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存储对比

磁带存储与光盘存储的比较

内容

光盘主要应用于记录音乐和视频。在数据存储方面,蓝光盘的应用远远低于磁带存储。为什么磁带的应用如此广泛?

容量和传输速率

目前磁带的最大容量达到10TB。而光盘的单碟容量为最大300GB,即需要34张光盘来记录10TB的数据。因此,磁带在购置成本和存储空间方面都具有优势。
在这两种存储介质都会因为在数据记录和检索中应用到多磁头而使传输速率增加。然而,光盘存储的速率极有可能在记录过程中降速过半。
为了保证在数据记录中避免错误,需要在过程中进行检索。一旦出错,数据必须被再次写入。在此状态下,光盘存储必须等待,因此其传输速率会减半。而对于磁带存储,由于其检索和记录的磁头是成套的,因此不会在记录数据的过程中导致减速。

一盘
(磁带或硬盘)
LTO7磁带 企业级磁带 光盘
最大容量 6TB 10TB 0.3TB
最大传输率(读) 300MB/s 360MB/s 250MB/s
最大传输率(写) 300MB/s 360MB/s 125MB/s

(数据来自于驱动器制造商目录,截至2016年9月)

成本和能耗

磁带和光盘的基本使用方法是一致的。大量的磁带或光盘被安置于库内,在读写时会使用到多个驱动器。由于两者均在保管数据时不使用电力,因此都对能耗要求很低。而磁带存储的能耗要求更低,经济性更好。在存储大规模数据时,介质的成本往往更有决定性作用。基于磁带的单盘性能以及在达成该性能所需的介质数量(驱动器数量)更少,因此磁带的成本优势更明显。目前,磁带以更低的容量成本称为更好的选择。

每个驱动器 能耗
磁带 LTO7 HH(半高)磁带 32W
企业级磁带 46W
光盘 光盘 约110瓦

(数据来自于驱动器制造商目录,截至2016年9月)

长远的应用

据目前公布的产品路线图,下一代光盘的单盘容量将达到500GB,之后则为单碟1TB。但尚无明确的时间点。蓝光技术在激光的波长,镜头光圈的数量以及记录密度方面存在物理性的限制。此外,由于受到光线的强度和制造难度的制约,其增加层级的做法也很难达成。

而磁带已经在2007年发布了单盘1TB的产品,并且容量在持续突破.据2015年12月由INSIC所公布的磁带路线图所示,到2025年容量将增长40%。为了达成该目标,富士胶片和IBM的联合研发团队在2015年4月宣布了一项能使单盘容量达到220TB(123Gbpsi)商品化的技术。

为降低单位容量的成本,必须持续增长存储的容量。而磁带已证明了其在长久发展技术方面的优势。

磁带容量的变化图

数据介入性

总体上,无论磁带还是光盘,都是被放置在库内或离线存放的,并且当要读写数据时,都需要载入到驱动器内。不同于长期在线的硬盘,光盘需要几分钟的时间来完成搬运和载入。虽然光盘和硬盘都是转盘寻址的介质,但光盘的数据介入性能更像磁带,因为硬盘的数据介入耗时仅十几毫秒。
磁带同样能在介入数据后发挥极快的传输速率。当然,在介入数据时,仍然需要花费数分钟。为解决这个问题,类似于硬盘+磁带,以及闪存+磁带的分层系统已经被提出。此类数据系统将高介入功能交给硬盘或闪存,而将其他海量数据交给磁带,从而使这类低成本,高效能的系统充分发挥各自记录介质的优势。

数据迁移

磁带是能够将数据安全保存30年以上的优秀存储介质。LTO磁带驱动器向下兼容两代,因此驱动器完全可以检索可能在15年前存入的数据。
由于硬件设备的寿命普遍比磁带介质和光盘介质要短,因此当需要长期保存数据时,必须对硬件设备进行维护和更新。
当需要对数据延长保存时间时,我们不仅需要软件能够做到检索数据,同时要保证转化后的字节序列能被认出,而且要确保今后维持统一的标准。正因为对于这种非存储介质导致的担忧,定期(每隔5-10年)进行数据迁移是目前长期数据存储的通用做法。
数据迁移会耗费时间和成本,但由于存储介质和硬件设备在传输速率,容量和可靠性方面的不断进步,这样的迁移会改善系统的性能。例如,目前搭建一个100TB的数据库所需的磁带数量仅为五年前的四分之一。
相应的,其所需的空间大小也仅为四分之一。

搭建100TB数据库所需磁带数量的变化图

了解与其他存储系统的比较