A szalagos meghajtó ( eng. Tape drive ), vagy streamer [1] ( eng. streamer ), a szalagra mágneses rögzítés elvén alapuló tárolóeszköz , szekvenciális adathozzáféréssel, működési elve hasonló a háztartáséhoz magnó .
Fő célja: információk rögzítése és lejátszása, adatok archiválása és biztonsági mentése .
A mágnesszalagos adattárolás technológiája a számítástechnika fejlődése során jelentős változásokon ment keresztül, és a különböző időszakokban eltérő fogyasztói tulajdonságok jellemezték. A modern szalagos meghajtók használatának a következő jellegzetességei vannak.
Előnyök:
Hibák:
Két alapvető módszer létezik az információk rögzítésére a mágnesszalagon a szalagos meghajtókban:
Ezzel a rögzítési módszerrel az adatok több párhuzamos sávként íródnak a szalagra. A szalag képes mindkét irányban mozogni. A mágneses olvasófej olvasás közben mozdulatlan, akárcsak a rögzítőfej felvétel közben. Amikor eléri a szalag végét, az író/olvasó fej a következő számra lép, a szalag pedig az ellenkező irányba mozog. A technológia lényegében hasonló a fogyasztói hangrögzítőhöz . Lehetőség van több fej használatára, amelyek egyszerre több számmal működnek ( multitrack streamer ). A modern eszközökben ez a módszer dominál.
Ha ezt a módszert alkalmazzuk, akkor a lemezjátszó fejegységet (RHR) egy forgó dobra helyezzük, amelyen túl a mechanizmus elhúzza a szalagot olvasás és írás közben. A felvétel egy irányban történik. Az alkalmazott felvételi formátumtól függően a szalag egy bizonyos szögben halad át a BVG körül, és maga a BGZV henger tengelye is kis szögben dől a szalaghoz. A szalag egy irányban olvas és ír. Ez a felvételi módszer ferde sávok jelenlétét feltételezi a szalag felületén. Hasonló technológiát használnak a videomagnókban is . A ferde vonalas módszert azért találták ki, hogy nagyobb rögzítési sűrűséget érjenek el, mint a lineáris módszerrel, anélkül, hogy csökkenteni kellene a fejekben lévő hézagot és növelni kellene a szalag sebességét (a lineáris módszer azonban ezeket a technikai korlátokat ma már áthidalja).
A mágnesszalagot először 1951-ben az Eckert-Mauchly Computer Corporation használta számítógépes adatok rögzítésére az UNIVAC I számítógépen . A felhasznált hordozó egy 12,65 mm széles vékony fémcsík volt, amely nikkelezett bronzból készült (Vicalloy néven). A rögzítési sűrűség 128 karakter per hüvelyk (198 mikrométer/char) volt nyolc sávon.
A merevlemezek megjelenése és elterjedt használata előtt gyártott számítógépekben a szalagos meghajtókhoz hasonló mágneses szalagos meghajtókat (NML) használták fő hosszú távú tárolóeszközként. Később a nagyszámítógépekben az NML-t a hierarchikus médiakezelő rendszerekben kezdték használni a ritkán használt adatok tárolására. Egy ideig széles körben használták cserélhető memóriaként nagy mennyiségű információ átviteléhez .
A szalagos meghajtók széles körben elterjedt elterjedése a nagyszámítógépekhez, és különösen az IBM nagyszámítógépekhez kapcsolódik . Az IBM System/360 család 1964 -es bevezetésétől kezdődően az IBM elfogadta a 9 sávos lineáris szalagszabványt, amely később más gyártók rendszereire is elterjedt, és az 1980-as évekig széles körben használatos volt. A Szovjetunióban a mágnesszalagok ezen szabványa abszolút dominált, köszönhetően az ES számítógépcsalád szalagos meghajtóinak , többek között más architektúrájú számítógépek részeként.
Az 1970-es évek és az 1980-as évek elején (a 1990-es évek közepéig ) otthoni személyi számítógépekben sok esetben hagyományos háztartási magnetofon, vagy esetenként erre épülő speciális, automatikus vezérlésű eszközök (például Commodore adatkészlet ). Ez a technológia nem volt megfelelően adaptálva a számítógépes igényekhez, de nagyon olcsó és megfizethető volt az otthoni felhasználók számára (hiszen sokukban már volt hangrögzítő). Az ipari PC-khez szalagos meghajtókat használtak, mint például a TEAC MT-2ST 50, illetve 60 MB CT-500H, CT-600H kazettákkal.
A DDS ( Digital Data Storage ) adattárolási formátumot 1989-ben fejlesztette ki a Hewlett-Packard és a Sony a Sony és a Philips által az 1980- as évek közepén kifejlesztett DAT ( Digital Audio Tape ) formátum alapján . Megjelenésében egy felére kicsinyített hangkazettára hasonlít, mivel egy négy milliméteres mágnesszalagról van szó, amely egy műanyag védőtokba van zárva, mérete 73 mm × 54 mm × 10,5 mm. Ahogy a neve is sugallja, a kazetta nem analóg, hanem digitálisan, 16 bites tömörítetlen impulzuskód modulációval ( PCM ) van rögzítve, mint egy CD -n , és a mintavételezési frekvencia elérheti a CD-lemezét (44,1 kHz ) vagy kevesebbet. , nevezetesen: 48, 44,1 vagy 32 kHz . Ez azt jelenti, hogy a felvétel az eredeti jel minőségének elvesztése nélkül készül, ellentétben a későbbi DCC ( Digital Compact Cassette ) és MD ( MiniDisc ) formátumokkal . A DDS meghajtók a DAT hangrögzítőkhöz hasonló rögzítési technikát alkalmaznak, és mind az adathordozó vízszintes, mind az író-olvasó fejek függőleges irányú mozgásán alapulnak.
Az 1990-es években a QIC-40 és QIC-80 szabványok népszerűek voltak a személyi számítógépes biztonsági mentési rendszerekben, amelyek 40, illetve 80 MB fizikai kapacitású kis kazettákat használtak. Támogatott hardveres adattömörítés. Az ilyen szabványoknak megfelelő meghajtókat egy szabványos 5 hüvelykes rekeszbe telepítették, és a hajlékonylemez-vezérlő interfészéhez csatlakoztatták. Ezt követően számos hasonló szabvány jelent meg a QIC és a Travan védjegyek alatt, amelyek akár 10 GB kapacitású adathordozókat határoztak meg.
A DLT-t a Quantum vezette az 1990-es évek elején, a Digital Equipment Corporation VAX számítógépekhez való korábbi CompacTape technológiáján alapulva , amelynek szalagos részlegét a Quantum felvásárolta. A DLT továbbfejlesztése a Super DLT (SDLT) technológia volt.
A CompacTape/DLT/SDLT szabványsorozat 100 MB és 800 GB közötti fizikai kapacitású adathordozókat határoz meg.
2007 óta az SDLT szabvány Quantum általi fejlesztése leállt az LTO javára, de a berendezések és a felvételi adathordozók gyártása továbbra is folyik.
A modern szalagos meghajtók általában egy nagy teljesítményű SAS interfészen keresztül csatlakoznak , amely 3 vagy 6 Gb / s adatátvitelt biztosít. A régebbi IBM modellek képesek a FICON interfészen keresztül csatlakozni .
Jelenleg a piacot az LTO (Linear Tape-Open) szabványvonalnak megfelelő szalagos meghajtók uralják .
Az IBM által bemutatott LTO-5 TS2350 szalagos meghajtó két SAS interfész mellett Ethernet interfésszel is fel van szerelve. Ez az interfész azonban jelenleg (2010. június) nem használható, a későbbi firmware-verziók számára fenntartottnak nyilvánították [2] .
Az IBM jelenleg az LTO-berendezéseken kívül saját zárt szabványú IBM 3592 (Jaguar) szalagmeghajtókat is szállít, amelyet a modern IBM TS1140 [ 3] modell képvisel , valamint kompatibilis szalagkönyvtárakat. Ezt a hardvert szerverekben és nagyszámítógépekben használják . Az IBM 3592 termékcsalád a megfelelő 3592 (1. generációs), TS1120 (2. generációs), TS1130 (3. generációs) és TS1140 szalagos meghajtókat, valamint az ezeken alapuló szalagos könyvtárakat tartalmazza. A patronok fizikai kapacitása legfeljebb 4 TB.
Mivel az LTO szabvánnyal ellentétben nem csak az archiválásra és biztonsági mentésre, hanem az adatok véletlenszerű elérésére is összpontosít, az IBM 3592 szabvány szigorúbb követelmények teljesítését írja elő az adathordozó felülírására vonatkozóan. Az IBM 3592 számos megoldást is használ a teljesítmény optimalizálására start-stop írási módban, például mély adatgyorsítótárat és többsebességes szalagmozgatást (a szalagos meghajtó típusától függően 6 vagy 7 sebesség).
Az IBM 3592 a lineáris rögzítési módszert használja.
Az IBM 3592 szabvány megkülönböztető jellemzője, hogy a régi generációs mágneses adathordozókat képes újraformázni az újabb eszközök formátumára, ennek megfelelően növelve az információs kapacitást (ellentétben más modern szabványokkal, amelyek csak a régi formátumban biztosítják az új eszközök kompatibilitását a régi adathordozókkal ). Általános esetben a kompatibilitást 2 generációra előre biztosítják, egy adott eszközben egy adott hordozó használatának specifikus megengedett módjait a táblázat határozza meg:
| Szalag hossza (m) | 3592 J1A | TS1120 | TS1130 | TS1140 | |
|---|---|---|---|---|---|
| Patron 3592 JJ/JR | 610 m | 60 GB | 100 GB | 128 GB | |
| 3592 JA/JW patron | 610 m | 300 GB | 500 GB | 640 GB | |
| 3592 JB/JX patron | 825 m | 700 GB | 1 TB | 1,6 TB | |
| 3592 JC/JY patron | 4 TB | ||||
| 3592 JK kazetta (rövid JC) | 500 GB |
2010-ben az IBM Research és a FujiFilm bevezetett egy technológiát, amely lehetővé teszi akár 35 terabájt adat rögzítését egy LTO-hoz hasonló méretű szalagkazettára. Az eszközcsatlakozási interfész és magának az eszköznek a blokkjainak megfelelő sávszélességének biztosításának kérdése azonban továbbra is nyitva marad: a modern LTO-5 eszközök, amelyek a 6 Gb/s-os SAS interfészen keresztül történő csatlakozásra összpontosítanak, tényleges 140 Mb/s átviteli sebességgel. körülbelül 3 nap 35 terabájt adat rögzítésére [4] .
2015-ben ugyanezek a cégek megdöntötték a szalagsűrűség világrekordját, elérve a 123 milliárd bit per négyzethüvelyk értéket (körülbelül 19 milliárd bit per négyzetcentiméter). Így egy szabványos 10 cm-es kazetta kapacitása elérheti a 220 terabájtot [5] .
2017-ben az IBM Research újabb felvételi sűrűségi rekordot jelentett be – 201 Gbps/s. hüvelyk (valamivel több, mint 31 gigabit per négyzetcm), így a kazetta lehetséges térfogata 330 terabájtra nőtt [6] . Ha a szalagos meghajtó adatátviteli sebessége megegyezik a lehetséges maximális USB 3.0 porttal (600 MB / s), akkor a kazetta feltöltéséhez több mint hat napos folyamatos rögzítés szükséges.
2020-ban a Fujifilmnek és az IBM-nek sikerült 580 TB-ra növelnie a szalagos meghajtók kapacitását, 317 Gbps/négyzethüvelyk (~49 gigabit/cm2) felvételi sűrűséggel. [7] .
Unix-szerű operációs rendszereken a legegyszerűbb, de sok esetben elegendő a szalagos meghajtóval történő működés a parancssorból a tar és mt parancsok használatával (kivétel a Mac OS X , amelyen nincs mt , a tar pedig igen nem támogatja a szalagos meghajtókat). A fejlettebb biztonsági mentési eszközöket az összes általános operációs rendszerhez elérhető speciális programok biztosítják.
2010-ben az IBM bevezette a szabadon terjesztett LTFS fájlrendszert a particionálást támogató szalagos meghajtókhoz, amelyek között megtalálhatók az LTO-5 szalagos meghajtók, valamint az IBM 3592/TS1120/TS1130 [8] . Ez a fájlrendszer lehetővé teszi a szalag tartalmának elérését, mint egy normál fájlokat tartalmazó könyvtárfa. Az LTFS-t jelenleg az IBM implementálja Linux és Mac OS X platformokra, és folyamatban van a munka a Windows megvalósításán.
Az egyidejűleg több szalaghoz hozzáférő szalagos meghajtót szalagos könyvtárnak nevezzük. A robotszalagos könyvtárak több ezer mágnesszalagot tartalmazó tárolókat tartalmazhatnak, amelyekből a robot automatikusan kivonja a szükséges szalagokat, és egy vagy több olvasóba és íróba telepíti. Szoftver szempontból egy ilyen könyvtár egyetlen meghajtónak tűnik, hatalmas kapacitással és jelentős véletlen hozzáférési idővel. A szalagos könyvtárban lévő kazettákat speciális vonalkód matricák azonosítják , amelyeket a robot olvas be. Jelenleg (2010) szalagos könyvtári modellek kaphatók a kereskedelemben, akár 70 petabájt kapacitással, 70 000 kazettával [9] .
A szalagos könyvtár jelentős előnyökkel rendelkezik a lemeztömbhöz képest a költségek és a nagy mennyiségű tárolt adatok energiafogyasztása tekintetében. Például a Clipper Notes 2008-as kiadásának számításai szerint [10] egy 6,6 petabájtos archívum 5 éven keresztüli folyamatos elérése érdekében a lemezrendszer költsége (RAID tömbök, vezérlők, elosztók, lemezek, tápellátás, hűtés stb.) 14,7 millió dollár lesz (beleértve az 550 000 dolláros áramot), míg egy szalagos könyvtár költsége nem éri el a 700 000 dollárt (beleértve a 304 dollár áramot). A szalagos könyvtár hátránya az adatok véletlenszerű elérési ideje, amely normál üzemben akár több percet is elérhet, valamint a teljesítmény nagyságrendekkel csökken, ha a különböző egyidejű kérések száma jobban megnő, mint a rendelkezésre álló olvasási lehetőségek száma. íróeszközök (ha kiderül, hogy a kazetták olvasási/írási sorba állnak).