LTO 6 – kolejne życie taśmy

0

W połowie 2012 roku LTO Consortium poinformowało o dostępności nowego standardu LTO 6. Co zyskują użytkownicy korzystający z nowej technologii?

LTO6, najnowsza generacja taśm do zapisu danych oferuje pojemność natywną 2.50TB oraz prędkość transferu danych wynosząca 160MB / sek. Natomiast pojemność danych po kompresji 6.25TB z prędkością transferu danych wynoszącą 400 MB/sek. – po raz pierwszy w formacie LTO. Współczynnik kompresji wynoszący 2.5:1 pozwala dotrzymać kroku coraz większym potrzebom końcowych użytkowników w zakresie pojemności zapisu danych. Maksymalna prędkość transferu 400MB/sek, jaką oferują taśmy LTO6, nie jest uzyskiwana we wszystkich sytuacjach. Osiągnięcie maksymalnej prędkości transferu skompresowanych danych zależy od wielu czynników takich jak zastosowany napęd, środowisko serwera oraz rodzaj plików, z jakich korzysta końcowy użytkownik. Jednym z elementów wpływających na różnice w prędkości transferu skompresowanych danych jest to, iż sama kompresja realizowana jest przez mikroprocesor wbudowany w napęd. Jakość kompresji zależy od wydajności tego mikroprocesora. Ponadto, serwer musi mieć także zapewniać odpowiednią prędkość przepływu danych, wyższą od prędkości generowanej przez napęd taśm LTO. W przeciwnym wypadku następuje spowolnienie transferu danych, co może nawet zakończyć się tym, że napęd taśmowy musi zatrzymać się oraz uporządkować swoje działanie, co nigdy nie jest dobre dla wewnętrznych mechanizmów napędów. Warto dodać, że niektóre pliki jak np. obrazy bitmapowe nie podlegają kompresji.

Początkowa specyfikacja opracowana przez konsorcjum LTO dla taśm LTO 6 miała zapewniać ich wyższą pojemność natywną (3.2TB natywnej pojemności przy prędkości transferu 210Mb/s). Jednakże, powstała konieczność znalezienia kompromisu, gdyż nie wszystkie technologie powlekania taśmy mogą zapewnić pełną pojemność ze względu na problemy z produkcją i stabilizacją powłoki taśm utrudniające uzyskanie oczekiwanej sprawności działania. W tym względzie technologia taśm opartych na Ferrycie Baru (Nanocubic BaFe) zapewnia większe bezpieczeństwo, jeśli chodzi o ścieżkę migracji do kolejnych wersji LTO, gdyż wiemy już, że powierzchniowa gęstość, oferowana przez Ferryt Baru pozwala na rozwijanie kolejnych generacji taśm.

Dlaczego Fujifilm opracowało nową przełomowa technologię znaną pod nazwą Ferryt Baru

Jak wspomniano powyżej, nie każdy z producentów może równie łatwo zapewnić taśmowe nośniki pamięci o wyższej pojemności, a zawłaszcza oferować co dwa lata kasety o tym samym rozmiarze i wyższej pojemności. FUJIFILM jest w stanie sprostać tym wymogom przezwyciężając liczne wyzwania takie jak choćby:
– Zastosowanie mniejszych cząsteczek magnetycznych, aby zwiększyć gęstość zapisu, a tym samym pojemność kasety. Jeśli kwestia zwiększania gęstości nie zostanie prawidłowo opracowana, wówczas kończy się to niestabilnością chemiczną oraz fluktuacją namagnesowania.
– Stosowanie cieńszej i bardziej gładkiej powierzchni: cieńsza i bardziej gładka powierzchnia może zapobiegać zbyt wysokiej amplitudzie, pomaga także unikać zbyt silnych przeciwnych sił magnetycznych pomiędzy głowicą i magnetyczną warstwą taśmy i co najważniejsze zapewnia większe bezpieczeństwo i niezawodność podczas procesów odczytu/zapisu.

Oto kilka przykładów kwestii związanych z trwałością i niezawodnością, jakie zostały wprowadzone w wyniku opracowywania taśm nowej generacji. Mówimy tu o cząsteczkach, które mierzy się w nanometrach a nie mikrometrach, czyli jednostkach reprezentujących odpowiednio jedną miliardową i jedną milionową część metra. Jeśli weźmiemy pod uwagę rozmiary i zachowanie się cząstek magnetycznych, jakie były używane aż do piątej generacji taśm LTO, wówczas byłoby bardzo trudno uzyskać nowe pojemności zapisu oferowane przez LTO6. Stało się to możliwe dzięki opracowaniu nowej technologii stwarzającej możliwości lepszej adaptacji do ogromnego wzrostu danych liczbowych z jakim mamy do czynienia na rynku IT. Dlatego też, ogłoszenie przez Fujifilm 25 stycznia 2010 nowego typu taśmy opartej na cząsteczkach ferrytu baru stanowi przełom patrząc nie tylko w kategoriach produkcji, lecz jest także wyraźnym potwierdzeniem, że taśmy będą mogły sprostać przyszłym potrzebom rynku, podczas gdy inne technologie osiągają już kres w zwiększaniu maksymalnej pojemnością, jaką są w stanie zapewnić. Na przykład, technologia HDD nie zaoferuje takich samych możliwości zwiększania pojemności o ile nie pojawią się całkiem nowe specyfikacje, a te nie są obecnie proponowane.

Ferryt Baru używany wyłącznie przez Fujifilm pozwolił na ustanowienie nowego rekordu gęstości zapisu: 29.5 miliardów bitów na cal kwadratowy na taśmie magnetycznej w 2010 roku. Oznacza to wprost, że Ferryt Baru oferuje potencjał dla produkcji taśm LTO o pojemności 35 TB. Od wielu lat głównym celem Fujifilm jest stałe badanie istniejących technologii powłok taśmowych i rozwijanie nowych, gdy pojawia się potrzeba uzyskania wyższego poziomu pojemności i bezpieczeństwa: począwszy od technologii ATOMM poprzez Nanocubic, a obecnie BaFe, Fujifilm jest jedynym producentem, który w ostatnich latach wprowadza na rynek taśmowych nośników zapisu innowacje i nowe technologie.

Poniżej przedstawiamy historię udoskonaleń i rozwiązań tworzonych i oferowanych przez Fujifilm. Pozwoliły one na stworzenie bardziej gładkich i cieńszych taśm przy jednoczesnym uzyskaniu wyższych pojemności zapisu:

LTO6

Nowa generacja taśm LTO6 oferuje pojemność od 2.5TB do skompresowanych 6.25TB i jest to poziom, jakiego nie będą w stanie osiągnąć wszyscy producenci. Biorąc pod uwagę ryzyko, jakie końcowy użytkownik jest w stanie zaakceptować przechowując 3TB niezwykle istotnych danych na taśmie magnetycznej, sam fakt opracowania i wyprodukowania kliku próbek taśm LTO6 nie oznacza jeszcze, że dana firma może wdrożyć do masowej produkcji tego rodzaju taśmy zapewniając przy tym ich bezpieczeństwo i niezawodność.

Co to jest technologia Ferrytu Baru i jakie są jej zalety?

Górna warstwa taśmy wykorzystuje wstępnie utlenione cząsteczki Ferrytu Baru. Cząsteczki te są mniejsze niż tradycyjnie wykorzystywane cząsteczki MP. Taśma LTO składa się z kilku warstw. Jedną z nich jest dolna, bazowa warstwa folii. Na górze taśmy znajdują się dwie warstwy magnetyczne – jedna która jest zapisywalna i wykorzystywana przez głowicę napędu, w jakim pracuje kaseta oraz druga znajdująca się pod spodem, która jest namagnesowywana jedynie w tym celu, aby wspierać aktywną górną warstwę.

Dlatego też :

– Klasyczne cząsteczki MP mają wymiary około 40-100 nm, natomiast cząsteczki ferrytu baru 20nm. Z tego względu możemy zmieścić więcej tych ostatnich cząsteczek, a w rezultacie zapisać na taśmie magnetycznej większą liczbę GB.

– Rozmiar cząsteczek BaFe pozwolił także na zredukowanie grubości warstw zapisującej o czym wspomniano już powyżej. Bardzo istotnym czynnikiem jest gładkość powierzchni: im bardziej gładka jest taśma, tym wyższa jakość styku pomiędzy głowicą i taśmą.

– Utlenianie cząsteczek magnetycznych może w dłuższej perspektywie prowadzić do pogorszenia zapisu danych. Cząsteczki BaFe z tego względu, że są już wstępnie utlenione oferują dłuższą żywotność i trwałość zapewniając użytkownikom wyższy poziom bezpieczeństwa.

Jaka jest żywotność archiwizacyjna taśm Fujifilm LTO6

Szacunki Fujifilm odnośnie żywotności archiwizacyjnej taśm LTO 6 opartych na BaFe wskazują, że jest ona nie krótsza niż 30 lat. Interesującym sposobem pomiaru zachowania się taśmy jest przechowywanie jej w nietypowych warunkach, aby zwiększyć intensywność czynników powodujących erozję taśmy: na przykład, jeśli taśma przez 30 dni przechowywana jest w pomieszczeniu o wysokiej temperaturze (60°C) i wilgotności względnej dochodzącej do 90%, można w krótszym czasie odtworzyć 30 letni okres przechowywania taśm LTO w odpowiednich warunkach. Gdy przeprowadzamy takie doświadczenie, widzimy, że taśmy wykorzystujące BaFe charakteryzują się wyższą odpornością i nie wykazują zmian (porównaj poniższy wykres). Stosowane są różne pomiary testowe, jak np. poziomu namagnesowania taśmy czy też współczynnika tarcia, a pokazują one ewolucję jakości taśmy po wielu przebiegach głowicy.

LTO6

Jednakże, aby ocenić trwałość kasety z taśmą należy uwzględnić także inne czynniki, w tym między innymi:
• Mechaniczne skutki wielokrotnego wkładania kasety do napędu. Zalecane jest, aby nie przekroczyć 20 000 operacji ładowania, aby osiągnąć 30 letnią żywotność archiwizacyjną.
• Liczba częściowego użycia taśmy wynosi jeden milion.
• Niezwykle istotnym elementem jest liczba zalecanych pełnych przebiegów: oficjalnie sprzętowa specyfikacja mówi o maksymalnej liczbie 30 pełnych przebiegów dla taśm LTO5. Choć wartość ta uzyskiwana jest w idealnych warunkach, lepiej nie podejmować ryzyka i nie przekraczać w przypadku taśm LTO5 170-180 pełnych przebiegów. W każdym razie, stałe kasowanie danych oraz mnożenie pełnego użycia taśmy nie w pełni odpowiada profilowi nośnika danych jakim jest LTO5. W większości przypadków użytkownicy, którzy wykonują ponadnormatywne ilości pełnych przebiegów próbując zoptymalizować wydatki związane z zapisem ponoszą ryzyko utraty jeszcze większych pieniędzy w związku z ty tratą istotnych danych. W przypadku taśm LTO6 wiedząc o wysokiej pojemności zapisu, jaką oferują, oficjalne zalecenia sprzętowe mówią o 200 pełnych przebiegach, zaś pełne bezpieczeństwo użytkowania jest zapewnione, jeśli nie zostanie przekroczone 100 pełnych przebiegów.

Gdy dokonujemy porównania, to w tym punkcie należy zaznaczyć, że jeśli nawet pierwsze wrażenie jest takie, że 200 zalecanych pełnych przebiegów dla taśmy LTO6 to mniej iż odpowiednia wartość dla taśm LTO5, możemy łatwo ocenić, że w rzeczywistości uzyskujemy tu jednak znaczna poprawę: taśma LTO6 zawiera 2 176 ścieżek pogrupowanych w 136 pasm po 16 ścieżek każde, natomiast LTO5 zawiera 1 280 ścieżek pogrupowanych w 80 pasm po 16 ścieżek każde. Długość taśmy jest taka sama w przypadku taśm obydwu generacji: 845m. Dlatego też, 200 pełnych przebiegów na 136 pasmach (odczyt/zapis) zapewnia większą aktywność zapisu/odczytu niż 300 pełnych przebiegów na 80 pasmach, bowiem liczba pasm wzrasta o 58% zaś liczba przebiegów zmniejsza się jedynie 33%. Spójrzmy na to jeszcze w inny sposób: 200 pełnych przebiegów kasety LTO6 może zapewnić maksymalną skompresowaną pojemność wynoszącą : 6.25 x 200 = 1250TB. Dla taśm LTO5 wartości te wyrażone w TB będą wynosiły odpowiednio: 3 X 300 = 900TB.

Specyfikacja LTO6


Poza przedstawioną specyfikacją należy podkreślić dwie istotne zalety taśm LTO6:

– Napędy LTO6 wykorzystują nowy system LTFS (Linear Tape File System): Oracle w ten sposób podsumowuje system LTFS: ‘’LTFS oferuje automatyzację opisu taśm opartą na plikach oraz wygodę użytkowania. LTFS zapewnia użytkownikom możliwość korzystania ze standardowych operacji na plikach zapisanych na nośnikach taśmowych. Dotyczy to zarówno dostępu do plików, zarządzania nimi jak i udostępniania. Wszystko odbywa się poprzez interfejs znany użytkownikom oraz w sposób podobny do korzystania z twardego dysku. Dodatkowo, LTFS stwarza możliwość udostępniania danych na różnych platformach tak jak w przypadku dysków i pamięci USB. Wystarczy umieść taśmę w napędzie, dołączyć go do systemu plików i staje się on widoczny jako dysk’’. Innymi słowy : LTFS zapewni technologii pamięci taśmowych potencjał dorównujący dyskom twardym w kategoriach organizacji plików danych oraz działaniach związanych ze śledzeniem i przywracaniem wszystkich zarchiwizowanych danych. Jest to istotny krok, który ma duży wpływ na rynek profesjonalnych nagrań wideo.

– Technologia LTO6 jest wstecznie kompatybilna z poprzednimi generacjami taśm: pełna kompatybilność w zakresie zapisu/odczytu z LTO5 oraz kompatybilność w zakresie odczytu z LTO4. Poniżej przedstawiamy podsumowanie pojemności oraz szybkości transferu w w poszczególnych generacjach taśm:

LTO6

Beata Jurkowska, Fujifilm, Senior Product Manager Motion Picture & Professional ,Consumer Recording Media.

PODZIEL SIĘ

BRAK KOMENTARZY

ZOSTAW ODPOWIEDŹ