Магнитная лента в 21 веке — кто и почему её использует

Магнитная лента не исчезла насовсем и до сих пор используется в дата-центрах. Сегодня я расскажу, почему так получилось.

Фото — Don DeBoldCC BY

Высокая ёмкость

Это — одно из главных преимуществ магнитных лент. Когда в середине девяностых на прилавках магазинов появились коммерческие винчестеры объёмом в 1 ГБ, ленточные картриджи модели DDS-3 уже вмещали в двенадцать раз больше информации.

В наше время сложилась аналогичная ситуация. Современные картриджи содержат почти километр ленты шириной в 12,6 миллиметра. На неё можно записать до 30 ТБ сжатых данных. При этом объём жёстких дисков для enterprise-сегмента лишь недавно приблизился к отметке в 16 ТБ.

Низкая стоимость хранения данных

Стоимость хранения данных на магнитной ленте значительно ниже, чем у любых других накопителей. Один гигабайт на жёстком диске обходится примерно в $0,025. Для ленты этот показатель составляет $0,008. Известен случай с одной крупной генетической лабораторией, когда переход на магнитную ленту сократил расходы на хранение данных с $800 тысяч всего до $7 тысяч.

При этом крупные ИТ-компании сегодня продолжают разрабатывать технологии, расширяющие возможности магнитных лент. Например, в 2017 году инженеры из IBM представили метод записи, который позволит сохранить 330 ТБ несжатых данных в картридже LTO размером с ладонь.

Долговечность

Известно, что ошибки на магнитной ленте возникают на четыре–пять порядков реже, чем в HDD. При правильном хранении они могут прослужить около 30 лет. Это больше, чем любые другие популярные сегодня накопители — HDD или SSD. Согласно статистике одного из крупных облачных провайдеров средний срок службы жёстких дисков редко превышает четыре года. Что касается твердотельных накопителей, по некоторым данным, они проживут порядка десяти лет, но только если устройствами регулярно пользоваться.

ИТ-компании по-прежнему разрабатывают технологии, задача которых — продлить срок жизни магнитной ленты. Два года назад IBM совместно с Sony представили плёнку, покрытую дополнительным смазочным слоем. Он защищает поверхность ленты от повреждения при её движении на скорости десять метров в секунду во время чтения.

Технологический прогресс

Одной из главных причин «ренессанса» магнитной ленты является тот факт, что многие недостатки, которыми она обладала в свои ранние годы, сегодня удалось исправить. Ранее накопитель подразумевал лишь последовательный доступ к данным, поэтому на поиск и чтение информации уходило 50–60 секунд. Для сравнения, у жёсткого диска этот показатель равен 5–10 миллисекундам.

Современные технологии нивелировали влияние этого недостатка. Новые картриджи поддерживают файловую систему LTFS. Она индексирует содержимое ленты, что ускоряет чтение данных и создаёт иллюзию произвольного доступа к ним.

Более того, ленточные хранилища, устанавливаемые в дата-центрах, автоматизированы. Масштабные роботизированные библиотеки могут занимать целый машинный зал. Особые манипуляторы выполняют автоматический поиск необходимых картриджей и оперативно загружают их в считывающие устройства.

Фото — USDA — PD

Кто использует магнитную ленту

Компании, которым необходимо обрабатывать (и архивировать) большое количество данных. В первую очередь — ИТ-гиганты и облачные провайдеры. Ленты хранят бэкапы и другие редко используемые данные. К примеру, в 2011 году баг в системе привёл к удалению писем пользователей Gmail. Тогда компания Google восстановила данные именно с магнитных лент.

Магнитными лентами пользуются и исследовательские организации, например CERN. Каждую секунду Большой адронный коллайдер генерирует один гигабайт данных. Суммарный объём информации, собранной институтом по сей день, превышает 330 петабайт.

Для их хранения организация использует систему CASTOR на магнитной ленте, разработанную инженерами CERN. Её регулярно обновляют и переводят на более совершенные типы картриджей, чтобы увеличить ёмкость, надёжность и скорость работы. Вышедшие из эксплуатации накопители организация отдаёт инвесторам в качестве сувениров.

Также среди пользователей магнитной ленты можно выделить ИТ-компании, которые работают в области Big Data и разрабатывают системы искусственного интеллекта. Накопитель используют для хранения данных, генерируемых IoT-устройствами. К примеру, всего один беспилотный автомобиль может собирать до 30 ТБ данных в день.

Каждый год количество данных, которые генерирует человечество, экспоненциально растёт. Распространение IoT-устройств, систем искусственного интеллекта это только усугубляет. Количество компаний, использующих решения на основе магнитной ленты, будет расти вместе с этими рынками. Есть технологии вроде ДНК-хранилищ, которые в перспективе заменят магнитную ленту на посту «холодного хранилища», но об их практической реализации в крупных масштабах пока говорить не приходится.

Другие практические материалы про ИТ-инфраструктуру:

0
41 комментарий
Написать комментарий...
Иван Колыхалов

Охренеть! Спасибище за неожиданный ликбез! :)

Ответить
Развернуть ветку
Аккаунт удален

Комментарий недоступен

Ответить
Развернуть ветку
Evil Pechenka
Вышедшие из эксплуатации накопители организация отдаёт инвесторам в качестве сувениров.

Псс..., инвесторы, я тут вам сувениров привёз!

Ответить
Развернуть ветку
Аккаунт удален

Комментарий недоступен

Ответить
Развернуть ветку
Павел Бондаренко

А вообще - да, такая технология имеет право на жизнь в узкоспециализированных отраслях - таких как ЦЕРН, или для товарища майора - писать все разговоры gsm, например.

Ответить
Развернуть ветку
Джон Крайтон

Вебархив может ещё.

Ответить
Развернуть ветку
Павел Бондаренко

http://download.cheb.ru/

Этим ребятам - сто процентов пригодилась бы лента!!!

Ответить
Развернуть ветку
Denis Bystruev

Вон оно как. Никогда не говори «никогда». Всё новое — хорошо забытое старое. Пойду ностальгировать на https://ru.wikipedia.org/wiki/АрВид

Ответить
Развернуть ветку
Михаил Ефремов

Так в том то и дело что никто не забывал. Как писали на них со времён первых ЭВМ так и пишут до сих пор.

Ответить
Развернуть ветку
перт алпатов

статья для "чайников", с удовольствием прочитал, спасибо автору.

Ответить
Развернуть ветку
Павел Бондаренко

: Известно, что ошибки на
: магнитной ленте возникают
: на четыре–пять
: порядков реже, чем : в HDD. 

Меня терзают смутные сомнения

: при её движении на скорости
: десять метров в секунду
: во время чтения.

Та ладно... в режиме чтения...

Ответить
Развернуть ветку
Dear Moscow,
десять метров в секунду

Не совсем понятно что вас смущает. У первых советских бобинных магнитофонов (а это начало 50-х, если не раньше) скорость движения ленты была, по-моему, полметра в секунду.

С тех пор много воды утекло и ленты промоталось не сильно меньше.

Ответить
Развернуть ветку
Павел Бондаренко

У стандарта VHS (PAL)- 2,339 см/сек. О каких метрах - Вы говорите?

Ответить
Развернуть ветку
Dear Moscow,
У стандарта VHS (PAL)- 2,339 см/сек.

Совершенно непонятно зачем вы сравниваете современные, активно улучшаемые стриммеры и форматы записи данных с форматом записи видео из 70-х. Слабо сравнимы задачи и несравнимы носители/оборудование.

О каких метрах - Вы говорите?

«Днепр-1». Производство с 1949 г. Конструкторы В. М. Корнейчук и В. Е. Варфель. Магнитофон однодорожечный, работает с лентой длиной 500 м на сердечниках, имеет две скорости движения ленты — 18 и 46,5 см/с.

Ответить
Развернуть ветку
🅷🅸🅶🅷 🅶🅻🅸🆃🆃🅴🆁

Вы забыли, что у бытовых видеомагнитофонов еще и головки крутятся с достаточно немаленькой скоростью (1500 оборотов в минуту).

Ответить
Развернуть ветку
Павел Бондаренко

Из открытых источников прикинул - скорость ленты в более-менее современном стримере с форматом LTO-5 (1,5TB , 846 метров ленты, 180 МБ/сек скорость записи) - должна быть порядка 10,1 см/сек. Но никак не 10м/сек

Ответить
Развернуть ветку
Dear Moscow,
скорость ленты в более-менее современном стримере ... должна быть порядка 10,1 см/сек. Но никак не 10м/сек

Извините, но вы осознаёте какой бред вы пишете? Увы, но по-другому это никак не назвать.
Хорошо, что это VC, а не какой-нибудь чсв-шный хабр, где вас бы уже давно увели в глубокий минус.

У первых (или почти первых - точно сейчас не помню) ленточных приводов/библиотек от IBM была скорость ленты в районе 2–2.5 м/с (метра в секунду).
И это была скорость, которой находилось применение с машинами того времени (а это не сильно далеко от "Днепра", упомянутого выше).

И уж если вы взялись считать (не представляю правда как!), вы понимаете, что например, в стареньком, жужжащем 3.5" флоппи-дисководе за секунду под головкой пролетает 140 см магнитной дорожки?
Это, разумеется, примерно и в среднем, т.к. "лента" в дискете круглая.

Ответить
Развернуть ветку
Павел Бондаренко

Не буду с Вами спорить.

Ответить
Развернуть ветку
Pixel Lens
Ответить
Развернуть ветку
Vera Merry

Ленточный накопитель хорош ещё тем,что в случае поломки носителя он обладает большим потенциалом к восстановлению,нежели его конкуренты. После потери куска ленты,имеешь доступ к абсолютному большинству информации на картридже. В тоже время, стыкаясь с неисправностями у SSD и HDD,были прецеденты утери всего массива данных,размещенных на диске.
Так что,абсолютно актуальный способ хранения особо больших объёмов информации.

Ответить
Развернуть ветку
Dear Moscow,
Ленточный накопитель хорош ещё тем, что в случае поломки носителя он обладает большим потенциалом к восстановлению, нежели его конкуренты

А вот на это я бы не полагался. Сказал бы, что ситуация обстоит, скорее, наоборот.

У большого числа типов лент есть проблема с тем, что при каких-либо проблемах с содержимым (либо после удаления) стриммер не будет ничего читать.
Кроме того, сейчас активно используется серпантинная запись (serpentine recording), при которой блок головок, записав данные в одном направлении промотки, немного смещается и пишет следующий набор треков в режиме реверса. Соответственно, потеря какого-то куска сильно отразится на всех дорожках, вырвав часть из каждой из них.

Т.е. в случае жёсткого диска или ССД (если они хоть как-то работают) можно сделать образ (клон) вне зависимости от того, что там было - хоть файловая система Sega Mega Drive после форматирования в пылесосе. Соответственно, потом можно уже работать с образом, анализировать его, разрабатывать программы для восстановления информации.

С магнитными лентами всё заметно сложнее. Для того, чтобы обойти проблему "нечтения", мы как написали свои программы для восстановления данных с лент, так и аппаратно модифицировали несколько ридеров.

Так что если вам потребуется восстановить данные со стриммерных кассет - обращайтесь, будем рады помочь. С остальными типами накопителей, разумеется, тоже работаем:

https://rlab.ru/

Ответить
Развернуть ветку
Blogeblog Blogblogru

Открыли ноутбуки и вставили туда. Ленту. А еще планшеты и телефоны не забудьте. В машину тоже бабины закиньте. Ну так, на всякий.

Ответить
Развернуть ветку
Pixel Lens

Ты статью-то читал, мамкин комментатор?)

Ответить
Развернуть ветку
Александр Рой

Флешку всё же удобнее использовать чем кассету.

Ответить
Развернуть ветку
Аккаунт удален

Комментарий недоступен

Ответить
Развернуть ветку
Nivenor

Магнитная лента в специальном картридже в народном русском языке традиционно называется кассетой, как бы она ни называлась по-английски и в тех. документации. См. В. Даль - Словарь живаго великорусскаго языка. :)

Ответить
Развернуть ветку
Mr. Burns

Ссылочку-то можно на слово "Кассета" у Даля?

Ответить
Развернуть ветку
Nivenor

Поищите лучше у него слова "шутка" и "гипербола".

Ответить
Развернуть ветку
Александр Полозов

Облако удобнее использовать, чем флешку.

Ответить
Развернуть ветку
Дмитрий Гладышев

Речь не про повседневное пользование, а про долгосрочное хранение данных (бэкапы, фото/видеоархивы и т.д.) Современные картриджи стримеров вмещают терабайты информации, а стоят относительно дёшево. Много у вас флэшек на 4 ТБ?

Ответить
Развернуть ветку
Roman Kuvshinnikov

Круто! Спасибо за необычный и годный к прочтению материал)

Ответить
Развернуть ветку
Исаак Бляйшмен

Интересная статья, спасибо!

Ответить
Развернуть ветку
Maksym Myroshnyk

Обман - специальное преувеличение. Да - ССД при активной работе изнашиваются быстро но они не предназначены для архивирования на вечно. Обычные жесткие диски работаю без проблем до 50-80 лет, а если заменить подшипник то и дольше прослужит - у самого есть древний винт на 40 мегабайт (тогда это было много) - и он работает до сих пор - детям игры простые в самый раз. Но особого развития магнитных лент не будет - потому что заархивировать целым куском данные это одно, а получить произвольный доступ к нужному фрагменту это уже проблема. Допустим емкость 100 единиц - файл больше - бьем архивами по 100, если файлы меньше - в конце пустое место а касету нужно считать всю и записав с нее информацию на винчестер уже в ней искать нужный файл а остальное удалять... Вообще то магнитные ленты могут хранить запись практически так же долго как и винчестеры - но пленка нужна дорогая хромовая, намагничивание с большим вольтажом и специальная головка в устройстве рассчитана на такое напряжение.

Ответить
Развернуть ветку
Зепар бен-Шварценбард

В вашем комментарии есть одна важная деталь: старый жёсткий диск.
Проблема надёжности новых дисков связана с плотность записи данных

Ответить
Развернуть ветку
Зепар бен-Шварценбард

"доступ запрещен" отредактировать не удалось, по тому:
В вашем комментарии есть одна важная деталь: старый жёсткий диск.
С каждым годом плотность записи растет, техпроцесс контроллеров уменьшается - скорость чтения/записи/доступа растет, а вот надёжность падает. При том значительно. Диск на 500гб 2011 года сейчас при равной нагрузке проживет дольше чем новый диск на 2 терабайта, при том, возможно, в два раза дольше. Так же износ механизмов, вибрации на корпус, температуры (особенно в Энтерпрайз решениях) все это приводит к уменьшению срока жизни хдд.
Ленты же, даже с учётом очень большого объёма в надёжности теряют меньше

Ответить
Развернуть ветку
Blogeblog Blogblogru

Читал, в чем вопрос? Да было уже это https://tjournal.ru/tech/76358-pochemu-budushchee-hraneniya-dannyh-vse-eshche-za-magnitnoy-plenkoy . Не помешало бы про стримеры написать, тесты, а так переписывание одно и того же. Ну и на личности не надо переходить. Ты меня не знаешь, я тебя не знаю. Предыдущий коммент был сарказмом, если ты в курсе что это такое)

Ответить
Развернуть ветку
Pixel Lens

Не знаю, расскажи

Ответить
Развернуть ветку
Вася Михеев

Можно ли магнитом затереть данные на ленте?

Ответить
Развернуть ветку
Alexander Weber

Можно, она ведь магнитная. Вопрос, зачем?

Ответить
Развернуть ветку
Вася Михеев

Анекдот старый есть: "Дорогой, я допечатала твой диплом, перенесла на дискету и магнитиком к холодильнику прикрепила. Целую, ушла на работу."

Ответить
Развернуть ветку
Artem Fedoskin

подскажите, где можно посмотреть ридеры недорогие. Хочу собрать систему для хранения данных на ленте.

Ответить
Развернуть ветку
38 комментариев
Раскрывать всегда