姓名：孫賓

學(xué)號：17011210280

學(xué)院：通信工程學(xué)院

轉(zhuǎn)自：微信公眾號EDN電子技術(shù)設(shè)計(jì)

【嵌牛導(dǎo)讀】本文介紹早期的存儲(chǔ)技術(shù)，并與現(xiàn)在存儲(chǔ)技術(shù)進(jìn)行對比

【嵌牛鼻子】LTO/LTFS

【嵌牛提問】古董級的存儲(chǔ)技術(shù)在當(dāng)今還有用處嗎

【嵌牛正文】

只要與技術(shù)有關(guān)，對于看來似乎是過時(shí)的技術(shù)也“永遠(yuǎn)不要說不可能”。等到有一天“改朝換代”了，它可能會(huì)“卷土重來”，甚至變得更可用或更具吸引力，成為解決新問題的好辦法。

不會(huì)吧？我們現(xiàn)在是一腳踏進(jìn)時(shí)光機(jī)了嗎？大家都知道“磁帶”是……“古董級”技術(shù)了啊！現(xiàn)在所有的儲(chǔ)存應(yīng)用不是都采用固態(tài)硬盤(SSD)或硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)內(nèi)存嗎？

答案說對也不完全對。最近在《華爾街日報(bào)》(The Wall Street Journal)上有一篇文章——“企業(yè)尋求傳統(tǒng)技術(shù)對抗新的威脅”(Companies Look to an Old Technology to Protect Against New Threats)中提到，許多公司為了預(yù)防萬一，再度將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存于磁帶上。這并不僅僅是一種軼事趣聞：市場上還有一些強(qiáng)力的數(shù)據(jù)左證磁帶單位出貨量增加，以及有越來越多的數(shù)據(jù)量被儲(chǔ)存在磁帶上。

磁帶雖然不像SSD或HDD內(nèi)存那么容易存取，但這種屬性也是它的一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，尤其是當(dāng)遇到“最糟糕”的情況發(fā)生時(shí)，它能展現(xiàn)其強(qiáng)勁且緩慢恢復(fù)的機(jī)制。此外，由于磁帶無法“聯(lián)機(jī)”，所以黑客也不太可能存取。《華爾街日報(bào)》的這篇文章指出，“政府、金融服務(wù)公司、醫(yī)療保險(xiǎn)公司以及其他受監(jiān)管的產(chǎn)業(yè)仍然將磁帶作為數(shù)字記錄的備援系統(tǒng)?，F(xiàn)在，還有一些公司開始回頭尋求磁帶技術(shù)，因?yàn)楹诳驮跐B透其防范措施方面變得越來越厲害了?！?/p>

如果你還停留在磁帶就是那種一大卷磁盤的老舊想法，那才真是落伍了；事實(shí)上，現(xiàn)在只剩下一些檔案磁盤還能幸運(yùn)地找到播放設(shè)備。目前，磁帶產(chǎn)業(yè)已在易于操作的磁帶盒上進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，使其得以在磁帶驅(qū)動(dòng)“場”的較大數(shù)組配置下，透過機(jī)械手臂播放與倒帶，如表中所示。甚至在國際磁帶儲(chǔ)存委員會(huì)(Tape Storage Council)的協(xié)助下，也開始出現(xiàn)一些標(biāo)準(zhǔn)，致力于定義外形尺寸與格式等等。Tape Storage Council是2012年成立的業(yè)界組織，旨在促進(jìn)磁帶儲(chǔ)存產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用。

現(xiàn)代的磁帶驅(qū)動(dòng)裝置(LTO-7)可配備速度高達(dá)750MB/s (2.7TB/hr)的備份與還原性能，每個(gè)卡匣可支持15TB容量的數(shù)據(jù)（來源：Quantum Corp.）

兩項(xiàng)關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)：LTFS與LTO

磁帶技術(shù)的兩項(xiàng)關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)是線性磁帶文件系統(tǒng)(Linear Tape File System；LTFS)——能讓磁帶“幾乎”像是HDD一樣使用；以及1990年代晚期開發(fā)的線性磁帶開放(LTO)標(biāo)準(zhǔn)，用于作為當(dāng)時(shí)專有磁帶格式的替代開放標(biāo)準(zhǔn)。在Tape Storage Council最近發(fā)表的“技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)磁帶擴(kuò)展新市場”(Technology Advances Propel Tape to New Markets)報(bào)告中，簡單扼要地?cái)⑹隽舜艓Ъ夹g(shù)的最新進(jìn)展與應(yīng)用。

對于磁帶與SDD或HDD的比較并不僅限于安全性；Tape Storage Council認(rèn)為可靠性和誤碼率(BER)方面也值得關(guān)注。如下圖，Quantum LTO-7每1019位出現(xiàn)一次錯(cuò)誤，而頂規(guī)的HDD平均1016位出錯(cuò)一次，這之間高達(dá)3個(gè)數(shù)量級的差異著實(shí)令人印象深刻。磁帶和HDD之間的其他性能比較也值得注意，甚至可能破解傳統(tǒng)的迷思。

比較不同的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存媒體顯示，高性能磁帶提供最低誤碼率，甚至較其他技術(shù)更優(yōu)1,000倍 （來源：Tape Storage Council）

磁帶系統(tǒng)同時(shí)也是一種微型的模擬訊號、無線傳輸鏈路，即使所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)是數(shù)字的。從很多方面來看，它類似于RF通道，除了RF被磁場取代為能量傳輸。此外，它還存在著抖動(dòng)、訊號噪聲比(SNR)、符號間干擾、訊號強(qiáng)度變化等影響RF“無線”鏈路的所有問題。

當(dāng)然，讀取通道從模擬前置放大器(盡可能靠近讀取頭本身進(jìn)行安裝)以及可變增益放大器(VGA)開始。但那只是模擬訊號處理的開始，因?yàn)橄冗M(jìn)的磁帶系統(tǒng)使用具有部份響應(yīng)、最大似然(PRML)訊號檢測電路的讀取信道，從而使實(shí)現(xiàn)成功與零錯(cuò)誤數(shù)據(jù)還原的機(jī)會(huì)最大化(盡管信道不規(guī)則)。雖然實(shí)體尺度可能遠(yuǎn)比RF鏈路更小，但訊號路徑區(qū)塊是類似的。

在此似乎存在有悖于“回到未來”的發(fā)展元素。磁帶不僅是第一個(gè)高密度的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存機(jī)制(比起HDD更早的多)，也是早期的“業(yè)余愛好者”——個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)采用飛利浦的消費(fèi)級音頻磁帶盒作為低成本儲(chǔ)存媒體(當(dāng)然是低速且低容量)，透過“開機(jī)加載程序”(boot loader)加載操作系統(tǒng)以及儲(chǔ)存程序與數(shù)據(jù)。而今，對于業(yè)余愛好和商業(yè)應(yīng)用而言，現(xiàn)在使用磁帶并不劃算，特別是高密度的HDD價(jià)格更合理且可隨機(jī)存取，但潛在的磁帶技術(shù)仍然具有至關(guān)重要的作用——甚至還有“卷土重來”的發(fā)展趨勢。

老樣子，我想再次重申：只要與技術(shù)有關(guān)，對于看來似乎是過時(shí)的技術(shù)也“永遠(yuǎn)不要說不可能”。等到有一天“改朝換代”了，它可能會(huì)“重現(xiàn)江湖”，甚至變得更可用或更具吸引力，成為解決新問題的好辦法。