Эффективность использования поверхности ленты
Наклонно-строчная технология предполагает наличие коротких дорожек на поверхности ленты, поэтому можно получить значительно более высокую плотность расположения дорожек. А за счет применения более совершенных лент AME плотность записи на самих дорожках тоже выше, чем при линейной записи (таблица 1).
Из всего перечисленного можно сделать вывод о значительном технологическом превосходстве наклонно-строчной технологии магнитной записи над линейной. В пользу этого вывода свидетельствует также то, что уже давно устройства, обладающие наибольшей емкостью и производительностью (DTF-2 от Sony и D-2 от Ampex) используют именно наклонно-строчную технологию магнитной записи.
Из тенденций развития современных магнитных лент видно, что ленточные системы продолжают терять свои преимущества перед недорогими дисковыми массивами. Логично говорить о том, что к 2004 году они практически сравняются в стоимости хранения. Подобная картина возникает при сравнении емкостей картриджей магнитных лент и дисковых накопителей.
Согласно оценкам аналитиков, для того, чтобы сохранить жизнеспособность решения, ленточные устройства должны наращивать емкость, по меньшей мере, теми же темпами, что и дисковые системы, но сохраняя низкую удельную стоимость хранения данных.
Несмотря на то что плотность записи на дисках будет продолжать расти, ожидается замедление темпов роста по мере приближения к границам, определяемым суперпарамагнитными эффектами. Так как для магнитной записи на ленту характерна гораздо меньшая плотность и гораздо большая рабочая поверхность, то ленточные устройства имеют возможность развиваться более быстрыми темпами, чем дисковые накопители.
Результатом этого развития станет уменьшение удельной стоимости хранения на лентах.
Предсказывают также, что в самое ближайшее время пользователям потребуются емкости картриджей заметно превышающие значение 200 Гбайт. Сейчас уже существуют ленточные устройства высокой емкости, как на базе линейной записи, так и на базе наклонно-строчной записи. Устройства с линейной записью работают с металлопорошковой лентой (MP). Сегодня на одном картридже с такой лентой можно хранить 100 и 200 Гбайт несжатых данных. Имеется и перспективный план развития, предполагающий поэтапное увеличение емкости картриджа. Однако технология линейной записи не в состоянии обеспечить необходимой конкурентоспособности удельной стоимости хранения данных (стоимость в пересчете на 1 Гбайт). Для этого требуется определенный технологический прорыв в области производства носителей и создание новых устройств магнитной записи.
Фактически до конца десятилетия технологии линейной записи не в состоянии преодолеть барьер плотности записи 1 Гбит/кв. дюйм. Соответственно, нативная емкость картриджа едва ли превысит 1 Tбайт. В то время как для сохранения превосходства магнитных лент над дисковыми накопителями в сегменте корпоративных систем требуется достичь к 2011 году емкости 10 Тбайт, при существенно более низкой стоимости хранения данных.
Таким образом, назрела необходимость появления новой технологии, способной преодолеть ограничения емкости и скорости, присущие современным ленточным устройствам.
Новая технология Super-AIT, предложенная компанией Sony, собственно говоря, является дальнейшим развитием фирменной технологии AIT (advanced intelligent tape) и предполагает достичь нативной емкости картриджа 1 Tбайт до 2006 года. Super-AIT, взявшему более широкую и длинную, чем у обычных устройств AIT, ленту, удалось увеличить нативную емкость картриджа в пять раз (по сравнению с последними моделями AIT).
Итак, устройство S-AIT создано фирмой Sony, имеет форм-фактор 5,25 дюйма (как и DLT/LTO), как и у DLT/LTO, приемная катушка размещена в самом приводе, картридж — однокатушечный, а лента тоже имеет ширину 0,5 дюйма (вот она, эффективность использования физического объема картриджа!).
Благодаря этому у изготовителей библиотек магнитных лент не будет сложностей с установкой новых устройств в спроектированные под DLT/LTO системы (существующие роботизированные механизмы без переделки смогут работать с новыми картриджами, сам привод Super-AIT легко встанет на место привода DLT/LTO). Большинство же современных библиотек (например, Overland Storage, Spectra Logic) позволяют устанавливать внутри одной системы разные приводы. Эта особенность позволяет разделить одну физическую библиотеку на несколько виртуальных библиотек, каждая из которых будет работать со своей группой серверов в собственной программной среде.
На этом сходство и заканчивается, так как используется наиболее совершенная в настоящее время металлонапыленная лента и наклонно-строчная запись.
Приведем технические характеристики формата S-AIT первого поколения (таблица 2).
Привод Super-AIT имеет систему мониторирования состояния магнитных головок и при необходимости активизирует «Активный очиститель головок». Поэтому чистка головок происходит только тогда, когда это действительно необходимо (слишком частая чистка сокращает срок службы магнитных головок).
Еще одна интересная особенность механизма — две скорости поиска. Поиск при небольшой скорости происходит обычным образом, а когда нужно просмотреть/пропустить большой объем — петля, охватывающая блок вращающихся головок, сматывается, и лента с большой скоростью перематывается, проходя весь тракт практически по прямой линии без изгибов. В результате снижается время доступа к файлам, а срок службы головок увеличивается.
Как и для любой другой технологии, для S-AIT имеется перспективный план развития вплоть до 2010 года (рис. 5). Отличия новой технологии Super-AIT от существующих AIT скорее количественное (однокатушечный картридж, более широкая и длинная лента). Методы и плотности записи соответствуют показателям приводов AIT, начиная с текущего AIT-3. По тем же причинам появление новых поколений AIT и S-AIT будет происходить практически в одно и то же время.
Теперь, когда новая технология S- AIT стала реальностью, из тенденции развития ленточных и дисковых систем видно, что применение ленточных систем по-прежнему остается экономически привлекательным.
Стоит прибавить, что помимо Sony выпуском устройств и носителей данного типа будут заниматься компании Matsushita Kotobuki Electronics Industries и Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Сомневаться, что так оно и будет, не приходится.
Устройства первого поколения S-AIT уже поставляются OEM-партнерам. Начало поставок библиотек магнитных лент на базе новых устройств предполагается в конце текущего или в начале следующего года. Соответственно, в то же время (а возможно, и раньше) можно ожидать S-AIT первого поколения и в дистрибьюторском канале.
Кроме того, примерно в то же время ожидается появление приводов AIT четвертого поколения — AIT4, с нативной емкостью картриджа 200 Гбайт. Все это существенно укрепит позиции технологии наклонно-строчной записи.
В таблице 3 приведено сравнение технологии S-AIT первого поколения с современными форматами LTO (Ultrium) второго поколения и SDLT320 (промежуточный формат между первым и вторым поколениями SDLT). Из сравнения видно, что по надежности представители лагеря устройств с линейной записью уступают новой технологии. По скорости SDLT320 проигрывает почти вдвое, а LTO-2 примерно соответствует. Учитывая, что скорость (производительность) устройств с линейной записью зависит от условий использования в гораздо большей степени, чем скорость (производительность) устройств с наклонно-строчной записью, можно предположить, что в реальных условиях производительность S-AIT-1 будет выше, чем производительность LTO-2.
Емкость же картриджа S-AIT-1 превосходит емкость картриджа LTO-2 в 2,5 раза. Если учитывать сжатую емкость, разрыв получается еще больше, так как возможно аппаратное сжатие до 2.6:1.
По времени загрузки носитель S-AIT-1 превосходит SDLT, но немного отстает от LTO-2 (все-таки более сложный тракт движения ленты). Но учитывая дополнительную потерю времени на реверс лентопротяжного механизма, характерную для линейной записи, и перекалибровку магнитных головок, преимущества все равно окажутся на стороне S-AIT-1.
Единственный параметр, по которому S-AIT-1 отстает от LTO-2, — среднее время доступа к файлу. Тут уже сказывается структура расположения данных при линейной записи, и даже несколько большая абсолютная скорость поиска S-AIT-1 не может полностью это компенсировать.
Итак, можно сказать, что у линейных форматов SDLT и LTO Ultrium появился очень серьезный конкурент, а значит, даже у стойких приверженцев SDLT/LTO есть повод всерьез призадуматься.
