Хранение на лентах. Может быть, в последний раз

    Все, приехали!

    С, хоть и не таким стремительным, как прежде, но все-таки поступательным увеличением емкости отдельного накопителя на жестких дисках и при сохраняющейся тенденции к снижению стоимости на них единицы информации, индустрия пришла к точке пересечения. Хранение на лентах УЖЕ  не самое дешевое.

    Выкладки позаимствованы из заметки Jean-Jacques Maleval "Tape Not Lowest Priced Storage Technology" в Storage Newsletter/
    Что у нас было в Pros&Cons лент?
- ниже стоимость хранения единицы информации (в расчете на стоимость картриджа)
- последовательный доступ к информаци. Внедрили Linear Type File System для оптимизации доступа к файлам, но это не меняет метод доступа - он по природе остается последовательным.
- большая долговечность носителя - до 30 лет. Ха!...
- оффлайн хранение. Лежит себе картридж, электричества не требует, к броскам напряжения в сети совершенно равнодушный.

    По стоимости хранения единицы.
   Стоимость LTO-7 картриджа с родной емкостью 6ТБ $120. Стоимость 6TB винчестера $250. Как бы - в 2 раза выше. К тому же, если пересчитать картридж для варианта со сжатием 2,5:1 - получается в 5 раз выгоднее картридж. Но это развод! Винчестер подключил к ЛЮБОМУ компьютеру (SATA условно-бесплатно найдется в компьютере в в пределах шаговой доступности) - и все. Что делать с ленточным картриджем? Несем его к загодя купленному за $ 2 500 лентоводу. Точка сразу сдвигается к формуле LTO лентовод + 20 картриджей = 10 6ТБ HDD. Счет идет в родных емкостях, поскольку теоретическое сжатие 2,5:1 можно также произвести на дисках. С массой картриджей возникает еще одна проблема - их вручную надо вставлять/вынимать. Тогда мы логично окружаем лентовод  автозагрузчиком или библиотекой. Но эти устойства тоже стоят немало денег! Причем - чем дальше (больше картриджей, для получения большего выигрыша по цене) - тем сложнее и дороже.
    В результате имеем, например: не самая дорогая библиотека компании Spectra Logic TFinity ExaScale с 12 лентоводами и набором из 50 картриджей (общая емкость со сжатием 2,5:1 - 750ТБ) оценивается в $ 508 410. Что эквивалентно массиву из 125 6ТБ жестких дисков всего за $ 21 250. Почувствуйте, как говорится, разницу! А ведь есть и 8ТБ, и 10ТБ жесткие диски. 8ТБ, кстати, в текущих ценах даже выгоднее, чем 6ТБ. А еще все два оставшихся производителя НЖМД очень активно работают над линейками специально оптимизированных архивных накопителей с соответствующим уровнем цен... Здесь, похоже, все ясно.

    Большая долговечность носителя.
    Во-первых, ленты надо постоянно-периодически перематывать туда-сюда, чтобы снимать статические напряжения и предотвращать деформацию. Во вторых - много ли вы найдете РАБОТОСПОСОБНЫХ ленточных накопителей, произведенных 25..30 лет назад? Ну, хотя бы 20... Ну, может быть, 10?... Это ж было недавно - 2007 год!!! Нашли? DDS, правда, не подходит... AIT, Mammoth, VXA тоже других форматов... Идея, я думаю, понятна? Правда, сейчас ситуация проще - остался один формат LTO и он вроде бы не собирается в близком будущем исчезать (в несколько более оптимистичном обзоре родмэп нарисован до 2024 года как минимум). Но реальная жизнь часто ломает все долговременные планы
http://viacheslavfonarev.blogspot.com/2015/09/lto.html

    Что еще в обойме осталось? Ах, да - оффлайн...
    Фантастика, но - допустим - молния обошла чудесным образом все защиты и ударила прямо в сердце датацентра. Выведя из строя все электронное оборудование, работавшее в тот момент. Или Боинг врезался в верхние этажи здания. Если ленточные картриджи с архивом (бэкапом) при этом хранились в несгораемом шкафу - есть надежда, что они не пострадали. Но на это мало-мальски грамотный сисадмин скажет: "Кто ж держит все яйца в одной корзине? Есть же возможность реплицировать данные на географически удаленное хранилище." Да, нужен широкий канал связи. Да, затраты на оборудование для хранения удваиваются. Но ведь у нас есть кратный запас в цене по сравнению с решением на лентах (см. параграф про стоимость).

    Что-то все аргументы Pro закончились...

Взгляд: "Да ленты еще и диски переживут!" LTO живет своей насыщенной жизнью.

    Цитаты:
"Лидеры ленточного хранения говорят, что их любимая технология не мертва, и на самом деле становится здоровее".
"Лента не умирает - она ​​становится здоровее и умнее".

    Поумнение и оздоровление идет параллельно по нескольким направлениям, касающимся накопителей, носителей (лент) и управления.

    LTO консорциум обновил родмэп, продолжив его линию несколько дальше - до предположительно 2022 года и формата LTO-10.

Внимательный читатель обратит внимание на "лишнюю" затабличную строку курсивом. Это - эмпирическое продолжение официальной таблички, сделанное редакцией The Register на основе информации об успешных исследованях текущего времени (IBM и Sony, в частности).

    Внимательный и вдумчивый читатель обратит внимание на довольно резкое сокращение периода между сменой поколений. Резво!

    Итак, какие ветры дуют в море LTO...

    14 сентября 2015 официально представлена спецификация поколения 7 LTO.

Коротко:
- емкость картриджа 6TB (15TB с компрессией 2,5:1)
- скорость передачи данных накопителем (с/на ленту, т.е. - скорость чтения/записи) до 750MB/s (2.7TB/час)  - данные с учетом компрессии
- вдвое увеличено количество головок чтения/записи
- улучшен серво-формат для адаптации к повышенной плотности записи
Поддерживаются уже введенные в предыдущем поколении:
- совместимость с LTFS (Linear Type File System - файловая система, учитывающая особенности линейного характера чтения/записи на ленты)

    Плотность записи и емкость картриджей.

    9 апреля 2015 IBM продемонстрировала запись на магнитную ленту с плотностью 123 миллиарда бит (Gb) несжатых данных на квадратный дюйм. В пересчете на стандартный LTO картридж - это 220TB. Как теперь модно - приводятся более впечатляющие и поражающие воображение "бытовые" аналоги: "Это 1,37 триллиона (!) СМС сообщений или текст 220 миллионов книг, для которых требуется полка длиной 2 200 км - расстояние от Лас-Вегаса до Хьюстона, что в Техасе". Последнее особенно впечатляет! А вообще - в США штук 18 Хьюстонов...
    Для достижения результатов, IBM сделала:
- улучшенную систему серво-контроля, включающую контроль скорости перемещения ленты, позиционирования головок. В результате головка позиционируется с точностью до 6 нанометров, что позволяет разместить 181 300 треков на дюйм.
- улучшенные головки чтения/записи, позволяющие использовать носитель с BaFe рабочим слоем. Исследования ведутся в кооперации с FUJIFILM.
- инновационные алгоритмы обработки в канале данных с предсказанием шума
- GMR головки со сверх-узким 90-нанометровым рабочим зазором.

    30 апреля 2014 Sony разместила пресс-релиз о технологии магнитной записи на ленту с плотностью 148 гигибит на квадратный дюйм. Это на год раньше и на 20% больше, чем у IBM. Продолжив цепочку ассоциаций по аналогии с IBM - книжная полка у Sony длиннее полки IBM на 440 км!!! Т.е - от Лас-Вегас прямо до Ciudad de México.
    В пересчете на картридж, у Sony получается 185TB. Меньше, чем у IBM - видимо, лента в картридже меньшей длины или ширины.
    Результат достигнут за счет создания магнитного слоя с размером магнитных частиц порядка нанометров с равномерной кристаллической ориентацией. Получается он электростатическим осаждением в аргоне.
    Беда состоит в том, что Sony идет своей тропой, она не присоединилась к LTO консорциуму.

    Управление и мониторинг.

    В пресс-релизе этого нет. В статье Techrepublic приводятся комментарии сотрудника IBM Shawn Brume:
    LTO-7 использует новую технологию, названную Extended Copy. Система заимствована у SCSI стандарта - копирование информации производится непосредственно между устройствами без участия управляющего хоста (сервера)
    Контроль состояния носителей (картриджей с лентами). Администратор должен быть уверен, что носитель в кондиционном состоянии! Для того, чтобы быть в этом уверенным, в паузах между "боевыми" заданиями вынимались с полок картриджи, не участвующие в работе некоторое время, проверялись на предмет работоспособности, складывались обратно. В случае, если что-то пошло не так, администратор не мог сходу сказать - кто виноват: привод или носитель? Теперь привод знает состояние и может выдать отчет "наверх" о состоянии и результатах проверки каждого носителя в библиотеке. Он и раньше это знал, но никому ничего не говорил. Потому что не спрашивали! Технология позволит предупредить ошибки и принять меры до их наступления.

    Вердикт

    Шаги, которыми движется индустрия хранения на лентах с точки зрения емкости и "умности" таковы, что технология может пережить диски! - это мнение Dave Woiti, управляющего Information Storage Industry Consortium. Флеш в системах хранения занимает все большую долю. За счет чего? По мнению Dave Woiti, она может вытеснять НЖМД, не затрагивая при этом ленты. В итоге, датацентры будут иметь два уровня хранения - флеш под горячие данные и ленты под все остальное.

http://www.lto.org/2015/09/the-lto-program-announces-upcoming-generation-7-specifications-for-licensing/
http://www.techrepublic.com/article/tape-isnt-dying-its-getting-healthier-and-smarter/

Sony Corporation - 148 Гб/кв.дюйм на лентах

    Sony, оказывается, не совсем еще забросил ленточные накопители! Тратит деньги на исследования и новые технологии.

    30 апреля 2014 корпорация Sony представила технологию нанесения покрытия с наногранулированным магнитным слоем, которая позволит повысить плотность записи на ленточные носители до 148 гигабит / квадратный дюйм. Это в 74 раза больше, чем у существующих ныне LTO-6 (2 Гб/кв.дюйм) носителей. Неслабый рывок!.. 185 ТБ на одном картридже.

    Собственно, физика не меняется. Sony добилась получения очень тонкого рабочего слоя магнитного материала с очень равномерной структурой кристаллов. Для этого происходит напыление "сглаживающего" промежуточного слоя, выравнивающего поверхностные неровности полимерного носителя и магнитомягкого подслоя. Неровности приводили к осаждению неравномерных по размеру кристаллов с некоторым разбросом магнитной ориентации. В результате, Sony получает гранулы со средним размером 7,7 нм.

http://www.sony.net/SonyInfo/News/Press/201404/14-044E/index.html