétique est généralement la principale raison ou pour des considérations économiques. Le coût du stockage sur bande est la même quantité de données stockées sur le disque requis pour un sixième du coût Ceci est la raison pour laquelle vous ne pouvez presque les systèmes de bande trouvé dans un endroit pour stocker de grandes quantités de données. Mais parce que la bande a complètement disparu des produits de consommation, la plupart des gens ne savent pas qu'il existe, il est encore plus ne savent pas la technologie d'enregistrement sur bande au cours des dernières années fait de grands progrès et continueront à faire dans un avenir prévisible progrès.
Tout ce qui est à dire, la bande a été avec nous depuis des décennies, et continuera d'exister dans les décennies à venir. Comment puis-je être sûr? Continuez à lire et vous saurez pourquoi.
Bande a pu survivre si longtemps, il y a une raison fondamentale: il est pas cher. De plus, il devient de plus en plus cher. Mais la situation aurait été le cas?
Vous pourriez penser que, si la capacité de mettre plus de données sur le disque dur est l'affaiblissement, puis d'utiliser la même technologie de base, mais la bande plus est également le cas. Étonnamment, la réalité est que pour les bandes, cette capacité accrue et ne montre aucun signe de ralentissement. En fait, sa capacité de stockage devrait être en mesure de continuer à croître pendant de nombreuses années à taux de croissance historique d'environ 33% par an, ce qui signifie à peu près tous les deux à trois ans doublera la capacité de stockage de la bande. Cela peut être considéré comme la bande loi de Moore.
Pour ceux qui doivent faire face au problème de l'explosion des données dans le budget de stockage n'est pas élevé, ce sont de bonnes nouvelles. Pour comprendre pourquoi la bande a encore un grand potentiel que le disque dur, bande et disque dur peuvent penser de l'évolution en cours.
Les deux reposent sur les mêmes mécanismes physiques de base pour le stockage des données numérisées. Ils sont mince film magnétique à voie étroite capable de stocker, la commutation entre les deux états polaire magnétique dans le film. L'information est codée sous la forme d'une série de bits, présente en un point particulier le long de la piste par une conversion distribuée ou pôle absence représentés. Depuis les années 1950, l'introduction de bandes magnétiques et les fabricants de disques durs ont été à la fois « plus dense, plus vite, moins cher » slogan qui pousse. Le résultat est le développement des deux le coût (par capacité gigaoctet dollars nécessaire) ont été réduits de plusieurs ordres de grandeur.
La densité d'enregistrement magnétique du substrat peut être de la croissance exponentielle de l'information par millimètre carré, ce qui entraîne le disque dur et la réduction des coûts du ruban adhésif. La densité de surface (densité surfacique) est la densité d'enregistrement le long des pistes de données et la densité de piste du produit dans la direction verticale.
Dans les premiers stades, et la densité de surface de la bande est semblable à un disque dur. Cependant, une plus grande taille du marché et les revenus des ventes de fonds fournis de disque dur pour plus d'importants travaux de R & D, ce qui rend les fabricants de disques durs peuvent plus activement à améliorer la densité de surface du disque dur. Par conséquent, Le courant de densité de surface du disque dur de grande capacité est d'environ 100 fois la dernière bande.
Néanmoins, la bande a une plus grande surface disponible pour l'enregistrement, le système le plus avancé dans la boîte de cassette de la machine peut contenir jusqu'à 15 To de données - plus de la plus grande capacité du disque dur de capacité du marché. Bien que près de deux appareils prennent de la place, mais il est vrai.
Crédit photo: Victor Prado
Interne et externe: Un temps d'utilisation de nouvelles technologies cartouche Linear Tape Open (LTO), comprenant une bobine seulement après qu'il est inséré dans le système de bande, la bande est enroulée automatiquement sur une transmission intégrée de la bobine.
Bien sûr, en plus de la capacité, et les caractéristiques de performance des lecteurs de bande est très différent. Longueur de la bande dans la cassette à bande typiquement des centaines de mètres, entraînant le temps d'accès aux données moyenne de 50-60 secondes, alors que le temps d'accès aux données moyenne du disque dur de seulement 5 à 10 millisecondes. Cependant, de façon surprenante, le taux de données écrites sur la bande écrit deux fois à la vitesse du disque et plus encore.
Au cours des dernières années, la densité surfacique des données sur le disque dur du taux de croissance d'environ 40% par an pour ralentir sa moyenne historique de 10% à 15%. Les raisons de certains faits physiques de base: Pour plus de données, l'allocation de bits nécessite une zone plus petite pour chaque enregistrement dans une zone donnée. Cela affaiblirait peut obtenir la force lors de la lecture du signal de bit. Si le signal est trop réduit en intensité, il disparaîtra dans le revêtement certaines des caractéristiques de bruit des particules magnétiques car les particules générées sur le disque dur.
En ayant ces petites particules, le bruit de fond peut être réduit. Cependant, il est difficile de réduire les particules magnétiques à une certaine taille sans compromettre leur capacité à maintenir de manière stable à l'état magnétique. Dans cette industrie, La taille minimale possible de l'enregistrement magnétique est appelée limite superparamagnétique. Les fabricants de disques durs ont atteint la taille limite.
Jusqu'à tout récemment, une telle capacité de croissance lente du consommateur ne sont pas évidentes, parce que les fabricants de disques durs peuvent ajouter plus par la tête et les médias dans chaque disque dur pour être compensé, de sorte que emballé dans la même taille atteindre une plus grande capacité de stockage. Mais maintenant, plus d'espace et d'augmenter le coût des têtes et les disques ont des avantages limités fabricants de disques durs disponibles peuvent recevoir. Ralentissement est devenu évident.
Certains sont une technologie développée permet le disque dur de sortir la limite superparamagnétique aujourd'hui. Ceux-ci comprennent l'enregistrement magnétique assistée thermiquement (la HAMR) et micro-ondes assistée enregistrement magnétique (MAMR), ce qui permet l'utilisation de particules plus petites, de sorte qu'une zone plus petite du disque est magnétisé possible. Cependant, ces méthodes augmentent les coûts et apporter un défis techniques difficiles. Selon les affirmations du fabricant, même si ces technologies développées avec succès, ils peuvent fournir une croissance des capacités peut également être limitée. Par exemple, a récemment annoncé qu'elle commencera à expédier le disque dur en 2019 MAMR Western Digital attend a déclaré la société, la technologie MAMR ne peut faire le disque dur areal densité a augmenté d'environ 15% par an.
En revanche, les dispositifs de stockage de bande de densité surfacique actuellement en usage est bien inférieur à la limite superparamagnétique . Par conséquent, la bande a également la loi de Moore peut durer dix ans ou plus, sans se heurter à des obstacles à leur fondation niveau physique.
Cependant, la bande est aussi une technique délicate. Il amovibilité, un substrat polymère mince est pas substrat de manière rigide et enregistré en même temps dans un maximum de 32 pistes parallèles, un grand obstacle pour le concepteur. Voilà ce que je à l'équipe de recherche de laboratoire de recherche IBM de Zurich a essayé de trouver des raisons de faire l'expansion continue de la méthode de bande de capacité (soit sur le disque en utilisant la technologie d'adaptation ou l'invention de nouvelles méthodes).
2015, Fuji Photo Film Co., Ltd et nos partenaires montrent ensemble en utilisant perpendiculairement aux particules ultra-faible de ferrite de baryum bande magnétique, les données de la bande peuvent atteindre plus de 12 fois la densité d'enregistrement de la technologie commerciale actuelle permet la densité. Récemment, nous avons des solutions de médias de stockage Sony entreprises a montré environ 20 fois la densité de surface actuellement le plus avancé bande magnétique à enregistrement de données est possible. Si vous pouvez commercialiser la technologie, il peut avoir besoin d'une douzaine de cassette pour archiver une grande production de programmes de télévision de tout son matériel numérique dans l'avenir sera en mesure de sauver une seule bande est en baisse.
Crédit photo: David Parker / Sciences Source; Copyright: IBM.
Le flot de données: Bibliothèque moderne peut accueillir des centaines de PB, lancé en 1952 et IBM 726 (ci-dessous) peut stocker seulement quelques méga-octets.
Nous avons fait beaucoup de progrès dans la technologie, a été en mesure d'atteindre une capacité de stockage de cette taille. Tout d'abord, nous avons amélioré la capacité de la tête de lecture-écriture mobile le long des pistes allongées sur la bande. Dans notre dernière piste de démonstration largeur est seulement environ 100 nanomètres.
Nous avons également réduit lecteur de données - les pistes de capteur magnétorésistif pour lire des données enregistrées - la largeur du rétrécissement de courant micron à concurrence de moins de 50 nanomètres. Par conséquent, nous utilisons un petit lecteur pour obtenir le signal est très bruyant. Nous avons compensé en augmentant le rapport signal sur bruit du support lui-même (ce qui est la taille et l'orientation des particules magnétiques et leur composition, en fonction de la souplesse et la douceur de la surface magnétique de la bande). Pour résoudre ce problème, nous avons amélioré le traitement des signaux et des systèmes de correction d'erreur d'équipement utilisé.
Pour vous assurer que notre nouveau numéro moyen prototype de données peuvent être conservées pendant 10 ans, nous avons changé la nature des grains magnétiques dans la couche d'enregistrement pour le rendre plus stable. Cependant, ce changement afin que les données enregistrées devient plus difficile, de sorte que le capteur de bande ordinaires ne peuvent pas les données de manière fiable à écrire les nouveaux médias. À cette fin, nous avons utilisé la tête d'écriture spéciale qui produit un champ magnétique beaucoup plus forte que les têtes conventionnelles.
L'utilisation de ces technologies, nous sommes en mesure dans notre système de laboratoire pour lire et écrire des données de densité linéaire 818.000 bits par pouce (pour des raisons historiques, les ingénieurs de bande à travers le monde en pouces mesurer la densité de données). Combinaison 246,200 pistes par pouce peuvent gérer la nouvelle technologie, notre dispositif prototype réalisé par pouce carré densité surfacique de 201 gigabits. Supposons qu'une cassette peut accueillir longue bande 1140 m (épaisseur de la lumière des nouveaux supports de bande que nous utilisons moins qu'avant, cette hypothèse est raisonnable), ce qui correspond à une densité de surface allant jusqu'à 330 TB unique capacité de la bande de la cassette. Cela signifie qu'un enregistrement de données peut remplir une brouette avec autant disque dur peut contenir.
En 2015, l'alliance de l'industrie de stockage de l'information (composé de Hewlett-Packard, IBM, Oracle, Quantum plusieurs groupes de recherche universitaires et co-fondateur de l'organisation) a publié le « stockage sur bande internationale feuille de route » (stockage international de bande magnétique), le papier prédit que en 2025, le stockage de la bande de densité surfacique par pouce carré atteindra 91 Gb. Selon cette déduisent de tendance, 2028, stockage sur bande de densité surfacique par pouce carré sera plus de 200 Gb.
Les auteurs de la feuille de route sont intéressés par l'avenir du stockage sur bande. Mais vous n'avez pas à vous soucier de leur trop optimiste. Moi et mes collègues des expériences de laboratoire menées récemment montré que par pouce carré areal densité de 200 Go est tout à fait possible. Par conséquent, à mon avis, au cours des dix prochaines années au moins, la bande garder complètement sûr la croissance de la capacité.
En fait, La bande peut appartenir au dernier lot de technologies de l'information toujours suivre la loi de Moore - au moins au cours des dix prochaines années, il peut encore suivre cette loi. Ce qui, à son tour ne fera qu'augmenter les avantages de coût de la bande par rapport au disque dur et d'autres technologies de stockage. Donc, même si vous pouvez voir rarement en dehors du film noir et blanc, la bande continuera de jouer un rôle important dans les prochaines années.
Cet article sera publié dans l'édition imprimée Septembre 2018 SPECTRUM IEEE, intitulé « de stockage sur bande monte un Comeback ».
L'écrivain Mark Lantz est responsable de la technologie de bande avancée du laboratoire de recherche IBM de Zurich.
références :
. John Gantz, David Reinsel Le numérique Unviserse en 2020 :. Big Data, ombres numériques plus grands, et la croissance plus grande en Extrême-Orient - Etats-Unis Februry 2013. Disponible à https://www.emc.com/collateral/ analyste-rapports / idc-numérique-univers-uni-states.pdf.
Source: Institut IEEE ingénieurs électriciens et électroniciens
