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存儲比較

光碟存儲與磁帶存儲

內容

光碟主要用於錄製音樂和影片; 然而,為了貯存數據,被設計用於貯存數據的藍光光碟比磁帶還少用。為何磁帶被廣泛使用?

容量和傳輸率

目前可用磁帶的最大容量為10 TB。由於一片光碟的容量為300 GB,因此需要34片光碟來記錄10 TB的數據。磁帶在購置成本和存儲空間方面是較優越的。
透過使用安裝在驅動器上的多個讀寫頭同時記錄和檢索數據,增加了這兩種存儲媒體的數據傳輸速率。但是,光碟的傳輸速率在記錄期間可能減少大約一半。
為確保記錄數據沒有錯誤,有必要檢索記錄的數據以檢查出錯誤。如果有任何錯誤,則必須再次記錄數據。此時,光碟需要等待時間,因此記錄期間的傳輸速率減半。另一方面,磁帶的檢索和記錄磁頭是串聯排列的,可以在不降低速度的情況下記錄數據。

一種媒體
(卡匣或碟片)
LTO7磁帶 企業磁帶 光碟
最大容量 6TB 10TB 0.3TB
最大傳輸率(讀取) 300MB/s 360MB/s 250MB/s
最大傳輸率(寫入) 300MB/s 360MB/s 125MB/s

(數值來自驅動器製造商的目錄,截至2016年9月)

成本和電力消耗

磁帶和光碟的一般用途是常見的。許多卡匣或光碟片被容納在櫃內,並使用多個驅動器記錄/檢索數據。兩種媒體都不需要電力來保留數據,從而降低了電力消耗。相較之下,磁帶機在運行中每個驅動器消耗更少的電力並且更經濟。貯存大量數據時,媒體成本就很重要。每單位有更高性能的磁帶可以用更少數量的媒體(和驅動器)提供所需的性能,因此在成本方面是較優越的。做為存儲媒體,磁帶目前提供每一容量的最低單價(單位容量的價格)。

各種驅動器 電力消耗
磁帶 LTO7 半高磁帶機 32瓦
企業磁帶機 46瓦
光碟 光碟機 約110瓦

(數值來自驅動器製造商的目錄,截至2016年9月)

未來的可能性

光碟標準協會提出了一個路線圖,即下一代碟片的容量為每個碟片500 GB,未來將達到1 TB。但是,沒有提到具體日期。藍光技術已經接近其在雷射波長和物鏡孔徑數方面的物理極限,並且難以進一步增加區記錄密度。由於光強度和生產率問題的限制,也難以實現增加層數。

另一方面,2007年已經發布了1 TB容量的磁帶,並且它們的容量不斷增加。資訊儲存產業聯盟(INSIC)於2015年12月提出了磁帶技術路線圖,並設定了到2025年一年容量增加約40%的目標。為了支持這一點,富士軟片和IBM之間的合作研究小組在2015年4月宣布了一項技術,使磁帶的商業化具有每一卡匣相當於220 TB(123 Gbpsi)。

為了降低每一容量的單價,有必要繼續增加存儲容量。因此,磁帶的未來優勢得到了證明。

磁帶儲存容量的變遷

存取性

通常,磁帶和光碟都貯存在櫃內或不同地點,並在需要記錄/檢索數據時被載入到驅動器。與總是被掛載並連接到系統的硬碟不同,光碟的傳送和裝載需要大約幾分鐘的時間。儘管它們都是轉動媒體,但光碟的數據存取性類似於磁帶,因為與大約十幾毫秒時間能存取到數據的硬碟相比,傳送時間占了主導地位。
磁帶可以在存取數據後以非常高的速度傳輸數據。但是,存取數據需要花些時間,平均為幾分鐘。為了解決這個問題,硬碟加磁帶系統和快閃記憶加磁帶的分層系統也都被提出來了。這樣的系統貯存需要高存取性的數據在硬碟或快閃記憶體上,貯存其他大量的數據在磁帶上。這些是低成本,實用的系統,提供兩種媒體的優點。

遷移

磁帶是一種出色的長期存儲媒體,可以穩定貯存數據超過30年。LTO磁帶機具有向後兩代的相容性,因此仍然可能取得一台能從15年前發表的媒體中檢索出數據的磁帶機。
由於硬體的壽命通常比磁帶和光碟短,硬體的維護和更新對長時間保留數據是必須的。
為了長期保留數據,我們不僅需要軟體檢索數位數據,還需要將其位元序列轉換為人類可理解的信息,以及保證其未來性能的標準。由於存在這些與非媒體相關的問題,定期數據遷移(每5到10年)目前是長期存儲的常用策略。
遷移需要時間和成本,但由於技術的進步,它能夠以更高的傳輸率,儲存容量和可靠性使用媒體和硬體,因而提高系統性能。例如,建立100 TB系統所需的磁帶媒體數量現在是五年前的四分之一。
媒體儲存空間也減少到四分之一。

遷移100TB系統所需的LTO磁帶卡匣數量

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