Исследователи IBM провели демонстрацию технологии записи данных на поверхности линейной магнитной ленты с рекордными показателями плотности. Этот успех отражает значительное усовершенствование одной из самых надежных и экономически доступных технологий хранения информации.
Исследователям из отделения IBM Research в Цюрихе совместно со специалистами японской корпорации Fujifilm Corporation удалось записать данные на усовершенствованный прототип магнитной ленты с плотностью 29,5 млрд бит на квадратный дюйм. Этот показатель поверхностной плотности записи данных приблизительно в 39 раз превышает аналогичную характеристику самых популярных сегодня в отрасли стандартных устройств хранения на магнитной ленте. Достигнутый результат стал возможен благодаря разработке учеными IBM Research ряда новых ключевых технологий, а также трехлетнему тесному сотрудничеству с Fujifilm по оптимизации ее магнитной ленты следующего поколения с двусторонним покрытием на основе магнитного слоя из частиц феррита бария (BaFe).
«Полученный результат не оставляет сомнений в том, что ленточные устройства хранения не только вполне жизнеспособны сегодня, но и в дальнейшем будут продолжать служить надежными средствами защиты данных с преимуществом в стоимости по сравнению с другими технологиями хранения информации, включая устройства на базе жестких дисков и флэш-памяти», подчеркнула Синди Гроссман, вице-президент подразделения IBM Tape и Archive Storage Systems.
Согласно расчетам IBM, эти новые технологии позволят увеличить емкость картриджей до 35 ТБ (терабайт) несжатых данных. Это почти в 44 раза превышает емкость доступного сегодня картриджа IBM LTO Generation 4. Емкость в 35 ТБ достаточна для хранения текстов 35 млн книг, для размещения которых потребовались бы книжные полки общей длиной в 248 миль (399 км).
В настоящее время для хранения критически важных бизнес-данных применяются автоматизированные ленточные библиотеки, содержащие один или нескольких ленточных накопителей, обслуживающих от десятков до тысяч картриджей с магнитной лентой. Емкость таких систем хранения категории high-end может достигать уровня петабайт (миллионов гигабайт). В пересчете на один гигабайт, ленточные системы хранения данных в настоящее время стоят в 5-10 раз (в зависимости от размера) дешевле дисковых систем хранения. Кроме того, ленточные картриджи не потребляют энергии при отсутствии заданий на запись и запросов на считывание данных – в отличие от жестких дисков, которые, как правило, находятся в постоянном вращении. Это дает пользователям ленточных систем дополнительную возможность экономии затрат и, безусловно, делает магнитную ленту одной из наиболее доступных и энергетически эффективных технологий хранения данных из имеющихся сегодня на рынке.
Технические детали
Рекордные показатели IBM были достигнуты благодаря заметным усовершенствованиям технологий хранения данных на магнитной ленте в следующих четырех областях:
1. Новая магнитная лента высокой плотности записи с двойным покрытием – Разработанное японской корпорацией Fujifilm Corp. в тесном сотрудничестве с учеными IBM Research, это очередное поколение магнитной ленты Nanocubic использует новый сверхтонкий магнитный слой, состоящий из перпендикулярно-ориентированных частиц феррита бария. Этот слой обеспечивает высокую плотность записи данных без применения дорогостоящих методов напыления металлического покрытия или нанесения покрытия осаждением паров металлов.
2. Усовершенствованные технологии сервоуправления для сверхточного позиционирования головок чтения/записи – Исследовательским центром IBM Research – Zurich были разработаны следующие три новые технологии сервоуправления, которые позволили добиться более чем 25-кратного увеличения числа дорожек данных на ленте шириной в полдюйма (12,7 мм): а) новые сервомеханизмы, позволяющие реализовать беспрецедентную точность наноуровня при позиционировании головки чтения/записи на дорожке данных; б) используемый сервомеханизмами новый метод обнаружения и распознавания позиций элементов данных на дорожке; и в) усовершенствованные принципы управления, основанные на методе «анализа в пространстве состояний». Благодаря комбинации этих трех технологий удалось продемонстрировать высочайшую скорость и точность отслеживания дорожек данных на ленте – среднее отклонение при определении сервомеханизмами целевой дорожки не превышало 24 нм. Эти технологии также способствовали уменьшению ширины дорожки до менее чем 0,45 мкм.
3. Передовые алгоритмы обработки сигналов в канале чтения данных – Усовершенствованный канал чтения данных построен на базе новой программной технологии обнаружения данных DD-NPML (Data-Dependent Noise-Predictive, Maximum-Likelihood, «информационно зависимой, с прогнозируемым уровнем шумов (ошибок чтения/записи), использующей метод максимального правдоподобия»), которая была разработана в исследовательском центре IBM Research – Zurich. Эта технология обеспечивает точное обнаружение данных несмотря на уменьшение соотношения сигнал/шум в результате использования сверхузкой 0,2-мкм головки чтения данных. Благодаря применению этой методики, которая также учитывает шумовые характеристики барий-ферритовой магнитной ленты Fujifilm, было достигнуто увеличение линейной плотности записи данных на более чем 50% по сравнению с требованиями стандарта Linear Tape Open (LTO) Generation 4.
4. Блоки «сверхмагниторезистивных» (Giant Magneto-Resistive, GMR) головок чтения/записи с низким коэффициентом трения – Командами исследователей и разработчиков центра IBM Research – Almaden были разработаны следующие две новые технологии головок чтения/записи: а) блок магнитных головок с пониженным трением, который позволяет использовать более «гладкие» магнитные ленты и б) усовершенствованный модуль GMR-головок с оптимизированными сервомеханизмами чтения данных. Эти технологии головок были чрезвычайно важны для достижения требуемой скорости и точности отслеживания дорожек данных на магнитной ленте.
Источник www.cio-world.ru