Глава 3

НАКОПИТЕЛИ МАССИВОВ ИНФОРМАЦИИ

(ВНЕШНИЕ ЗУ)

Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) можно разделить на следующие классы:

• по типу доступа:

• с произвольным доступом (диски, флэш-карты);

• с последовательным доступом (ленты);

• по используемой технологии записи/считывания информации:

• с магнитными носителями (HDD, FDD);

• с оптическими носителями (CD, DVD);

• с магнитооптическими носителями (Fujitsu DynaMO);

• использующие флэш-память;

• по типу носителя:

• с постоянным носителем (жесткие диски);

• со сменными носителями (гибкие диски, картриджи стримеров), сменные пакеты жестких дисков.

1. Магнитные накопители. Ленты (мл)

Магнитные накопители являются основной средой хранения информации в ЭВМ и разделяются на магнитные ленты (НМЛ) и магнитные диски (НМД).

Общая технология магнитных носителей

Долгое время основным устройством хранения данных в компьютерах были перфорационные носители (карты и ленты). В 1949 г. компания IBM приступила к разработке нового устройства хране­ния данных. Именно это и стало точкой отсчета в истории развития устройств магнитного хранения данных. 21 мая 1952 г. IBM анонси­ровала модуль ленточного накопителя IBM 726 для вычислительной машины IBM 701. Четыре года спустя, 13 сентября 1956 г., IBM объявила о создании первой дисковой системы хранения данных - 305 RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control). Эта система могла хранить 5 млн. символов (5 Мбайт) на 50 дисках диа­метром 24 дюйма (около 61 см).

Основной критерий оценки накопителей на магнитных носите­лях - поверхностная плотность записи (рис. 3.1, а). Она определяет­ся как произведение линейной плотности записи вдоль дорожки, выражаемой в битах на дюйм (Bits Per Inch - BPI), и количества дорожек на дюйм (Tracks Per Inch - TPI). В результате поверхност­ная плотность записи выражается в Мбит/дюйм² или Гбит/дюйм².

Поверхностная плотность записи постоянно увеличивается. По­сле появления первого устройства магнитного хранения данных (IBM RAMAC) рост поверхностной плотности записи достигал 25% в год, а с начала 1990-х - 60%. Разработка и внедрение магниторе-зистивных (1991 г.) и гигантских магниторезистивных (1997 г.) голо­вок еще больше ускорили увеличение поверхностной плотности за­писи. За 45 лет, прошедших с момента появления первых устройств магнитного хранения данных, поверхностная плотность записи вы­росла более чем в 5 миллионов раз (рис. 3.2, б).

В современных накопителях размером 3,5 дюйма величина это­го параметра составляет 10-20 Гбит/дюйм², а в экспериментальных моделях достигает 40 Гбит/дюйм². Это позволяет выпускать накопи­тели емкостью более 400 Гбайт.

Рассмотрим основные технологии магнитной записи.

Поверхностная (параллельная) магнитная запись. В течение около 50 лет производители магнитных накопителей (как на МЛ, так и на МД) использовали почти исключительно метод, именуемый па­раллельной магнитной записью (longitudinal magnetic recording - LMR), в которой вектор намагниченности для каждого бита информации (элементарной области намагниченности, или магнитного домена) расположен параллельно поверхности носителя (пленки или диска) - рис. 3.2, а.

В то время как в исторической ретроспективе поверхност­ная плотность записи удваивалась приблизительно каждый год (рис. 3.1), в конце концов скорость этого роста замедлилась и, как это оценивают специалисты, технология LMR (из-за суперпарамаг­нитного эффекта) вряд ли сможет обеспечить плотность выше 100-200 Гбит/дюйм².

Этот вывод привел к росту усилий по преодолению суперпарамагнитного эффекта, и была предложена технология перпендикулярной магнитной записи (perpendicular magnetic re­cording - PMR) как решение, которое может удвоить плотность за­писи НЖМД в самое ближайшее время и обеспечить в дальнейшем более чем 10-кратный ее прирост.

В LMR зоны намагниченности (домены, или «микромагниты») лежат горизонтально и в случае высокоинформативного сигнала, когда частота чередования «1» и «0» велика, сплошь и рядом возни­кают точки, в которых полярности «микромагнитов» противопо­ложны, что требует их разграничения или наличия «области перехо­да» (рис. 3.2, а).

Поскольку противоположные полюсы отталкиваются, с повы­шением плотности записи и уменьшением ширины области перехо­да возникает опасность самопроизвольного «переворачивания мик­ромагнитов» (особенно под влиянием теплового движения молекул) и разрушения информации.

Перпендикулярная магнитозапись (PMR). В этом случае битовые «микромагниты» расположены вертикально или перпендикулярно поверхности диска. Поскольку векторы намагниченности не на­правлены «друг на друга», потребность в области перехода значи­тельно сокращается. Это позволяет осуществлять более плотную упаковку битов и получать более «острые» сигналы перехода, облег­чая обнаружение разрядов и исправление ошибок, а это - возмож­ность достижения более высоких значений поверхностной плотно­сти записи.

Основой данного подхода является, во-первых, использование для записи материала с более высокой коэрцитивной силой (боль­шая остаточная намагниченность), а во-вторых - размещение под ним слоя магнитомягкого материала, осуществляющего замыкание силовых линий пишущего элемента головки устройства (фактиче­ски он работает как часть пишущей головки). Этот слой относи­тельно толст, так что он усложняет конструкцию платтеров (дисков) НЖМД и затрудняет использование PMR в магнитных лентах.

Фирма Hitachi Global Storage Technologies в лабораторных испытаниях достигла осенью 2005 г. поверхностную плотность записи в 345 Гбит/дюйм² (это обеспечивает емкость в 1 Тбайт для диска 3,5"). Предполагается, что НЖМД в 3,5" для настольных ПК емкости 2 Тбайт может быть выпущен в 2009 г. В конечном итоге прогнози­руется, что методика PMR в течение ближайших 20 лет обеспечит повышение поверхностной плотности записи до 100 Тбит/дюйм².

Технология накопителей на магнитных лентах

Эти накопители относятся к классу внешних запоминающих устройств последовательного доступа. В них доступ к требуемому набору данных происходит только после завершения перемотки всей предшествующей части магнитной ленты (МЛ).

Магнитные ленты для цифровой записи данных размещаются на бобинах или кассетах (подобно лентам для бытовой аудио- или видеозаписи). Однако принципы размещения информации на МЛ в Данном случае существенно другие (рис. 3.3):

• информация размещается на носителе в виде блоков (масси­вов данных фиксированной или переменной длины);

• информационные блоки разделены пустыми промежутками (gap), позволяющими считывающему устройству распознать начало (окончание) блока. Размер промежутка между запися­ми выбирается достаточным для разгона ленты до установленной скорости и остановки ее точно на следующем промежут­ке. Недостаток промежутков между записями - уменьшение полезного объема МЛ, так как области, отведенные под промежутки, нельзя использовать для хранения данных;

• блоки разделяются на информационные (ИБ распознаются программами) и служебные (распознаются устройством конец файла и конец тома);

• физическое начало и физический конец ленты обычно определяются оптическим или механическим образом (независимо от содержания ленты).

Обычно информация записывается одновременно девятью магнитными головками. Из девяти одновременно записываемых битов информации восемь являются информационными (один байт) и один - контрольным битом четности. Начало области магнитной ленты, в которую записывается информация, называется точкой за­грузки и помечается специальным физическим маркером. Физиче­ский маркер представляет собой кусочек алюминиевой фольги, на­клеиваемый на расстоянии 1-2 м от начала магнитной ленты. Ко­нец информационной области МЛ помечается таким же физическим маркером, наклеиваемым на расстоянии от конца МЛ. Наличие ука­занных специальных маркеров, распознавание которых производит­ся фотоэлектронным способом, позволяет осуществить перемотку МЛ к началу информационной области и автоматический останов по достижении ее конца.

Системы хранения на магнитных лентах разрабатывались с це­лью резервного копирования информации, содержащейся на диско­вых устройствах (рис. 3.4, а). В одной из таких систем, получившей довольно широкое распространение, используются 8-миллиметровые ленты видеоформата, заключенные внутрь кассеты. Такая кас­сета называется картриджем (рис. 3.4, б).

Размещение информации на МЛ связано со следующими проблемами. Для уверенного распознавания промежутка (gap) он дол­жен иметь значительную длину (особенно при высоких скоростях перемотки/чтения). При скорости движения ленты 2-3 м/с длина промежутка должна составлять не менее 1-2 см. Очевидно, что для того, чтобы эффективность использования МЛ была достаточно вы­сокой, длина ИБ должна как минимум в 2-3 раза превышать длину промежутка (при этом коэффициент полезного использования МЛ будет составлять 60-75%). При этом также увеличивается скорость обмена между ОП и ВУ, так как за одно обращение к МЛ считывается как минимум один ИБ. Однако увеличение длины ИБ требует увеличения объема ОП для размещения буфера, связанного с дан­ным файлом (буфер выделяется операционной системой при откры­тии файла), поэтому одновременное открытие большого числа фай­лов может оказаться невозможным при ограниченном размере ОП.

Технология картриджей QIC

Картриджи 0,25 дюйма (лента шириной 0,25" или 6,35 мм широ­ко использовалась в катушечных магнитофонах в 50-80-х гг.) или QIC (quarter-inch-tape cartridge) были введены в обращение в 1972 г. компанией 3М для сбора и хранения данных. В дальнейшем из-за дешевизны и удобства использования они получили распростране­ние в качестве среды архивного хранения данных для ПК.

QIC-картридж выглядит наподобие обычной аудиокассеты, со­держит две бобины для перемотки ленты в обе стороны, которые связаны приводным ремнем, встроенным в кассету. МЛ проходит между металлическим приводным стержнем (кабестан), соединен­ным с двигателем и прижимным резиновым роликом.

Формат QIC предусматривает линейную запись, что подразуме­вает образование параллельных дорожек, направленных по длине ленты (рис. 3.5, а).

Известно два формата картриджей - DC600 и DC2000 (более популярный). Используются методы кодирования MFM или RLL, аналогичные для записи на НМД.

Для работы используется головка стирания (стирающая всю ши­рину ленты за один проход), записывающая головка и две считываю­щие головки, предназначенные для контроля записи (рис. 3.5, а). При записи лента движется равномерно со скоростью 25-30 см/с, каждая головка записывает одну дорожку за проход. Дополнитель­ные головки увеличивают скорость и плотность записи. Так, две го­ловки обеспечивают 800 Кбайт/с, четыре - 1,6 Мбайт/с. Дорожки, расположенные в верхней половине ширины ленты, записываются при прямом движении ленты, расположенные снизу - при обрат­ном движении. Каждая дорожка записывается блоками по 512 или 1024 байт, которые группируются в сегменты по 32 блока. В конце каждого блока записывается циклическая контрольная сумма (CRC) для обнаружения и коррекции ошибок.

Основным недостатком QIC является несовместимость, по­скольку различные форматы записи использовали от 28 до 72 доро­жек и даже более (табл. 3.1). Например, форматы QIC-3220-MC и Travan определяют стандарт мини-картриджа, использующего 108 дорожек; Tandberg предложил формат, обеспечивающий до 13 Гбайт емкости. Здесь используются серводорожки, которые по­зволяют увеличить плотность записи и скорость ленты, при этом скорость сравнима с НМД.

Таблица 3.1. Характеристики форматов метода QIC
Тип	Число дорожек	Ширина 0,25" (6,35 мм)	Более длинная лента	Ширина 0,315" (8 мм)
QIC-80	28/36	От 80 Мбайт	До 400 Мбайт	До 500 Мбайт
QIC-3010	40/50	340 Мбайт	-	420 Мбайт
QIC-3020	40/50	670 Мбайт	-	840 Мбайт
QIC-3080	60/72	1,2 Гбайт	1,6 Гбайт	2 Гбайт
QIC-3095	72	-	4 Гбайт	2 Гбайт

Формат Travan. Форматы Travan представляют собой набор высокоэффективных спецификаций, обладающих обратной совместимостью с QIC-форматами (табл. 3.2). Длительное время эти системы были более дорогими, чем DAT. В них внесен ряд усовершенствова­ний, например картриджи Travan-4 содержат встроенные механизмы выравнивания и натяжения МЛ, что упрощает конструкцию ЛПМ.

Таблица 3.2. Характеристики форматов метода Travan
Показатель	Формат
	TR-1	TR-2	TR-3	TR-4	TR-5
Емкость: обычная при сжатии	400 Мбайт 800 Мбайт	800 Мбайт 1,6 Гбайт	1,6 Гбайт 3,2 Гбайт	4 Гбайт 8 Гбайт	10 Гбайт 20 Гбайт
Скорость: минимум максимум	62,5 Кбайт/с 125 Кбайт/с	62,5 Кбайт/с 125 Кбайт/с	125 Кбайт/с 250 Кбайт/с	60 Мбайт/мин 70 Мбайт/мин	60 Мбайт/мин 110 Мбайт/мин
Число дорожек	36	50	50	72	108
Плотность записи, ftpi	14,700	22,125	44,250	50,800	50,800
Совместимость	QIC 80 (R/W) QIC 40 (только R)	QIC З010 (R/W) QIC 80 (только R)	QIC З010/QIC 3020 (R/W) QIC 80 (только R)	QIC 3080/ QIC 3095 (R/W) QIC 3020 (только R)	QIC 3220 (R/W) TR-4 QIC 3095 (только R)

Формат DAT. Наименование DAT происходит от Digital Audio Таре (цифровая звукозапись), которая обеспечивает качество записи на уровне аудиоСD. На этой основе в 1998 г. Sony и HP ввели но­вый стандарт записи DDS (Digital Data Storage), который был пред­назначен для записи компьютерных данных. Технология DAT /DSS использует МЛ шириной 4 мм, на которую наносятся данные с по­мощью вращающихся головок (helical scan recording, или «винтовая запись»), что совпадает с методикой видеозаписи (рис. 3.5, б).

Лента движется между бобинами картриджа и облегает цилиндрический барабан, который содержит две записывающие головки и две для контрольного считывания. Поскольку барабан вращает­ся со скоростью 2000 об/мин, эквивалентная скорость движения ленты относительно головок достигает 381 см/с. На ленту записы­ваются диагональные треки (блоки данных), каждый из которых имеет ширину 9,1 мкм и вмещает 128 Кбайт данных и контроль­ные коды.

Системы DAT имеют два формата: DDS и DataDAT. Протокол DDS более распространен и имеет несколько вариантов с обратной совместимостью (табл. 3.3).

Таблица 3.3. Характеристики стандарта DAT
Формат	Емкость, Гбайт	Максимальная скорость, Мбайт/с
DOS	2	55 Кбайт/с
DDS-1	2/4	0,55/1,1
DDS-2	4/8	0,55/1,1
DDS-3	12/24	1,1/2,2
DDS-4	20/40	2,4/4,8

DDS-3 использует технологию винтовой записи, однако дополнительно применяется метод, характерный для НЖМД - PRML (Partial Response Maximum Likelihood), который позволяет снизить уровень шумов.

Более поздний формат - DDS-4 - был предложен Hewlett-Packard и Sony в апреле 1998 г. Это технология 4-го поколения, ко­торая использует снижение ширины дорожки с 9,1 до 6,8 мкм, а длина ленты увеличена до 150 м, что дает возможность достигать емкости свыше 16 Гбайт. Более высокая емкость устройств DAT по сравнению с QIC/Travan, однако, приводит к тому, что эти устрой­ства почти в 2 раза дороже, чем QIC.

Технологии 8-мм лент

Технология 8-мм ленты первоначально была разработана для видеопромышленности и была принята компьютерной промышлен­ностью как надежный путь для сохранения больших объемов ком­пьютерных данных. Подобно DAT, здесь также применяется винто­вое сканирование (рис. 3.6, а). Недостаток этой системы сканирова­ния - сложный путь ленты. Поскольку лента сматывается с подающей кассеты и плотно прижимается к цилиндру чтения-запи­си, в ней возникают сильные механические напряжения.

Известны два основных стандарта, использующих разные алго­ритмы сжатия данных и конструкций НМЛ, но основная функция одна и та же. Корпорация Exabyte поддерживает стандарты «8 мм» и «Мамонт», a Seagate и Сони представляют новую 8-мм технологию, известную как AIT (Advanced Intelligent Tape - интеллектуальная МЛ). Таблица 3.4 содержит ключевые характеристики текущих 8-мм стандартов.

Таблица 3.4. Характеристики форматов группы «8 мм»
Стандарт	Емкость (со сжатием/без сжатия}, Гбайт	Интерфейс	Максимальная скорость, Мбайт/мин
8 мм	3,5/7	SCSI	32
8 мм	5/10	SCSI	60
8 мм	7/14	SCSI	60
8 мм	7/14	SCSI	120
Маммоth	20/40	SCSI	360
AIT-1	25/50	SCSI	360

Формат Мамонт (Mammouth). Exabyte был лидером в промышленности НМЛ в течение более 10 лет. Фирмой было впервые пред­ложено использовать 8-мм ленты для хранения данных на базе механизма, подобного видеокамерам Сони, причем было выпущено более 1,5 млн. таких накопителей. Такие механизмы достаточны для приложений невысокой надежности, но менее пригодны для сего­дняшних серверных приложений. Введенный в 1996 г. стандарт «Мамонт» (Mammouth) является более передовой и надежной тех­нологией и представляет ответ Exabyte на требования этого диапазо­на рынка серверов.

Привод МЛ не использует кабестан, что устраняет часть нако­пителя ленты, которая создает непредсказуемый износ носителя. Используется технология АМЕ (Advanced Metal Evaporated) или на­несения металла путем испарения. Это обеспечивает антикоррозий­ную стойкость и износоустойчивость ленты, срок хранения повы­шается до 30 лет. Гладкая поверхность МЛ увеличивает время изно­са головок до 35 тыс. ч.

Данные на МЛ организованы в сегменты (разделы), каждый из которых может быть записан, стерт или прочитан как одно целое. Эта организация позволяет увеличивать объем носителя для поддержки таких приложений, как мультимедиа и видеосерверы. Для коррекции ошибок используется двухуровневый метод Reed-Solomon ECC. При этом ошибки корректируются «на лету» перезаписью блоков в преде­лах той же дорожки.

В 2000 г. был выпущен накопитель Exabyte Mammoth-2, в кото­ром устанавливались новые стандарты высокой скорости и возмож­ностей. Накопитель имеет скорость передачи 12 Мбайт/с, 8-мм лента АМЕ может загрузить максимум 60 Гбайт. НМЛ использует интер­фейс Ultra2/LVD SCSI, буфер объема 32 Мбайт - многоканальную головку, новейший алгоритм коррекции ошибок ЕССЗ и обеспечива­ет коэффициент сжатия 2,5 : 1 на основе ALDC (адаптивное сжатие данных без потерь), что дает емкость 150 Гбайт на ленту. Последую­щая оптоволоконная версия предлагала повышение исходной скоро­сти передачи до 30 Мбайт/с.

Технологии AIT

AIT (Advanced Intelligent Tape) - быстродействующие накопите­ли с низкой частотой ошибок, предназначенные для организации архивных библиотек робототехнических приложений.

Основные компоненты технологии:

• микросхема памяти на кассете (Memory-ln-Cassette - MIC);

• передовой метод сжатия данных без потерь (Advanced Lossless Data Compression - ALDC), разработанный IBM;

• лента с вакуумным нанесением магнитного слоя (Advanced Metal Evaporated - АМЕ).

MIC представляет собой программируемую микросхему памяти объемом 16-64 Кбайт, размещенную на кассете. Пятиштырьковый разъем соединяет кассету с ЛПМ при ее установке. М1С содержит информацию о размещении файлов на ленте, индексы и сведения о дополнительных областях данных.

Поскольку микропрограммы накопителя оценивают расстоя­ние до необходимого сегмента, нет необходимости читать инди­видуальные маркеры адреса при перемотке МЛ. При приближе­нии к цели двигатели замедляются, чтобы можно было считывать маркеры ID для более точного позиционирования. Результатом является повышение скорости поиска (вплоть до 150 раз более высокой, чем скорость накопителя при чтении/записи), а также уровня надежности ключевого поиска. Среднее время доступа уменьшается до 20 с (сравнительно со 100 с для других конкури­рующих моделей).

Метод сжатия ALDC реализуется микросхемами, которые были ранее доступны только в мейнфрейм-машинах, и обеспечивает средний коэффициент сжатия данных 2,6 : 1 для многочисленных типов данных, по сравнению с 2 : 1 для более старых алгоритмов IDRC или DLZ. Для обнаружения и коррекции ошибок использу­ется метод «чтение во время записи», коррекция кода записи (ЕСС) обнаруживает и корректирует любые аномалии записи, пе­резаписывая данные после того, как отбракованная область ленты прошла.

МЛ АМЕ изготовляется новым методом, ранее использовав­шимся в массовом производстве в видеопромышленности. Основа ленты проходит через вакуумную камеру, которая содержит пар, мо­лекулы которого внедряются непосредственно во внешний слой ос­новы без использования клейких веществ и. следовательно, стано­вятся частью основы. Кроме того, покрытие DLC (diamond like carbon - алмазоподобный углерод) защищает напыленный слой от Царапин на поверхности (рис. 3.6, б).

Первоначальная емкость НМЛ AIT-1 составляла 25 Гбайт и в 1999 г. была повышена до 35 Гбайт без сжатия и 90 Гбайт со сжатием, а в начале 2001 г. была достигнута скорость передачи в 4 и 10 Мбайт/с соответственно. Затем был введен формат AIT-2, полно­стью совместимый по чтению и записи назад с AIT-1, который обеспечивает повышение емкости и скорости (табл. 3.5).

Таблица 3.5. Характеристики метода записи AIT
Показатель	Формат
	AIT-1	АIT-2	АIT-3	S-AIT
Обычная емкость, Гбайт	35	50	100	500
Емкость при сжатии, Гбайт	90	130	260	1,ЗТбайт
Обычная скорость, Мбайт/с	4	6	12	30
Скорость при сжатии, Мбайт/с	1	15,6	31,2	78
Размеры, дюймы	3,5	3,5	3,5	5,25
Тип носителя	8-мм АМЕ	8-мм АМЕ	8-мм АМЕ	1/2" АМЕ
Срок службы, тыс. ч	300	300	400	500

Кроме того, в AIT-2 используются многослойные «гиперметаллические» головки, обеспечивающие плотность записи на 50% боль­шую, чем обычное оборудование.

Лента цифровой линейной записи (Digital Linear Tape - DLT)

Появление технологии DLT относится к середине 1980-х гг., ко­гда корпорация DEC разработала методы записи на стандартную полудюймовую магнитную ленту для использования в системах Micro VAX. Первая DLT-система появилась в 1989 г. Фактически, DLT - адаптация старого метода записи при перемотке ленты с ка­тушки на катушку, здесь картридж ленты выполняет роль одной ка­тушки, а привод ленты - другой (рис. 3.7, а).

DLT использует полудюймовую металлизированную ленту, ко­торая на 60% шире, чем 8-мм пленка. Каждая дорожка данных за­нимает полную длину пленки. Когда конец ленты достигнут, голов­ки повторно устанавливаются, чтобы произвести запись нового на­бора дорожек, и лента снова записывается на полной длине в противоположном направлении. Процесс продолжается в обе сторо­ны, пока лента не заполнена; может быть записано от 128 до 208 до­рожек.

В НМЛ DLT используется уникальный дизайн «блока управле­ния головкой» (Head Guide Assembly - HGA). DLT HGA - имеющая форму бумеранга алюминиевая пластина с шестью установленными на ней роликами. Система рычагов регулирует скорость и на­тяжение ленты, минимизируя трение. Это продлевает «время жизни» головок до 30 000 ч (2000 ч для «винтовых» устройств на 8 мм).

Super DLT. Следующее поколение Digital Linear Tape (DLT) - Super DLT. Накопители, базирующиеся на технологиях Super DLT, далеко превосходят по своей емкости предел в 35 Гбайт, присущий формату DLTape IV, сохраняя обратную совместимость.

В Super DLT применяется лазер для точного позиционирования головок записи-считывания - принцип магнитной записи с лазер­ным управлением (Laser Guided Magnetic Recording - LGMR) В ос­нове LGMR находится оптическая сервосистема (Pivoting Optical Servo, POS), которая позволяет на 10-20% увеличить емкость на­копителей. При движении носителя через систему POS лазерный луч следит за обратной стороной лены, на которую нанесены опти­ческие метки. Механизмы POS обеспечивают размещение магнит­ной головки точно по магнитным трекам ленты.

Другой инновационной технологией, используемой в Super DLT, является усовершенствованный вариант метода записи-чтения PRML, который более ассоциируется с НЖМД, нежели с НМЛ.

Как это видно из табл. 3.6, технология Super DLT позволяет достичь емкости до 1,2 Тбайт несжатых данных на один картридж Устройства и соответствующей скорости передачи - 100 Мбайт/с.

Таблица 3.6. Характеристики накопителей на основе Super DLT
Характеристики	Тип устройства
	SDLT 220	SDLT 320	SDLT 640	SDLT 1280	SDLT 2400
Емкость при несжатых данных, Гбайт	110	160	320	640	1200
Емкость при сжатии (2:1),Тбайт	0,22	0,32	0,64	1,28	2,4
Скорость передачи несжа­той информации, Мбайт/с	11	16	32	Более 50	Более 100
Скорость при сжатии, Мбайт/с	22	32	64	100	200
Носитель	SDLT I	SDLT I	SDLT II	SDLT III	SDLT IV
Интерфейс	Ultra2 SCSI LVD HVD	URra2 SCSI Ultra 160 SCSI	Ultra 320 SCSI Fibre channel	TBD	TBD
Выход на рынок, год	2001	2002	2003	2005	2006

Расширенная технология цифровой записи

(Advanced Digital Recording - ADR)

Разработана корпорацией Philips (см. рис. 3.7, б). Первые уст­ройства ADR были запущены весной 1999 г., в форме НМЛ с интер­фейсом IDE, способного к записи 15 Гбайт исходной или 30 Гбайт сжатой информации на картридж.

Привод ленты способен непрерывно контролировать ее смеще­ние вверх или вниз даже на малейшую величину, в результате этого достигается высокая плотность - до 192 дорожек на 8-мм пленке. Способность ADR читать или записывать все восемь дорожек дан­ных одновременно дает возможность получить внушительные ско­рости передачи при относительно низких скоростях. Износ ленты минимален, а также появляется и возможность контроля и исправ­ления ошибок как в горизонтальном, так и вертикальном направле­ниях. Применяемый здесь код исправления ошибок (ЕСС) значи­тельно более эффективен, чем в обычных системах, когда код ис­правления ошибки действует только в одном измерении (по дорожке данных). Фактически, ЕСС для ADR позволяет обеспечить 100%-ное восстановление данных, даже если до 24 из 192 дорожек разрушены по полной длине ленты.

Технология VXA

В процессе передачи данных с МЛ может возникнуть необходи­мость остановки передачи с последующим ее возобновлением (при разрыве связи, занятости шины, переполнении буфера чтения и др.). Для этого необходима обратная перемотка ленты и поиск точ­ки прерывания чтения, что приводит к затратам времени и физиче­ским перегрузкам для механизма и носителя информации.

Технология, предложенная Ecrix Corp. (VXA) в 1999 г., для разрешения этой и ряда других проблем НМЛ (рис. 3.8) использует разбиение потока данных не на традиционно длинные блоки, а на небольшие пакеты данных, содержащие также контрольную инфор­мацию (Discrete Packet Format - DPF) - перед записью на ленту.

DPF допускает, чтобы пакеты, образующие поток данных, прибывали в буфер данных в различные моменты времени, с последую­щей сборкой в исходный поток (строку). Каждый пакет данных включает 64 байта пользовательских данных, маркер синхрониза­ции, уникальный адрес коды CRC и ЕСС. Каждая дорожка содер­жит 387 отдельных пакетов данных и считывается через специаль­ный буферный массив.

VXA использует 4-х уровневую схему коррекции ошибок, кото­рая реализована в двух фазах. Во-первых, каждый пакет содержит корректирующий код Рида - Соломона (Reed-Solomon ЕСС), кото­рый позволяет устранить небольшие ошибки, связанные с шумовы­ми воздействиями. Во-вторых, когда пакеты собираются в буфере, они формируют массив, содержащий трехмерный корректирующий код (ЕСС оси X, ЕСС оси Y и диагональный ЕСС).

Ленточные накопители Sony

Внутренние ленточные массовые накопители, поддерживающие технологию АIТ-2, предусматривают использование в накопителе на магнитной ленте встроенного микропроцессора. В устройстве также предусмотрена аппаратная проверка данных посредством чтения сразу после записи (табл. 3.7).

Таблица 3. 7. Ленточные накопители Sony
Марка	Характеристики
Sony SDX-300C	Форм-фактор - 3,5". Емкость (без сжатия данных) - 25 Гбайт. Емкость (со сжатием) - 50 Гбайт. Скорость передачи данных (с учетом компрессии) - 3 Мбайт/с. Средняя наработка на отказ - 200 000 ч. Поддержка технологий АIT-1, АМЕ, Super Head Cleaner. Тип интерфейса - SCSI-2. Размеры (В × Ш × Д)- 102×41×155 мм
Sony SDX-500C	Форм-фактор - 3,5". Емкость (со сжатием)- 130 Гбайт. Емкость (без сжатия) - 50 Гбайт. Тип интерфейса - Wide Ultra SCSI SE/LVD. Скорость передачи данных (с учетом компрессии) - 12 Мбайт/с. Скорость доступа - 27 с. Скорость поиска - 720 Мбайт/с. Средняя наработка на отказ (при 100%-ной нагрузке) - 300 000 ч. Совместимость с картриджами SDX1-35 С (35 Гбайт), SDX1-25C (25 Гбайт), SDX2-50C (50 Гбайт), SDX2-36C (36 Гбайт). Размеры (В × Ш × Д)-101,5×41,1 ×154,9 мм. Вес - 0,78 кг