Стримери

Доможирський Євгеній, 31 група

Зміст

1 Загальний опис (принцип дії)
2 Історична довідка
3 Технічні характеристики
4 Сфера застосування
5 Фото, відео-матеріали
6 Список використаних джерел

Загальний опис (принцип дії)

Стример (від англ. streamer) або Стрічковий накопичувач[1] (від англ. tape drive) — запам'ятовуючий пристрій на магнітній стрічці з послідовним доступом до даних, за принципом дії — звичайний магнітофон.

Переваги — велика місткість (до 8 Тб), невисока вартість інформаційного носія, стабільність роботи, надійність.

Недоліки — низька швидкість доступу до даних (стрічка повинна прокрутитися до потрібного місця); великі розміри.

Основне призначення — запис і відтворення інформації, створення резервних копій даних.

У ЕОМ, що випускалися до моменту появи і широкого розповсюдження жорстких дисків, пристрої, аналогічні стримерам, використовувалися як основний постійний носій інформації (ПЗП). Надалі, в мейнфреймах стримери стали використовуватися в системах ієрархічного управління носіями для зберігання рідко використовуваних даних.

Існує два базові методи запису:

Лінійний магнітний запис Похило-рядковий магнітний запис

Історична довідка

Історія Магнітна стрічка була вперше використана для запису комп'ютерних даних в 1951 році в компанії Eckert-Mauchly Computer Corporation на ЕОМ UNIVAC I. В якості носія використовувалася тонка смужка металу шириною 12,65 мм, що складається з нікельованої бронзи (звана Vicalloy). Щільність запису була 128 символів на дюйм (198 мікрометрів / символ) на вісім доріжок.

У ЕОМ, що випускалися до моменту появи і широкого поширення жорстких дисків, накопичувачі на магнітній стрічці (НМЛ), аналогічні стримера, використовувалися як основний довготривалий носій інформації. Надалі в основному комплекті НМЛ стали використовуватися в системах ієрархічного управління носіями для зберігання рідко використовуваних даних. Деякий час вони досить широко застосовувалися в якості знімного ЗУ при перенесенні великої кількості інформації.

9-дорожечная стрічка

9-дорожечная стрічка Основна стаття: 9-дорожечная стрічка Широке поширення стрічкових накопичувачів було пов'язано з великими ЕОМ і, зокрема, мейнфреймами IBM. Починаючи з представленого в 1964 році сімейства IBM System / 360, в фірмі IBM був прийнятий стандарт 9-трековий стрічки з лінійної записом, який згодом поширився також в системах інших виробників і широко використовувався до 1980-х років. В СРСР цей стандарт магнітних стрічок абсолютно домінував, завдяки використанню стрічкових накопичувачів сімейства ЄС ЕОМ, в тому числі і в складі комп'ютерів інших архітектур.

Аудіокасета Основна стаття: Компакт-касета

аудіокасета У домашніх персональних комп'ютерах 1970-х і початку 1980-х років (аж до середини 1990-х) в якості основного зовнішнього накопичувача в багатьох випадках використовувався звичайний побутовий магнітофон або, зрідка, спеціальні пристрої на його основі з автоматичним управлінням. Ця технологія була недостатньо пристосована для комп'ютерних потреб, зате була вельми дешева і доступна для домашнього користувача (так як сам аудіомагнітофон у багатьох з них вже був). Для промислових ПК використовувалися стримери, такі, як TEAC MT-2ST c касетами CT-500H, CT-600H 50 і 60 Мб відповідно.

Технологія DDS

DAT Основна стаття: Digital Audio Tape Формат зберігання даних DDS (англ. Digital Data Storage) був розроблений в 1989 році компаніями Hewlett-Packard і Sony на базі формату DAT (Digital Audio Tape), розробленого компаніями Sony і Philips в середині 1980-х. За зовнішнім виглядом він нагадує зменшену в два рази аудіокасету, оскільки являє собою четирёхмілліметровую магнітну стрічку, укладену в захисний пластиковий корпус розміру 73 мм × 54 мм × 10,5 мм. Як підказує сама назва, запис на магнітну стрічку проводиться цифровим, а не аналоговим способом, при цьому використовується 16-бітна імпульсно-кодова модуляція (PCM) без стиснення, як у CD, а частота дискретизації може бути як більше, ніж у CD (44 , 1 кГц), так і менше, а саме: 48, 44,1 або 32 кГц. Це означає, що запис проводиться без втрати якості вихідного сигналу, на відміну від більш пізніх форматів DCC (англ. Digital Compact Cassette) і MD (англ. MiniDisc). Накопичувачі DDS використовують техніку запису, аналогічну застосовуваної в DAT-аудиомагнитофонами і засновану як на переміщенні носія в горизонтальному напрямку, так і головок читання-запису - в вертикальному напрямку.

Технологія QIC

Касета QIC-80 У 1990-ті роки для систем резервного копіювання персональних комп'ютерів були популярні стандарти QIC-40 і QIC-80, які брали невеликі касети фізичної ємністю 40 і 80 Мбайт відповідно. Підтримувалося апаратне стиснення даних. Накопичувачі цих стандартів встановлювалися в стандартний 5-дюймовий відсік і підключалися до інтерфейсу контролера флоппі-дисків. Надалі з'явилася велика кількість подібних стандартів під торговими марками QIC і Travan, що визначають носії ємністю до 10 Гбайт.

Технологія DLT

картридж SDLT Технологія DLT була представлена фірмою Quantum (англ.) На початку 1990-х років на основі більш ранньої технології CompacTape для комп'ютерів VAX фірми Digital Equipment Corporation, стрічкове підрозділ якої придбала Quantum. Подальшим розвитком DLT з'явилася технологія Super DLT (SDLT). Лінійка стандартів CompacTape / DLT / SDLT визначає носії фізичної ємністю від 100 Мбайт до 800 Гбайт.

З 2007 року розвиток стандарту SDLT фірмою Quantum припинено на користь LTO, але обладнання та носії запис ще випускаються.

Сучасні стандарти Сучасні стримери, як правило, підключаються через високопродуктивний інтерфейс SAS, що забезпечує передачу даних зі швидкістю 3 або 6 Гбіт / с. Старші моделі IBM мають можливість підключення через інтерфейс FICON.

Технологія LTO Основна стаття: LTO

В даний час на ринку домінують стримери, що відповідають лінійці стандартів LTO (Linear Tape-Open).

Представлений фірмою IBM стример LTO-5 TS2350 оснащений, крім двох інтерфейсів SAS, також інтерфейсом Ethernet. Однак в даний час (червень 2010-го) цей інтерфейс не може використовуватися, він оголошений зарезервованим для майбутніх версій прошивок

Технологія IBM 3592 Компанія IBM постачає в даний час, крім обладнання LTO, стримери власного закритого стандарту IBM 3592 (Jaguar), представлені сучасною моделлю IBM TS1140 [3], а також сумісні стрічкові бібліотеки. Це обладнання використовується в серверах і мейнфреймах. До лінійці IBM 3592 відносяться моделі стримерів власне 3592 (1 покоління), TS1120 (2 покоління), TS1130 (3 покоління) і TS1140, а також стрічкові бібліотеки на їх основі. Картриджі мають фізичну ємність до 4 Тбайт.

Будучи, на відміну від стандарту LTO, орієнтований не тільки на архівацію і резервне копіювання, але і на довільний доступ до даних, стандарт IBM 3592 забезпечує задоволення більш жорстких вимог по кількості перезаписів носія. Також в IBM 3592 використаний ряд рішень для оптимізації продуктивності в старт-стопного режимі запису, такі, як глибоке кешування даних і Багатошвидкісне рух стрічки (6 або 7 швидкостей, залежно від моделі стримера).

IBM 3592 використовує лінійний метод запису.

Відмінною особливістю стандарту IBM 3592 є закладена в нього можливість переформатування магнітних носіїв старого покоління під формат новіших пристроїв з відповідним підвищенням інформаційної ємності (на відміну від інших сучасних стандартів, що забезпечують сумісність нових пристроїв зі старими носіями тільки в старому форматі). У загальному випадку передбачається сумісність на 2 покоління вперед, конкретні допустимі режими використання конкретного носія в конкретному пристрої визначаються по таблиці:

Довжина стрічки (м) Стример 3592 J1A Стример TS1120 Стример TS1130 Стример TS1140 Картридж 3592 JJ / JR 610 м 60 GB 100 GB 128 GB Картридж 3592 JA / JW 610 м 300 GB 500 GB 640 GB Картридж 3592 JB / JX 825 м 700 GB 1 TB 1,6 TB Картридж 3592 JC / JY 4 TB Картридж 3592 JK (short JC) 500 GB Перспективи В даний час компаніями IBM Research і FujiFilm представлена технологія, що дозволяє записувати до 35 терабайт даних на стрічковому картриджі, порівнянному за розмірами з LTO. Відкритим, проте, поки залишається питання про забезпечення достатньої пропускної здатності інтерфейсу підключення пристрою і блоків самого пристрою: сучасним пристроям LTO-5, орієнтованим на підключення по інтерфейсу 6 Гбіт / с SAS з фактичної пропускною спроможністю 140 Мбайт / с, було б потрібно близько 3 діб для запису 35 терабайт даних [4].

Програмне забезпечення Основна стаття: Список ПО для резервного копіювання В Unix-подібних операційних системах найпростіша, але достатня в багатьох випадках, робота зі стримером підтримується з командного рядка за допомогою команд tar і mt (винятком є Mac OS X, в якій mt відсутня, а tar не підтримує стримери). Більш розвинені засоби резервного копіювання забезпечуються спеціальними програмами, доступними для всіх поширених операційних систем.

У 2010 році фірмою IBM представлена вільно поширювана файлова система LTFS (англ.) Для стрічкових накопичувачів, що підтримують розбиття на розділи (partitioning), до яких відносяться стримери стандарту LTO-5, а також IBM 3592 / TS1120 / TS1130 [5]. Ця файлова система дозволяє здійснювати доступ до вмісту стрічки, як до звичайного дерева каталогів з файлами. В даний час LTFS реалізована IBM для платформ Linux і Mac OS X, ведуться роботи над реалізацією для Windows.

Стрічкова бібліотека

Велика стрічкова бібліотека StorageTek Powderhorn. Висота 180 см Накопичувач на магнітній стрічці, що підтримує роботу одночасно з декількома стрічками, називається стрічкової бібліотекою. Роботизовані стрічкові бібліотеки можуть містити сховища з тисячами магнітних стрічок, з яких робот автоматично дістає необхідні стрічки і встановлює в одне або кілька пристроїв читання-запису. З програмної точки зору така бібліотека виглядає, як один накопичувач з величезною ємністю і значним часом довільного доступу. Касети в стрічкової бібліотеці ідентифікуються спеціальними наклейками зі штрих-кодом, який зчитує робот. В даний час (2010 рік) комерційно доступні моделі стрічкових бібліотек з ємністю до 70 петабайт при використанні 70 000 касет [6].

Стрічкова бібліотека має значні переваги перед дисковим масивом за вартістю і енергоспоживанню при великих обсягах даних, що зберігаються. Наприклад, згідно з розрахунками 2008 року видання Clipper Notes [7], для підтримки в постійному доступі архіву розміром 6,6 петабайт протягом 5 років вартість дискової системи (RAID

Технічні характеристики

Базові способи запису Існує два базових методи занесення інформації на магнітну стрічку в стримерах:

лінійна магнітний запис; похило-рядкова магнітний запис. Лінійна магнітний запис При використанні даного методу запису дані записуються на стрічку у вигляді декількох паралельних доріжок. Стрічка має можливість рухатися в обох напрямках. Зчитує магнітна головка під час читання нерухома, так само, як і записує під час запису. Після досягнення кінця стрічки зчитує / записує головка зсувається на наступну доріжку, а стрічка починає рухатися в протилежному напрямку. Технологія, по суті, аналогічна побутовому аудиомагнитофонами. Можливе застосування декількох головок, які працюють з декількома доріжками одночасно (багатодоріжковий стример). У сучасних пристроях цей метод домінує.

Похило-рядкова магнітний запис ( «Helical Scan») Основна стаття: Похило-рядкова відеозапис Якщо використовується даний метод, то блок головок запису-відтворення (БГЗВ) розміщується на барабані, що обертається, повз якого механізм простягає стрічку, при читанні і запису. Запис при цьому ведеться в одному напрямку. Залежно від використовуваного формату запису стрічка проходить навколо БВГ під деяким кутом, причому вісь самого циліндра БГЗВ також нахилена під невеликим кутом до стрічки. Стрічка під час запису-читання рухається в одному напрямку. Даний спосіб запису передбачає наявність похилих доріжок на поверхні стрічки. Аналогічна технологія застосовується в відеомагнітофонах. Похило-рядковий метод був винайдений, щоб домогтися більш високої щільності запису, ніж при лінійному методі, без необхідності зменшення зазору в голівках і збільшення швидкості руху стрічки (проте в даний час ці технічні обмеження подолані і в рамках лінійного методу).

Сфера застосування

У ЕОМ, що випускалися до моменту появи і широкого поширення жорстких дисків, накопичувачі на магнітній стрічці (НМЛ), аналогічні стримера, використовувалися як основний довготривалий носій інформації. Надалі в основному комплекті НМЛ стали використовуватися в системах ієрархічного управління носіями для зберігання рідко використовуваних даних. Деякий час вони досить широко застосовувалися в якості знімного ЗУ при перенесенні великої кількості інформації.