LTO助推磁带大容量存储技术超越磁盘HDD

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如前面提到,磁带的格式和技术标准,在之前有很多种类,也导致各种不兼容。为了解决这个问题,上世纪90年代,三个厂商联合研发线性磁带开放 技术,LTO,Linear Tape Open。LTO标准最初有两个格式,一个Ultrium,主要负责支持大容量技术,一个Accelis,主要负责高性能。磁带被采用的原因,目前跟性能也不相关,要性能的话,早就切换固态硬盘SSD了。所以目前一说LTO,基本上大家就等同于LTO Ultrium。

LTO助推磁带大容量存储技术超越磁盘HDD

LTO Ultrium有自己的品牌和logo,也在不断推进LTO技术的发展。目前参与LTO Ultrium技术标准制定与推进的公司主要有:

  • Facebook

  • FujiFilm Corporation *

  • Hewlett Packard Enterprise *

  • IBM *

  • IMATION Corp.

  • Insurgo Media Services Limited

  • MAGSTOR

  • Maxell Holding, Ltd.

  • Quantum*

  • Silicon Craft Technology Public Company Limited

  • Sony Group Corporation *

  • SpectraLogic

  • Symply

  • TDK CORPORATION

  • Teijin Films Solutions Limited

  • Toray Industries, Inc.

LTO Ultrium技术在众多参与的者的推进下,目前已经发展到第九代Gen9,单个磁带盒非压缩容量可以支持18TB,压缩数据容量支持最大45TB,每个小时可以Navtive读写速率在400MB/s,压缩数据传输速率在1000MB/s,也就是每个小时可以读写3.6TB的数据。速率传输相对LTO6已经提升2倍多。

LTO助推磁带大容量存储技术超越磁盘HDD

根据P5归档系统实际测试的速度,可以达到409.5MB/s,符合官网SPEC宣称标准。

LTO助推磁带大容量存储技术超越磁盘HDD

LTO磁带已经远远超过机械硬盘的容量了,目前拥有HAMR/MAMR新技术加持的HDD最大容量也只有30TB。

LTO助推磁带大容量存储技术超越磁盘HDD

在LTO Gen5以及之前的LTO代次,实现的压缩比主要是2:1, 在Gen6以后的压缩比已经达到2.5:1. LTO Ultrium目前已经设计了Gen14,单个磁带盒最大压缩数据可以存储1.44PB,数据存储量实在恐怖。

LTO除了高容量,在安全性方面也有自己的特点。整体来讲,LTO的安全性类似于一个加强版的RAID6系统+一个超强的纠删码ECC。RAID6的特性是容忍任意两个盘的故障,安全性比RAID5/RAID10要高。

LTO助推磁带大容量存储技术超越磁盘HDD

LTO采用两纬交叉纠错码C1和C2,均采用Reed-Solomon ECC原理。C1负责每个通道meta data和user data的校验,C2负责C1编码后多个通道的meta data和user data校验。

LTO助推磁带大容量存储技术超越磁盘HDD

在LTO8和LTO9技术标准中,提供两种纠错的模式:

  • All error: 该模式下C1/C2分别独立纠错校验,之间没有关联

  • Erasure(a=1): 该模式下,如果C1纠错失败,则会把纠错失败的信息传递给C2,C2会通过2Bytes校验的能力,发现并纠正一个字节的错误。

特别是在最新的LTO9技术标准中,C2 code参数比之前要多1倍,纠错效率基本不变。

LTO助推磁带大容量存储技术超越磁盘HDD

UBER是表征数据读取过程数据出错的概率,与HDD相比,LTO9的UBER是1E-20,HDD是1E-15,高出5个数量级。也就是说,HDD读取125TB的数据过程就可能发生错误,而磁带读取12.5EB的数据才会发生错误,可靠性是相当的高了。不过要注意,磁带也是磁性存储,注意防潮和消磁的发生。

LTO助推磁带大容量存储技术超越磁盘HDD

在可靠性评估过程中,我们还会使用一个9's量级的参数来体现耐久性:

  • 比如HDD的UBER是1e-15,也就是在读取10^15bit中,有一个错误。换算出10^15bits/(4096bytes*8bits/byte)=3.05E+10, 我们就称这个是10个9的耐久性

  • LTO9磁带的耐久性是12个9,比HDD高出2个数量级。

LTO助推磁带大容量存储技术超越磁盘HDD

此外,由于一些特殊的场景,比如SEC的安全法规要求,电子信息存储必须要使用不可复写的设备。这个就需要有存储介质有WORM (write once, read many,只写一次,可读多次)的特性。这个也是LTO磁带具有的特性。具有WORM这个特性,可以防止数据被篡改,保持数据的长久存储。

SEC 17a-4(f)(2)(ii)(A):“The electronic storage media must preserve the records exclusively in a non-rewriteable, non-erasable format.”

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WORM数据保护特性,分为多个等级安全标准,可以通过软件/固件FW限制实现只允许写一次的功能,最安全的还是通过物理介质实现只写一次的WORM安全特性,也是安全等级最高的实现方式。

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厂商在提供磁带的时候,一般会用介质盒不同的颜色来区分是否是WORM介质磁带,比如Fujifilm的LTO5两款磁带,左边Non-WORM磁带是整体红色盒子,右边WORM磁带是灰色+红色的盒子。

LTO助推磁带大容量存储技术超越磁盘HDD文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-500846.html

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