磁帶是我們目前能夠拿出的惟一有機會跟上數據量增長速度的存儲介質。各類事務、圖像、音樂再加上合規性需求、社交媒體會話以及設備對設備消息已經成為IT系統日常運行的必然產物。當然,在這些數據訪問頻率較高時我們仍然需要利用閃存及磁盤進行存儲,但當這些數據逐漸過時、變得冷門之后,我們只能把其中需要保存的部分交給磁帶了。

現狀

作為曾經的備份介質,磁帶如今已經成為歸檔領域的主力。與此同時,隨著數據總量的爆炸式增長,歸檔體系對存儲空間的需求也水漲船高。

過去市場上出現過十幾種各不相同的磁帶及卷軸格式,將數據寫入到磁帶中的方式也多種多樣,但目前仍在使用的只有三大類,分別為:IBM機制、LTO機制以及甲骨文機制,惠普的DAT雖然仍有一定影響力、但已經嚴重衰落。

IBM的專有TS1140格式能夠在一卷磁帶上提供高達4TB的原始數據存儲容量,而且藍色巨人還推出了一系列配備磁帶庫、幫助用戶使用這些存儲設備。其中包括擁有15000個磁帶接口的高端TS 3500,這套設備由機器人負責拾取磁帶盒并將其插入驅動器,數據經過壓縮后的總容量可達2.7 EB(即艾字節)。雖然甲骨文在收購了Sun/StorageTek公司后獲得了雄厚的技術實力與穩固的生存空間,但大型機的磁帶業務仍然是IBM一家獨大。

磁帶迎來第二春 巨頭谷歌依然青睞磁帶

甲骨文T10000驅動器

第二種仍然幸存的專有磁帶格式來自甲骨文公司。其T10000d能夠容納8.5TB原始數據,而且與IBM類似,甲骨文同樣為其高端StreamLine 8500高端產品提供一系列配備庫。甲骨文的單一系統中包含有一千多卷磁帶,并通過將十套系統并聯起來構建起由一萬多卷磁帶組成的超級存儲體系。目前最知名的甲骨文產品客戶當數谷歌公司。

LTO-6磁帶

LTO的全稱為線性磁帶開放協議,由惠普、IBM及希捷三家公司共同開發,最初于2000年8月由IBM推向市場。

當時的想法在于為配備介質及驅動器產品的Windows及Unix服務器創建一種開放磁帶格式,并讓三者之間能夠隨意相互更換。這一優秀技術方案的出現給其它機制帶來了毀滅性的打擊,倒在其鐵拳之下的專有磁帶格式包括DLT、Super-AIT以及VXA等等。

隨著競爭對手的相繼崩潰,LTO成為笑到最后的王者。昆騰公司于2005年通過收購Certance(即希捷旗下的前磁帶部門)加入了LTO陣營。目前只有IBM與惠普兩家仍在生產磁帶驅動器,昆騰只銷售LTO驅動器但并不從事制造工作。

IBM、甲骨文、惠普/昆騰是當前磁帶庫領域的三大主要供應商,緊隨其后的是SpectraLogic公司。談到磁帶的再度復興,Spectra曾于2012年下半年推出過容量達550PB的磁帶存儲產品。

磁帶原本只是一種順序存取介質,但IBM已經為其開發出一套虛擬文件:文件夾訪問系統,也就是LTFS(即線性磁帶文件系統)。這套系統允許用戶通過與Windows類似的文件:文件夾拖拽操作從磁帶中讀取并寫入文件。

這意味著普通用戶在理論上能夠在無需涉及備份軟件包的前提下在磁帶上完成文件的寫入與讀取,且每項操作都提供獨立的用戶界面。這有望徹底改變磁帶的使用方式,從而令其訪問真正走近我們普通人身邊。

這就是目前處于運行當中的磁帶技術。但未來還有哪些值得期待的新亮點?

未來趨勢

前面提到的三大主流格式各自擁有路線圖,分別指向未來的一到兩代產品。未來產品的總體關注重點分為兩大方面,一者為提高容量、二者為增加數據傳輸速度。舉例來說,LTO供應商目前推出的是LTO-6產品,也就是最新一代。后續將逐步與我們見面的則是LTO-7與LTO-8。

磁帶迎來第二春 巨頭谷歌依然青睞磁帶

二者在容量與速度方面均得到顯著提升。LTO-7提供6.4TB原始數據容量(按2.5:1的常見比例進行壓縮后,實際存儲空間為16TB);原始數據傳輸速度則為315MB每秒,遠高于LTO-6的210MB每秒。LTO-8應該能夠帶來12.8TB的容量以及427MB每秒的傳輸速度,而且二項數值均來自原始數據。

一般來說,新舊兩代產品之間的相隔周期約為三十個月,事實也基本證明了這一點。從歷史角度看,每一代LTO驅動器都能夠在寫入方面向下兼容前兩代驅動器,而在讀取方面則能夠向下兼容前三代驅動器,這樣就簡化了用戶向最新格式方案進行遷移的流程。

我們預計未來幾代LTO,例如LTO-9與LTO-10,與前代產品相比將在傳輸速度與容量方面迎來倍增,這也正是LTO聯盟努力打造下的結果。

甲骨文對于自家T10000格式也準備了類似的路線圖。即將面世的T10000e將提供12-20TB容量,傳輸速度在每秒400MB到600MB之間——不過我們認為每秒300MB到350MB應該更為可信??梢钥隙ǖ氖?,甲骨文在面對實際客戶時會給出更為精確的數字。

IBM呢?雖然藍色巨人并未著力宣傳,但我們確信其方針也不會有太大區別。我們同時預計,IBM的TS1150與TS1170格式與現有TS1140相比,基本上會在容量及傳輸速度上迎來倍增。

IBM已經展示了一套原始容量達35TB的磁帶,而目前他們正積極籌備公布一款仍舊沿用現有鋇鐵氧體磁帶介質(注意,絕不是什么新型記錄技術)創建的125TB磁帶產品。假如IBM的消息確實可靠,那么搭載該磁帶的TS3500庫將能夠容納總計84 EB數據。這樣的存儲能力實在令人為之目眩,而且其每GB使用成本將把市場上的所有存儲競爭對手遠遠甩在身后——沒錯,是遠遠。

假設LTO能保持每三十個月左右實現傳輸速度及容量倍增,那么我們在12年到13年之內(也就是2025到2026年)就會迎來容量達102TB的LTO-11。

說到這里,大家一定會起疑:如何判斷我們的猜測屬于合理推斷而非癡人說夢?這是因為磁帶中保存1 bit數據所使用的物理尺寸要遠遠大于磁盤產品。簡單來說,磁帶上可資利用的物理空間更大,而且縮小物理尺寸之后磁帶上數據信息的穩定性不會受到影響——事實上,這與新近興起的PMR磁盤記錄技術非常類似,該技術正是在競爭壓力之下所誕生。125TB磁帶項目包含兩條發展途徑,其一為縮小磁帶的bit尺寸,其二則是將存儲密度提升至每平方英寸100Gb——相比之下,目前最先進的高密度磁盤也只能帶來每平方英寸620Gb到690Gb存儲容量。

在本文中,我們不打算詳細討論DAT。隨著磁盤及云備份的全面崛起,它的悲慘命運已經注定、毫無回轉余地。

磁帶是一種歸檔介質,目前常被規模最大的數據歸檔服務商用于處理此類工作,其中最典型的代表就是谷歌與Amazon。

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