3.6. Внешние запоминающие устройства на магнитных лентах

Накопителями информации на магнитных лентах (НМЛ или стриммерами) называют устройства записи и воспроизведения цифровой информации на кассету с магнитной лентой. НМЛ были первыми внешними запоминающими устройствами вычислительных машин. НМЛ относятся к классу устройств с последовательным доступом к памяти, так как для того, чтобы обратиться к определенному участку памяти, необходимо перемотать ленту до того места, где хранится или куда нужно записать информацию. Последовательный доступ к информации и определяет основной недостаток этих устройств – низкая скорость передачи информации. Обычно НМЛ используют для архивации и резервного копирования больших объемов информации. Несмотря на обилие дисковых устройств всевозможных типов, ленточные накопители в качестве устройств для резервного копирования сохраняют свои позиции благодаря высокой надежности и низкой удельной стоимости хранения информации.

Отсчет истории современных кассетных ленточных накопителей обычно ведется с 1972 года, когда корпорация 3М представила накопитель на так называемой «четверть-дюймовой» кассете QIC с 6-мм пленкой (Quarter-Inch tape Cartridge – «картридж с четверть-дюймовой пленкой»). Кассета QIC похожа на обычную аудиокассету, имеет подающую и приемную катушки, соединенные специальным приводным ремнем, а лента приводится в движение ведущим валом, к которому лента прижимается резиновым роликом. Данные записываются на продольные дорожки, параллельные краям ленты. Количество дорожек в современных накопителях может доходить до 144. С обеих сторон от записывающей головки располагаются головки чтения, обеспечивающие немедленный контроль записи и перезапись блока в случае обнаружения ошибок (независимо от направления движения ленты).

Множество стандартов, принятых за время существования QIC, привело к тому, что большинство таких накопителей стали несовместимыми друг с другом. Кассеты нового стандарта Travan продолжили линию QIC. Они отличаются повышенной стабильностью конструкции, включают механизмы поддержания постоянного натяжения ленты и другие усовершенствования. Кассеты этого стандарта (TR-4, TR-5, TR-6) широко применяются в настоящее время. Лента в них имеет ширину 8 мм (0,315 дюйма). Емкость 72-дорожечной кассеты TR-4 составляет 4 Гбайт (при использовании сжатия – до 8 Гбайт), скорость передачи данных может достигать 1,2 Мбайт/с. Для 108-дорожечной кассеты TR-5 эти показатели равны соответственно 10 (20) Гбайт и 1,8 Мбайт/с, для 144-дорожечной кассеты TR-6 – 16 (32) Гбайт и 2,7 Мбайт/с.

В 1988 г разработан стандарт DDS (Digital Data Storage – «хранение цифровых данных»), определяющий способ записи на цифровые звуковые ленты DAT (Digital Audio Таре) произвольных цифровых данных. В накопителях DAT для записи на 4-мм ленту используется технология спиральной развертки, аналогичная применяемой для видеозаписи. Более высокие показатели емкости и производительности в этом случае достигаются ценой повышенного износа ленты (плотно прилегающей к вращающемуся со скоростью 2000 об/мин блоку головок) и заметно большей стоимостью. Стандарты серии DDS предусматривали кассеты емкостью до 20 Гбайт и скоростью передачи до 4,8 Мбайт/с, сохраняя совместимость с носителями более ранних стандартов.

В 1996 году был выпущен первый накопитель Mammoth на основе нового ленто­протяжного механизма без ведущих валов, обеспечив­шего гораздо более бережное обращение с лентой, а следовательно, возможность применения более совре­менных тонких лент. Накопители Mammoth к 2001 году имели емкость до 60 Гбайт, а ско­рость передачи – до 12 Мбайт/с.

В 1996 году также появились нако­пители на 8-мм ленте со спиральной разверткой, в которых была применена разработанная IBM технология сжатия данных, повышающая коэффициент компрессии до 2,6:1. Эти накопители имели емкостью до 260 Гбайт и скоростью передачи данных до 31 Мбайт/с.

В 1998 году корпорация Quantum представила новую технологию SuperDLT (Digital Linear Tape – «цифровая линейная лента») с лазерной системой точного позиционирования головки относительно ленты. Современный вариант SuperDLT имеет емкость 220 Гбайт и скорость передачи данных до 32 Мбайт/с. Накопители формата Ultrium имеют максимальную емкость до 200 Гбайт и скорость передачи данных до 40 Мбайт/с.

Кроме автономных ленточных накопителей широкое распространение получили ленточные библиотеки, состоящие из нескольких накопителей и упорядоченного хранилища кассет, выбор которых осуществляется автоматизированным электромеханическим устройством (роботом).

Ленточные массивы строятся аналогично дисковым массивам RAID: специальный контроллер распределяет данные по нескольким накопителям, увеличивая тем самым скорость чтения-записи и доступа к данным.

Отметим также хранилища с иерархическим управлением (Hierarchical Storage Management – HSM,) состоящие из накопителей различных типов – лент и дисков. Встроенное программное обеспечение таких хранилищ оценивает необходимую степень доступности для каждой содержащейся в нем коллекции данных и автоматически переносит часто используемые данные на наиболее быстрый накопитель.