Стримеры. Стандарты записи на ленту

Стримеры являются дальними наследниками цифровых видеомагнитофонов, и один из теперь редко употребимых названий стандарта стримерной ленточки - DAT, или Digital Audio Tape. Длительная эволюция привела к появлению 2ух конкурирующих стандартов SuperDLT и LTO, которые развиваются технологически в область все бОльших и бОльших емкостей.

Технология DLT
DLT-устройствах применяется специальная многоуровневая схема обнаружения и коррекции ошибок. Каждые 64 Кбайт данных на ленте сопровождаются 16-Кбайт ЕСС-кодом Рида — Соломона. В свою очередь для каждых 4 Кбайт данных применяются 16-разрядный избыточный циклический код (CRC) и 16-разрядный код обнаружения ошибок (EDC). Кроме того, каждая логическая запись сопровождается 16-разрядным кодом CRC. Для обеспечения целостности информации записываемые данные сразу же считываются головкой чтения и сравниваются с данными, поступившими от компьютера. При обнаружении несоответствий фрагмент немедленно перезаписывается на следующем участке ленты.

Устройства DLT имеют особую систему протяжки ленты, в которой минимизирован контакт ленты с направляющими роликами. В приводах применяется двухмоторная система, управляемая компьютером, что позволяет с высокой точностью выполнять ускорение/замедление хода ленты и выдерживать необходимую скорость при операциях чтения/записи. Современные устройства могут работать одновременно с двумя каналами, что удваивает эффективную скорость обмена данными.

Технология Super DLT
Главная особенность Super DLT — технология Laser Guided Magnetic Recording (LGMR). Данные в Super DLT записываются на одной стороне магнитной ленты, а информация о положении головок чтения-записи — на обратной. Благодаря использованию лазера удается очень точно позиционировать головки, соответственно, дорожки на ленте могут располагаться очень близко. Еще одна инновация в Super DLT — новая система синхронизации POS (Pivoting Optical Servo), которая работает со встроенной серводорожкой, нанесенной на ленту еще в процессе производства, что исключает необходимость переформатирования ленты. Помимо этого к базовым технологиям Super DLT можно отнести AMP (Advanced Metal Powder) — технологию использования металлического порошка, обеспечивающую запоминание больших объемов данных; MRC (Magneto Resistive Cluster) — кластер магниторезистивных головок и ERP (Enhanced Partial Response) — усовершенствованный вариант метода PRML (Partial Response Maximum Likelihood), разработанного Quantum совместно с Lucent/Bell Labs.

А вот накопитель четвертого поколения DLT-S4 позволяет сохранять на одном картридже до 1,6 Тбайт. Скорость передачи данных составляет 60 Мбайт/с (120 Мбайт/с со сжатием). В комплект поставки включено ПО для защиты данных DLTSage WORM и DLTSage Tape Security. В новом приводе используются картриджи DLTtape S4 емкостью 800 Гбайт (1,6 Тбайт со сжатием). Стример обратно совместим по чтению с предыдущими поколениями накопителей — SDLT 600 и SDLT 320.

Технология LTO
В ноябре 1997 г. три крупнейшие компании, производящие накопители на магнитной ленте, — IBM, HP и Seagate Technology объявили о соглашении, результатом которого стало создание новой технологии для стримеров, используемых в больших компьютерных системах. Новая технология, получившая название LTO (Linear Tape Open), объединила преимущества линейных многоканальных двунаправленных форматов записи с улучшенными сервосистемой, компрессией данных, размещением дорожек, коррекцией ошибок, производительностью и надежностью. Ее особенность — многоканальная серпантинная запись c высокой плотностью. На базе технологии LTO существует два формата: Ultrium (интенсивная запись) и Accelis (интенсивное чтение). При использовании LTO полная ширина ленты делится на несколько более узких областей, количество которых зависит от типа формата. Блок головок охватывает только одну из имеющихся областей и заполняет их последовательно. На верхней и нижней границах каждой области данных записывается служебная информация.

Высокая целостность данных при записи 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. Сдвоенная сервосистема гарантирует (за счет избыточности) нормальное функционирование накопителя в случаях выхода из строя одной из головок или повреждения части служебной информации, записанной на магнитной ленте. В картриджи встраивается специальный модуль LTO-CM (LTO Cartridge Memory), содержащий энергонезависимую память.

В начале 2007 года отраслевая организация LTO Program (http://www.ultrium.com), возглавляемая HP, IBM и Quantum, выпустила спецификацию LTO четвертого поколения. Напомним, что LTO-4 — спецификация магнитных лент, которая позволяет, например, читать ленты, записанные на устройствах HP, на ленточных накопителях IBM. Кроме того, новые устройства могут читать данные с носителей LTO-2 и LTO-3 и записывать их на носитель LTO-3. В спецификацию LTO-4 добавлено шифрование AES 256 на уровне накопителя. Вдвое выше стала производительность — 160 Мбайт/с вместо 80. Емкость картриджа LTO-4 (800 Гбайт без компрессии) также удвоена по сравнению с LTO-3.

Следующая версия стандарта - LTO-5 Ultrium - была утверждена 19 января 2010, и уже во втором квартале 2010 на рынке появились устройства этого стандарта. Емкость картриджей практически удвоилась по сравнению с LTO-4 - до 1.5 TByte (3 TB - со сжатием), также выросла скорость передачи данных до 140 MB/s. Появилась возможность создания на ленте двух независимо записываемых разделов (partiotions), как того требует файловая система LTFS. Стандарт LTO-5 обратно совместим с LTO-4 (поддерживается чтение и запись) и LTO-3 (только чтение).

Для получения дополнительной информации рекомендуем статью в журнале Byte

Оборудование для записи на магнитную ленту:

Стримеры Hewlett-Packard | Ленточные библиотеки Overland | Ленточные библиотеки Quantum