Ленточные накопители и библиотеки остаются одним из самых популярных вариантов для «холодного» хранения больших объёмов данных, и новые технологии в этой сфере продолжают активно развиваться. Компании Fujifilm и HPE объявили о выпуске ленточных картриджей LTO-9 Ultrium, эффективная ёмкость которых достигает 45 Тбайт. Правда, эта цифра относится к режиму со сжатием данных, «чистая» же ёмкость LTO-9 составляет 18 Тбайт.

Для сравнения, картриджи LTO-8 могут хранить до 12 и 30 Тбайт несжатых и сжатых данных соответственно, Хотя налицо паритет с традиционными HDD, темпы прироста ёмкости LTO замедлились: так, при переходе от седьмого поколения к восьмому «чистый» объём вырос вдвое (с 6 до 12 Тбайт), а сейчас мы видим лишь 50% прирост. Тем не менее, в будущем планируется вернуться к удвоению ёмкости в каждом новом поколении. Скорость передачи данных LTO-9 в сравнении c LTO-8 выросла, но ненамного: с 360/750 Мбайт/с до 440/1000 Мбайт/с в режимах без сжатия и со сжатием соответственно.

В новых картриджах Fujifilm используется лента на основе феррита бария (BaFe), покрытие формируется с использованием фирменной технологии NANOCUBIC. Компания заявляет о 50 годах стабильного хранения данных с использованием новой ленты. HPE пока что ограничилась коротким сообщением о выходе RW- и WORM-картриджей. Quantum анонсировала приводы LTO-9, а IBM объявила о совместимости ПО Spectrum Archive с новым стандартом. Наконец, Spectra Logic сообщила о поддержке нового стандарта в своих ленточных библиотеках.

Ленточные накопители, пожалуй, являются своеобразными патриархами в мире систем хранения данных — магнитная лента использовалась ещё в первых компьютерах IBM. Однако даже сегодня именно они могут похвастаться одной из самых больших ёмкостей в пересчёте на единицу носителя, а кроме того, имеют и ряд других достоинств, например, повышенную надёжность хранения данных за счёт «пассивного» характера хранения записанной информации.

В будущем темпы роста ёмкостей картриджей LTO будут восстановлены

Также ленточные библиотеки могут похвастаться меньшей стоимостью владения, нежели HDD-фермы или облачные хранилища. Среди областей применения ленточных накопителей и библиотек называется сценарий защиты данных от «шифровальщиков» и вымогательства, поскольку при необходимости уцелевшую копию можно просто восстановить с картриджа. Однако при современных объёмах данных даже скорость 3,6 Тбайт/час может оказаться недостаточно быстрой.

Петабайтные ёмкости потребуют перехода от феррита бария к эпсилон-ферриту железа (ɛ-Fe2O3)

Тем не менее, развитие LTO не останавливается. В экспериментальных устройствах ещё в конце 2020 года была достигнута ёмкость 580 Тбайт, а уже 2021 году было объявлено уже о разработке лент и накопителей, способных хранить до 2,5 Пбайт сжатых данных. Так что говорить о смерти ленточных накопителей не приходится, хотя пандемия и повлияла отрицательно на объёмы продаж оборудования LTO.

Совсем недавно мы писали о совместной разработке Fujifilm и IBM, прототипе ленточного накопителя объёмом 580 Тбайт. А теперь Fujifilm сообщила о разработке накопителя ёмкостью 1 Пбайт (2,5 Пбайт при использовании компрессии). Правда, до массового производства ещё далеко — его планируется начать примерно в 2035 году.

Нынешнее поколение картриджей LTO-9, представленное осенью прошлого года имеет ёмкость «всего» 18 Тбайт. В них используется лента с покрытием на основе феррита бария. Следующие поколения, скорее всего, перейдут на феррит стронция, частички которого на 60% меньше, что позволяет повысить плотность. А вот для рекордного петабайтного картриджа Fujifilm планирует использовать уже эпсилон феррит железа (ɛ-Fe₂O₃), который позволяет сделать частички ещё меньше и обладает очень большой коэрцитивная силой, то есть высокой устойчивостью к размагничиванию при нормальных условиях.

Но и сменить ориентацию доменов тоже непросто, поэтому будет использоваться технология фокусированной микроволновой записи (F-MIMR, Focused Millimetre Wave-Assisted Magnetic Recording), которая предполагает импульсную обработку участка излучением терагерцового диапазона непосредственно перед записью. Пока что и производство самого феррита с нужными характеристиками, и установка F-MIMR очень дороги, но исследователи надеются удешевить их до уровня, при котором они будут коммерчески доступны.

О своих текущих экспериментах в этой области Fujifilm впервые рассказала в октябре прошлого года, а о планах по созданию накопителя ёмкостью 1 Пбайт сообщила вчера. Такие картриджи будут примерно соответствовать поколению LTO-15.

На этой неделе компании IBM и Fujifilm продемонстрировали результат своего сотрудничества в этом году — ленточный накопитель ёмкостью 580 Тбайт, что в 32 раза превышает возможности используемой в настоящее время технологии LTO-9.

Напомним, что в апреле 2015 года IBM и Fujifilm показали прототип ленточного накопителя на базе феррита бария (BaFe) ёмкостью 220 Тбайт с плотностью записи 123 Гбит/дюйм². На тот момент это был рекордный показатель. Затем, в декабре 2017 года IBM и Sony продемонстрировали ленточный картридж ёмкостью 330 Тбайт (201 Гбит/дюйм²), используя метод напыления наночастиц в несколько слоёв.

Ну а теперь IBM продвинулась ещё дальше, возобновив партнёрство с Fujifilm и достигнув плотности записи магнитных лент до 317 Гбит/дюйм² при ёмкости картриджа 580 Тбайт. Длина такой ленты равна 1255 метров, в то время как у картриджа на 330 Тбайт она составила 1098 м.

Достижение IBM и Fujifilm близко к прогнозируемому Консорциумом индустрии хранения информации (INSIC) графику увеличения плотности записи на магнитной ленте. У магнитных лент предполагается более резкий рост — на 34 % в год, чем у дисковых накопителей, для которых прогнозируется рост плотности размещения данных на 7,6 % в год.

В этом году, правда, вышла небольшая заминка — 18-Тбайт картриджи LTO-9 увеличили объём в 1,5 раза в сравнении с LTO-8. Но в дальнейшем планируется удваивать объём в каждом новом поколении: 36 Тбайт для LTO-10, 72 Тбайт для LTO-11 и 144 Тбайт для LTO-12.

IBM отмечает, что несмотря на «древность» самой технологии, она продолжает оставаться актуальной для бизнеса. По прогнозам экспертов, к 2025 году объём данных по всему миру достигнет 175 зеттабайт (1 Збайт = 1 трлн Гбайт), причём столько же данных будет находиться в облаке, как и в центрах обработки данных.

Поставщики гипермасштабируемых и гибридных облаков обращаются к ленточным носителям как к стратегической необходимости — LTO-картриджи дешевле жёстких дисков и эффективны для архивирования данных. Кроме того, лента очень эффективна против программ-вымогателей и киберугроз из-за возможности лёгкого создания отчуждаемых копий.

Согласно данным LTO Program Technology Provider Companies (TPC), в 2019 году поставки картриджей LTO достигли рекордного уровня по общей ёмкости хранения сжатых данных, составившей 114 079 Пбайт, хотя в количественном выражении поставки картриджей продолжали сокращаться.

Рост поставок картриджей LTO отмечен после падения объёмов в течение 2018 года, что было связано с паузой в производстве. После того, как производство ленточных картриджей было возобновлено, объёмы поставок выросли до рекордных величин.

Приостановка производства произошла из-за патентного спора между двумя фирмами, производящими ленточные носители, Fujifilm и Sony, которые сокращали поставки ленточных носителей LTO-8 до тех пор, пока в прошлом году ими не было заключено соглашение о перекрестном лицензировании. После этого компании-поставщики технологий LTO (TPC), являющиеся владельцами лицензий на технологии LTO-8, официально сертифицировали носители Sony и Fujifilm.

«Поскольку сфера данных продолжает расти с астрономической скоростью, а обеспечение кибербезопасности становится приоритетом для организаций любых масштабов, ленточная технология LTO остаётся лидирующим решением для удовлетворения современных потребностей в хранении данных», — отметил вице-президент IBM по управлению хранением данных Сэм Вернер (Sam Werner).

Вместе с тем в прошлом десятилетия объёмы поставок носителей почти непрерывно снижались, отчасти из-за растущей ёмкости лент, что позволяет клиентам хранить больше данных на меньшем количестве ленточных картриджей, а также потому, что благодаря поддержке прежних версий лент новым оборудованием можно использовать на нём старые носители.

Технология LTO-8 обеспечивает возможность хранения до 30,0 Тбайт сжатых данных (при условии степени сжатия 2,5:1) со скоростью передачи до 750 Мбит/с.

Fujifilm рассказала о разработке новой модели ленточного картриджа на основе феррита стронция (SrFe), емкость которого достигает 400 Тбайт, что в 33 раза больше, чем у актуального картриджа LTO-8 ёмкостью 12 Тбайт.

На рынке лент осталось всего два производителя, Sony и Fujifilm, и один доминирующий стандарт — LTO. Ленты являются незаменимыми накопителями для хранения архивов и позволяют создавать дешевые отчуждаемые копии данных, до которых не доберутся злоумышленники и шифровальщики. В прошлом году компании затеяли патентный спор, который чуть не поставил под угрозу киноиндустрию, активно использующую LTO.

В 2017 году IBM и Sony уже продемонстрировали плотность записи 201 Гбит на квадратный дюйм, что дает теоретическую емкость картриджа в 330 Тбайт. Как далеко может зайти увеличение плотности записи на ленте? Если сравнивать с жесткими дисками, то ленте еще есть куда расти — современные жесткие диски имеют плотность записи более 700 Гбит на квадратный дюйм, хотя есть модели и с гораздо более высокой плотностью.

Ленты LTO-8 покрыты ферритом бария (BaFe) и каждое следующее поколение лент использует более мелкие частицы, сформированные в более узкие дорожки для увеличения емкости. Однако, если частицы BaFe становятся слишком маленькими, головка ленточного привода уже не может надежно считывать данные и соотношение сигнал/шум становится неудовлетворительным для устойчивой работы устройства.

Следующее поколение LTO-9 увеличивает емкость картриджей в 2 раза, по сравнению с LTO-8 и так далее, до 12 поколения, емкость которого должна достигать 192 Тбайт. Fujifilm планирует использовать SrFe только в 11 и 12 поколении, а это значит, что для выпуска следующих двух поколений не придется значительно менять производственный процесс.

Иными словами, ленту рано списывать со счетов, тем более что она обладает такими весомыми преимуществами как низкая цена и большой срок хранения данных без энергозатрат.

Традиционно ленты используются как долговременное хранилище для резервных копий. Запись осуществляется последовательно, по мере заполнения кассеты с лентой она либо перезаписывается с начала, либо хранится как отчуждаемая копия в отдельном помещении.

Последним крупным нововведением в области ленточных хранилищ стало внедрение особой файловой системы LTFS в 2011 году. Работа упростилась настолько, что добавлять и извлекать файлы или каталоги стало можно простым перетаскиванием мышью.

Несмотря на то, что многим ленточные системы кажутся архаичными, они продолжают развиваться, и теперь Fujifilm разработала метод переноса объектов и их метаданных с жестких дисков или SSD на ленточную систему.

Новый фреймворк с открытым исходным кодом называется OTFormat, он позволяет записывать и читать объекты без преобразования и дополнительной обработки. ПО Object Archive от Fujifilm использует OTFormat и предоставляет интерфейс API S3, что позволяет встроить ленточное хранилище во множество современных систем хранения.

Самое главное преимущество ленты — цена. Она до сих пор является самым дешевым способом хранения информации, обходя по этому показателю даже публичное облако. Однако относительно низкая скорость чтения/записи и особенность доступа позволяют использовать ленточные библиотеки только для архивных данных, где допустимо долгое время восстановления информации.

Согласно официальной документации Fujifilm, лента имеет 4-х кратное превосходство по надежности перед жесткими дисками. Также не стоит забывать, что кассеты являются отчуждаемыми копиями (т.е. могут храниться отдельно годами), что является хорошей защитой от разнообразных программ-шифровальщиков и других возможных атак.

Текущее поколение ленты, LTO-8, позволяет хранить до 12 Тбайт несжатых данных, однако уже есть планы по развитию вплоть до LTO-12 ёмкостью 192 Тбайт. Таким образом, есть еще большой запас у самой технологии хранения на магнитной ленте и ее рано списывать со счетов.

На данный момент пока нет информации о том, как будет выглядеть интерфейс нового фреймворка от Fujifilm, однако анонс должен произойти в ближайшие месяцы.

Компания Fujifilm Recording Media USA, «дочка» корпорации Fujifilm объявила о том, что ее картридж Fujifilm LTO Ultrium 8 следующего поколения был сертифицирован компаниями-поставщиками технологий LTO для коммерческого производства и уже поступил в продажу.

Выпуск «ленточек» задержался из-за патентного спора между Sony и Fujifilm, что привело к нехватке картриджей LTO-8 и вызвало озабоченность киноиндустрии. Стороны помирились месяц назад.

Картридж Fujifilm LTO Ultrium 8 имеет ёмкость 12,0 Тбайт для хранения несжатых данных и обеспечивает до 30,0 Тбайт для хранения сжатых данных (при условии степени сжатия 2,5:1) со скоростью передачи до 750 Мбит/с.

Ёмкость LTO-8 вдвое выше, чем у LTO-7, что позволяет удовлетворить растущую потребность компаний в экономичном и надёжном долговременном хранилище данных с большей ёмкостью.

В носителях Fujifilm LTO Ultrium 8 используется фирменная технология тонкого покрытия NANOCUBIC с применением более мелких частиц феррита бария (BaFe), чем в предыдущих поколениях картриджей.

Феррит бария отличается высоким отношением сигнал/шум (signal-to-noise ratio, SNR), что позволяет обеспечить высокую стабильность и возможность надёжного хранения данных в течение более 50 лет (согласно данным ускоренных испытаний на долговечность и сохраняемость, предоставленных комитетом JEITA Tape Storage Technical Committee).

* Внесена в перечень общественных объединений и религиозных организаций, в отношении которых судом принято вступившее в законную силу решение о ликвидации или запрете деятельности по основаниям, предусмотренным Федеральным законом от 25.07.2002 № 114-ФЗ «О противодействии экстремистской деятельности».

Fujifilm и Sony договорились об урегулировании спора по поводу патентных прав на технологии изготовления лент LTO (Linear Tape-Open), который грозил ограничить мировые поставки ленточных накопителей LTO-8. В конце прошлой недели компании пришли к соглашению о прекращении патентного разбирательства в Апелляционном суде США.

Киноиндустрия — один из ключевых потребителей «ленточек». Они используются для создания цифровых архивов и длительного хранения отснятого материала. Поэтому спор между Sony и Fujifilm вряд ли обрадовал кинокомпании.

И хотя ни одна из сторон пока не выступила с официальным заявлением, участники LTO Program Technology Provider Companies (TPCs) — HPE, IBM и Quantum — сообщили в совместном заявлении, что Fujifilm и Sony в настоящее время являются лицензиатами технологии восьмого поколения, то есть обе компании планируют в будущем выпускать носители LTO-8. Продукты этих двух компаний будут официально сертифицированы TPCs, и уже в четвёртом квартале 2019 года следует ожидать их поставок.

Это означает, что клиенты получат полный доступ к носителям LTO-8 с возможностью записи 12 Тбайт данных. До сих пор им приходилось обходиться использованием картриджей с технологией LTO-7 и возможностью записи 6 Тбайт данных. Их ёмкость можно повысить до 9 Тбайт с помощью форматирования в формат LTO-8 Type M на ленточных накопителях стандарта LTO-8.