磁带:数据存储最佳选择?

南方都市报
研究显示,人们每年记录的数据量正以30%到40%的速度增长。与此同时,用于存储这些数据的现代硬盘,其容量增长速度还不到数据量增长速度的一半。 科学家指出,对上述问题,磁带是完美的解决方案。在可预见的未来,...

研究显示,人们每年记录的数据量正以30%到40%的速度增长。与此同时,用于存储这些数据的现代硬盘,其容量增长速度还不到数据量增长速度的一半。

科学家指出,对上述问题,磁带是完美的解决方案。在可预见的未来,磁带还将继续发挥作用。各种事实表明,磁带已经陪伴我们几十年,未来几十年还将继续存在。

未来数十年磁带依然存在

由于大数据和人工智能领域的发展日新月异,促使企业和机构加快速度收集信息,这已经不足为奇。加上现在的金融监管日益规范,要求各家机构保存比过去时间更长的记录。因此,各种各样的公司和机构存储的信息越来越多。

但是,磁带的存储功能真的比磁盘强吗?这让人联想起1958年的电影《电脑风云》(Desk Set)和1964年的《奇爱博士》(Dr.Strangelove),联想起那种在大型电脑主机旁断断续续旋转的旋转盘。如此看来,磁带从未在人世间消失过!

事实上,世界上很多数据仍然被记录在磁带中,包括基础科学的数据,如粒子物理学和射电天文学,人类遗产和国家档案馆,主要电影、银行、保险、石油勘探数据等等。不仅如此,还有一群人(包括受过材料科学、工程和物理方面训练的人)正在工作,不断改进磁带的存储功能。

磁带存储好处多多

磁带已经存在很长一段时间了,但是这项技术并没有被时间冻结。它只是完全从消费级产品中退出,导致大多数人不知道它的存在而已。

就像硬盘和晶体管一样,磁带在过去几十年里取得了巨大的进步。

在20世纪50年代,IB M最早把盘式磁带用在数据存储上。第一个商用数字磁带存储系统,即IB M的726型,可以在一卷磁带上存储1.1兆字节,代替1万张打孔纸卡的存储量,于是盘式磁带马上获得了成功,成为直到20世纪80年代之前最为普及的计算机存储设备。

在20世纪80年代末,大家都聚在一起看老电影,当时看到巨大的圆盘来回转,这就是盘式磁带。

如今,一个现代的磁带盒可以容纳15万亿字节。一个机器人磁带库可以存储278pb的数据。如果将这么多数据存储在光盘上,需要超过3.97亿张光盘,这些光盘要是叠加起来,将垒成476公里高的高塔。

磁带存储的优势还很多。首先,磁带存储更节能:一旦所有数据都被记录下来,磁带盒就会静静地存储在一个插槽里,根本不消耗任何能量。磁带也非常可靠,错误率比硬盘驱动器低4到5个数量级。磁带是非常安全的,有内置的、动态的加密和由介质自身提供的额外安全保障。毕竟,如果墨盒没有安装在驱动器中,数据就无法被访问或修改。

鉴于通过网络攻击窃取数据的速度越来越快,磁带的这种“空档”尤其具有吸引力。磁带的离线特性,还提供了额外的防御漏洞软件的防线。

例如,在2011年,软件更新的一个缺陷导致谷歌意外删除了大约4万个Gmail账户中保存的电子邮件信息。尽管存储在多个数据中心的硬盘驱动器上的数据有多个副本,但这种损失还是发生了。

幸运的是,上述数据也被记录在磁带上,谷歌最终可以从备份中恢复所有丢失的数据。

2011年Gmail事件是首批披露云服务提供商使用磁带进行运营的事件之一。最近,微软宣布其Azure存档存储使用IBM磁带存储设备。

磁带存储价廉物美

尽管有这些优点,很多公司使用磁带的主要原因通常是简单的经济学———便宜。磁盘存储的成本,仅仅是磁带存储费用的六分之一,这就是为什么人们几乎在任何存储大量数据的地方,都可以发现磁带系统。

磁盘还可以继续存在下去,因为它不仅目前很便宜。而且越来越便宜。

这种情况会一直持续下去吗?你可能会认为,随着需要存储的数据越来越多,磁盘的存储能力逐渐减弱,磁带也可能如此,存储功能越来越弱。令人惊讶的是,对于磁带来说,随着时间的推移,它的存储量却在增加,并没有显示出放缓的迹象。实际上,它还以每年约33%的速度发展着,持续很多年。这意味着,大约每两到三年,磁带的产能就会增加一倍。有人把它叫作是磁带的摩尔定律。

什么是摩尔定律?这是由英特尔(Intel)创始人之一戈登·摩尔提出来的。其内容为:当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。换言之,每一美元所能买到的电脑性能,将每隔18-24个月翻一倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度。

也就是说,尽管磁带使用的技术与磁盘基本相同,但磁带使用的寿命更长。对于那些不得不面对数据爆炸的人来说,这是一个好消息。

新技术让磁带迎来第二春

目前,针对磁带的技术研发投入仍然是非常可观的。各种新技术的出现,让磁带迎来了第二春。

例如,2013年,AIT-3的出现,大大增强了磁带数据的安全性。这种磁带主要的特点是采用螺旋扫描的方式进行记录。这就好像传统的录影带。这个磁带机中,只有磁鼓在高速旋转。而其他部门,如磁带、伺服器等等都是急速运转的。这种设计就可以提高磁带的寿命,增强其数据的安全性。

在实际工作中,AIT先进智能磁带主要在企业中用于数据备份。因为机架式A IT磁带库体积比较小、能够比较低、容量比较大、成本比较低。故其特别适合与企业级的数据备份。再如VXA技术的出现,提高了磁带的性能,并且进一步降低了磁带的成本,提高了数据读写的可靠性。

简单地说,VXA技术不依赖于精确的磁头与磁道位置来保证读写的可靠,而是通过自动调节磁带移动速率,使之与主机的传输速率相匹配。这个特性可以解决很多磁带存储设备所面临的问题。如能够完全消除磁带存储设备的回扯问题,显着提高这种存储介质和驱动器的可用性。

类似的还有DLT、LTO等技术,都在很大程度上提高了磁带设备的安全性与可用性。

2015年,富士胶片研发出BAFE钡铁氧技术,将单盘磁带的理论容量提升到了220T B,2018年,富士胶片公布了LTO7到LTO10的开发路线图,LTO10的预定标准是非压缩容量达到48T B。

可以预见,未来仍然会有更多新技术的出现。这些新技术让磁带能够满足企业最新的需求。从而让企业焕发新活力。

存储新科技正在开发中

2018年4月,微软公司宣布,虽然自己是全球最大的磁带存储用户,但希望拥有更快的替代方案以支持人工智能数据。

微软公司目前正在为其Azure云服务开发一类新的基于磁盘的存储方案,旨在为部分磁带运作速度缓慢的情况提供补充性支持。

Azure的首席技术官MarkRussinovich日前在澳大利亚悉尼的一次会议当中表示,微软公司已经部署有磁带库为A zure归档服务提供支持,但表示,“我们对此并不满意”。Russinovich展示了一张IBMT S3500磁带库的幻灯片,并表示“我们认为从存储成本与访问延迟的角度来看,磁带的成本其实并不算太低,但仍然比磁盘要好一点。”

他同时补充称,“我们之所以加大这方面的投资,是因为磁带驱动器相当昂贵,且需要在数据中心之内建立特殊的配套基础设施。”

磁带存储:数据安全最后防线?

日前,有记者采访全球领先的LTO数据流磁带生产厂商富士胶片。该公司媒体事业部营业部长中谷友纪指出,磁带存储具有单位成本低、存储容量大、数据安全高、保存周期久等优势。

他认为,利用磁带存储的超大容量、快速归档传输速率、合理的总拥有成本以及可靠的离线存储特性,使得大数据存储的长久安全成为现实,磁带将成为数据安全的最后一道防线。

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