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磁带机备份的优缺点(为什么所数据存储的未来仍然是数据磁带)

磁带机备份的优缺点(为什么所数据存储的未来仍然是数据磁带)-1

最早的开盘磁带

磁盘驱动器正在达到它们的极限,但磁带存储前景却越来越好,大数据分析和人工智能的最新进展,为企业提供了强大的动力,让它们积累了巨量有关业务各个方面的数据信息。现在的符合财务法规要求保存记录数据的时间也比过去要长得多。研究表明,被记录的数据量正以每年30%到40%的速度增长,这就是数据“大爆炸”时代。与此同时,用于存储数据的现代硬盘容量的增长速度还不到数据增长速度的一半,当然,大部分数据信息并不需要立即访问,因此对于这些数据,磁带存储就是完美的解决方案。事实上,世界上的许多数据仍然保存在磁带上,包括基础科学的数据,如粒子物理学、射电天文学、人类遗产、国家档案、主流媒体与电影、银行、保险、石油勘探等等。

磁带存储技术已经存在很长一段时间了,但技术并没有随着时间的推移而停止不前,恰恰相反,磁带存储技术在过去的几十年里取得了巨大的进步。

第一个商用数字磁带存储系统,是IBM的726型,它可以在一卷磁带上存储约1.1兆字节。今天,一个最先进的LTO磁带存储容量可以达到45TB。一个具有自动机械手的磁带库可以存储278 PB的数据甚至更多,而要在光盘上存储这么多的数据,需要超过3.97亿个光盘,如果把这些光盘堆叠起来,就会形成一个超过476公里高的塔峰。

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最早的磁带存储设备,1951年:磁带首次用于在计算机(Univac)上记录数据。

磁带确实不能提供硬盘或半导体存储器那样快的存取速度,尽管如此,磁带的优势还是有很多的。

首先,磁带存储更节能:一旦所有的数据都被记录下来,磁带盒就可以静静地放在磁带库的插槽中,根本不消耗任何电力,十分环保。磁带也非常可靠,错误率比硬盘驱动器低4到5个数量级。而且磁带是非常安全的,具有内置的动态加密和由磁带介质本身提供的额外安全性。毕竟,如果磁带没有安装在驱动器中,数据就不能被访问或修改。鉴于通过网络攻击窃取数据的比率不断上升,这种“物理隔离”显得尤其重要。

磁带的脱机特性还提供了一道额外的防线来对勒索黑客的攻击或者软件漏洞造成的误删除,例如,2011年,一个软件更新中的漏洞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,尽管在多个数据中心的硬盘上存储了多个数据副本,但还是发生了丢失,幸运的是,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宝贵数据。

尽管有以上这些优点,但使用磁带的最大原因是十分经济成本低,磁带存储的成本是在磁盘上保存相同数量数据的成本的六分之一,这就是为什么几乎所有存储大量数据的数据中心都有磁带存储系统,因此磁带存储之所以能存在这么长久,一个根本原因就是它很便宜,而且越来越便宜了。

你可能会认为,如果把更多的数据存储到磁盘上的能力正在减弱,那么磁带也一定是如此,磁带使用同样的基本技术,令人惊讶的现实是,对于磁带来说,这种容量的扩大没有显示出放慢的迹象,事实上,它应该会以每年33%的速度继续发展很多年,这意味着大约每两到三年磁带的存储容量就会翻一番。

对于那些在存储数据项目上预算十分紧张的数据管理人员来说,这是个好消息。现在最先进的单盘磁带可以提供高达45TB的本地单个磁带容量。

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现代的线性开放LTO磁带。

当然,除了容量之外,盒式磁带的长度通常为数百米,因此平均数据访问时间为50到60秒。2015年,富士公司的展示了通过使用垂直于的超小钡铁氧体粒子带基,以超过当今商业技术所能达到的12倍的密度记录数据,最新的媒体解决方案展示了在高密度下记录数据的可能性,这个密度大约是目前最先进磁带的20倍。从这个角度来看,如果这项技术被商业化了,一个电影制片厂将能够把所有的数字媒体都存储在一盘磁带上。

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大型磁带库

为了实现这种程度的扩展,我们必须在技术上有所进步。首先,我们改进了读写头跟踪磁带上细长轨迹的能力,在我们最新的演示中,磁带轨道的宽度只有100纳米左右,还必须将数据读取器(一种磁阻传感器,用于读取记录的数据轨迹)的宽度从目前的微米大小缩小到小于50纳米。为了确保我们的新型磁带媒体能够将记录的数据保存几十年,同时改变了记录层中的磁颗粒的性质,使它们更加稳定可靠。结合这些技术,我们能够在实验室系统中以每英寸818,000位的线性密度读写数据。(由于历史原因,世界各地的磁带工程师都是用英寸来测量数据密度的。)结合新技术每英寸可处理的246,200个轨道,我们的原型单元实现了20gb /平方英寸的面积密度。假设一个盒式数据磁带可以容纳1140米长的带基(这是一个合理的假设,基于我们使用的新磁带介质的厚度的减少),这个面积密度对应的盒式磁带存储容量可以高达330TB,这意味着一个数据磁带可以存储一手推车的硬盘驱动器所能存储的数据。

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