Новая технология потоковых накопителей

Cтримеры LTO для крупных компьютерных систем

Накопители на магнитной ленте начали применять вместе с компьютерами еще в 50-х годах. В те времена подобные устройства стали приходить на смену "бумажным" носителям информации - перфолентам и перфокартам. Сегодня в системах масштаба предприятия и сетях крупных департаментов обычно используются потоковые накопители, или стримеры, которые базируются на лентопротяжном механизме, работающем в инерционном режиме. Этот режим работы обладает неоспоримыми преимуществами перед "старт-стопным" при передаче больших объемов данных, так как позволяет обрабатывать ленты на значительно более высокой скорости. Кроме того, в этом случае промежутки между блоками информации могут быть очень короткими, за счет чего хранимый объем данных на ленте фиксированной длины увеличивается.

Как устройство длительного хранения данных магнитная лента до сих пор имеет первостепенное значение. Несмотря на обилие существующих и развитие новых технологий, таких, например, как CD-E, DVD-RAM, OAW (Optically Assisted Winchester), ни одна из них не обладает пока таким преимуществом магнитной ленты, как низкая стоимость при высокой емкости.

Основная проблема при использовании подобных накопителей сегодня заключается в том, что в компьютерной индустрии существует огромное количество устройств, использующих несовместимые друг с другом форматы записи данных на магнитной ленте. Это часто затрудняет не только выбор конкретного накопителя, но и обмен данными при его эксплуатации. Для решения проблемы предпринято немало усилий, но в целом можно констатировать, что кардинальных перемен пока не произошло, хотя некоторые сдвиги в этом направлении уже есть.

Так, в ноябре 1997 г. три крупнейшие компании, производящие накопители на магнитной ленте, - IBM, Hewlett-Packard и Seagate Technology - объявили о заключении соглашения о создании новой технологии для стримеров, применяемых в больших компьютерных системах. Эта технология должна была базироваться на некой открытой спецификации используемого формата записи. В перспективе такой подход, по мнению договаривающихся сторон, позволит:

получить большое количество носителей данных от разных производителей;
организовать реальный обмен носителями данных между накопителями разных производителей;
обеспечить масштабируемое наращивание производительности накопителей;
расширить диапазон создаваемых накопителей - от устройств для одиночного сервера до систем для сетей масштаба предприятия;
облегчить адаптацию накопителей к технологическим новшествам;
обеспечить защиту инвестиций OEM-партнеров и клиентов.

Каждый из участников триумвирата пообещал, что при разработке новой технологии использует свои знания потребностей пользователей подобных систем и, разумеется, самые последние фирменные "ноу-хау".

И вот в апреле 1998 г. была приоткрыта завеса над новой технологией, получившей название LTO (Linear Tape Open). Данная технология объединила преимущества линейных многоканальных двунаправленных форматов записи с улучшенными сервосистемой, компрессией данных, размещением дорожек, коррекцией ошибок, производительностью и надежностью. Особенностями новой технологии являются многоканальная серпантинная запись и ее высокая плотность (до 100 Мбит/кв. дюйм).

На LTO-технологии базируются два формата: Ultrium и Accelis. Объясняется это тем, что не все пользователи предъявляют одинаковые требования к системам хранения данных. Для одних важнее всего "интенсивное чтение", т. е. максимально быстрый доступ к требуемым данным, например при организации крупных библиотек на базе накопителей на магнитной ленте. Здесь и найдет применение формат Accelis. Для других пользователей более значимым параметром является "интенсивная запись". Иными словами, заполнение большого объема памяти с максимально возможной скоростью. Примером такой задачи может служить резервирование информации с дисковых накопителей (backup). Для этих целей должны быть созданы накопители с форматом записи Ultrium.

При использовании LTO-технологии полная ширина ленты делится на несколько более узких областей. Количество их зависит от типа формата: для Ultrium выделяется четыре области, а для Accelis две. Блок головок одновременно охватывает только одну из имеющихся областей и заполняет их последовательно. На верхней и нижней границах каждой области данных записывается сервоинформация.

Форматы Ultrium и Accelis предусматривают использование одинаковых магниторезистивных головок, сервосистем, а также конструкцию отдельных механических и электронных блоков. Однако для достижения большей емкости в Ultrium применяется более широкая лента.

Картридж для
накопителей
типа Accelis

Формат Accelis базируется на двухкатушечном картридже, начальная загрузка которого выполняется при нахождении блока головок на половине длины ленты. Это позволяет уменьшить среднее время доступа к данным примерно до 10 секунд. Конструкция картриджа, предусматривающая применение полностью закрытой ленты, предотвращает ее преждевременный износ. Общее количество дорожек на 8-миллиметровой ленте составит 256, по 128 в каждой области. Первое поколение Accelis-совместимых устройств будет использовать картриджи с длиной магнитной ленты до 218 м. Емкость такого картриджа составит 25 Гб (50 Гб с компрессией данных), скорость передачи данных для 4-канальной записи достигнет 5-10, а для 8-канальной - 10-20 Мбайт/с. При компрессии данных скорость передачи возрастет примерно вдвое. Предполагаемые технические характеристики четырех поколений Accelis-совместимых устройств приведены в таблице.

Предполагаемые технические характеристики четырех поколений Accelis-совместимых устройств

Параметры Поколение 1 Поколение 2 Поколение 3 Поколение 4

Емкость, Гб 25 50 100 200

Скорость передачи данных, Мб/с 10-20 20-40 40-80 80-160

Метод записи RLL 1,7 PRML PRML PRML

Время доступа, c 10 8 7 7

Картридж для
накопителей
типа Ultrium

Формат Ultrium предусматривает использование однокатушечного картриджа, размеры которого меньше, чем любого подобного картриджа, используемого сегодня в индустрии, - 105х102х21 мм. На ленте есть место для 384 дорожек данных, распределенных на четыре области по 96 дорожек. Первое поколение Ultrium-совместимх устройств будет 8- или 4-канальным. В последнем случае скорость передачи данных не превысит 5-10 Мб/с. В дальнейшем планируется увеличение количества каналов до 16. Предполагаемые технические характеристики четырех поколений Ultrium-совместимых устройств приведены в таблице.

Предполагаемые технические характеристики четырех поколений Ultrium-совместимых устройств

Параметры Поколение 1 Поколение 2 Поколение 3 Поколение 4

Емкость, Гб 100 200 400 800

Скорость передачи данных, Мб/с 10-20 20-40 40-80 80-160

Метод записи RLL 1,7 PRML PRML PRML

Высокая целостность данных при записи в обоих форматах достигается благодаря двухуровневой коррекции ошибок. Алгоритм контроля и коррекции ошибок обеспечивает надежное восстановление информации даже при потере данных одной из восьми дорожек. Кроме того, существует возможность чтения во время записи RWW (Read While Write), что позволяет выполнять верификацию данных в реальном масштабе времени. Динамическая перезапись сбойных блоков обеспечивает качественное копирование информации даже при выходе из строя одной или нескольких головок.
Объединение двух сервосистем гарантирует (за счет избыточности) нормальное функционирование накопителя даже в случае выхода из строя одной из них или повреждения части сервоинформации, записанной на магнитной ленте.
В картриджи Ultrium и Accelis встраивается специальный модуль LTO-CM (LTO Catridge Memory), который содержит 4 Кб энергонезависимой памяти. В ней может храниться не только служебная, но и записанная самим пользователем информация. Чтение данной информации осуществляется бесконтактно через радиочастотный интерфейс на специальном дополнительном устройстве.
В настоящее время лицензию на новую технологию LTO приобрели не только фирмы, изготавливающие накопители, но и крупнейшие производители носителей информации: Accutronocs, EMTEC, Fujitsu, FCPA Intellistor, Hi/fn, Imation, Mountain Engineering II, NEC, Philips Semiconductor Gratkorn, Quantegy и Verbatim. Правда, пока к альянсу не присоединилась корпорация Quantum - ведущий производитель DLT-накопителей.
Более подробные сведения о новой технологии можно получить на Web-узле www.lto-technology.com

← октябрь 1998 8 10 11 15 18 19 20 23 24 декабрь 1998 →