Классические ленточные накопители устроены так, что в картридже хранится только катушка с лентой, а головки и вся лентопротяжная механика отделены. Компания Western Digital предлагает кардинально изменить эту концепцию. Компания опубликовала ряд новых патентов (11393498, 20200258544 и 11081132), описывающих конструкцию высокоинтегрированного ленточного накопителя, устроенного подобно традиционным жёстким дискам.

Новый ленточный накопитель WD в HDD-корпусе. Внизу плата с обычным интерфейсом SAS. Источник здесь и далее: Western Digital

Концепция предусматривает не только перенос всех компонентов в единый корпус, подобно HDD, но и заимствует некоторые элементы у жёстких дисков: так, патент описывает конструкцию подвеса головок, устроенную аналогично HDD. Внешне тип ленточных накопителей механически и электрически не будет отличаться от обычных жёстких дисков. Совпадают и размеры корпуса — 147 × 102 × 26 мм, что даст возможность устанавливать накопители в обычные LFF-отсеки.

WD предлагает использовать HDD-подобные узлы

Такая конструкция сделает накопитель дороже и не столь универсальным, нежели обычные картриджи LTO, но позволит повысить надёжность, а удельная стоимость хранения данных всё равно окажется ниже, нежели на HDD — $4 за 1 Тбайт против $20 у жёсткого диска. При этом не стоит забывать о возможности модификации уже имеющихся HDD-массивов. Проблема с низкой скоростью случайного доступа к данным останется на месте, что, впрочем, можно компенсировать буфером достаточного объёма на базе флеш-памяти. Зато общий объём сможет достигнуть 100+ Тбайт.

Размеры нового накопителя WD в сравнении с картриджем LTO

При растущей популярности ленточных систем у операторов облачных платформ новинка WD вполне может увидеть жизнь, хотя компании, продвигающие технологию LTO — HPE, IBM и Quantum — могут отреагировать на неё и негативно. Напомним, что в планах консорциума LTO уже заложено развитие технологии вплоть до 14-го поколения с объёмом картриджа до 576 Тбайт несжатых данных.

Поставки ленточных накопителей, как сообщает ресурс StorageNewsletter со ссылкой на данные исследовательской компании Trendfocus, в 2022 году достигнут 79,30 Эбайт (без учёта компрессии). Это будет соответствовать росту на 14 % по сравнению с предыдущим годом. Для сравнения: в 2021-м продажи увеличились в годовом исчислении на 34 %.

Замедление темпов роста объясняется кризисом и сложной геополитической обстановкой. В 2023 году, согласно прогнозам, спрос на ленточные накопители в плане ёмкости поднимется на 13 % — до 89,85 Эбайт. Ожидается увеличение продаж картриджей LTO-9 вместимостью 18 Тбайт, которые были анонсированы в 2021 году.

Источник изображений: Trendfocus / StorageNewsletter

В 2024-м, полагают эксперты, начнётся восстановление мировой экономики. Спрос на ленточные накопители поднимется в годовом исчислении на 27 %, составив 114,15 Эбайт. В период 2022–2027 гг. показатель CAGR (среднегодовой темп роста в сложных процентах) прогнозируется на уровне 21 %. В результате, в 2027-м объём поставок может достичь 207,10 Эбайт.

Отмечается, что облачный сегмент по темпам роста будет значительно опережать отрасль в целом. Связано это с бурным развитием соответствующих платформ и строительством новых дата-центров. Продажи ленточных накопителей для облаков покажут значение CAGR около 40 % до 2027 года.

IBM в ходе саммита OCP (Open Compute Project) анонсировала ленточную библиотеку Diamondback для архивирования больших объёмов информации. Новинка ориентирована на сверхкрупных заказчиков, облачных провайдеров и гиперскейлеров.

Отмечается, что решение обеспечивает очень высокую плотность хранения данных — до 27 Пбайт в расчёте на одну OCP-стойку. При этом устройство занимает сравнительно небольшую площадь, что позволяет оптимизировать архитектуру центров обработки данных (ЦОД).

Источник изображений: IBM

Говорится о поддержке протокола LDAP, аналитических инструментов, средств самообслуживания и гибкого обновления. На развёртывание системы и её подготовку к эксплуатации требуется менее 30 минут. В верхней части Diamondback предусмотрена 5U-секция.

По заявлениям IBM, решение обеспечивает сокращение углеродного следа на 97 % по сравнению с традиционными жёсткими дисками. Общая стоимость эксплуатации составляет только 25 % от расходов на архивные сервисы в публичном облаке или на платформы на базе HDD.

Говорится о высоком уровне безопасности благодаря возможности использования «воздушного зазора» (air gap) и шифрования. Новинка совместима с IBM Spectrum Archive. Новинка совместима как с LTO-картриджами (суммарная ёмкость указана именно для них), так и с проприетарными накопителями IBM. Кроме того, допускается применение WORM-носителей.

В 2021 году поставки ленточных накопителей достигли рекордного уровня в ёмкостном выражении — 148 Эбайт (с учётом компрессии). Это примерно на 40 % больше результата за предыдущий год. Ленточные накопители в сравнении с SSD и HDD обладают более высокой энергоэффективностью, проще в обслуживании и лучше защищены от кибератак.

Участники консорциума LTO — компании HPE, IBM и Quantum — обнародовали дальнейшим план развития стандарта ленточных накопителей LTO Ultrium. Ожидается, что технология будет совершенствоваться ещё как минимум пять поколений — вплоть до LTO-14.

Стандарт первого поколения был выпущен в рамках LTO Program в 2000 году. Он предусматривал возможность хранения на одном ленточном картридже до 200 Гбайт информации в сжатом виде. Картриджи текущего стандарта LTO-9 имеют «чистую» ёмкость 18 Тбайт и могут хранить до 45 Тбайт данных в сжатом виде. Скорость передачи достигает 1000 Мбайт/с (с учётом компрессии), а себестоимость хранения, по данным консорциума, составляет менее $0,01/Гбайт.

Источник изображения: LTO

В соответствии с представленным планом, каждое последующее поколение LTO Ultrium снова обеспечит удвоение ёмкости. Так, с появлением LTO-10 ёмкость картриджа вырастет до 36 Тбайт, а объём хранимых в сжатом виде данных — до 90 Тбайт. Картриджи 14-го поколения обеспечат объём до 576 Тбайт и 1,44 Пбайт соответственно. Какие именно технологии лягут в основу LTO-14 не уточняется, но Fujitsu ещё в прошлом году создала экспериментальный накопитель ёмкостью 1 Пбайт (2,5 Пбайт со сжатием) на базе ɛ-Fe₂O₃, который, правда, требует энергетической поддержки записи F-MIMR.

По данным IDC, в 2021 году рынок хранения данных на ленточных накопителях вырос на 10,5 %. Дальнейшее совершенствование стандарта LTO Ultrium позволит компаниям наращивать вместимость хранилищ в свете постоянно увеличивающихся объёмов генерируемой информации. По итогам 2021 года поставки LTO-накопителей в ёмкостном выражении достигли нового рекорда — 148 Эбайт (с учётом компрессии).

Компания XenData анонсировала систему CX-10 Plus, которая предназначена для передачи архивных данных в облачные сервисы хранения и их зеркалирования на ленточных накопителях (LTO). Предполагается, что система поможет корпоративным заказчикам экономить на георепликации информации и затратах при переносе файлов на другие платформы.

Принцип работы системы сводится к следующему. При поступлении данных для архивирования они сначала записываются на встроенный накопитель вместимостью 14 Тбайт (7200 RPM). Далее производится их многопоточная передача в облако — говорится о совместимости с AWS S3, Azure, Wasabi S3 и Seagate Lyve. Все отправленные в облако файлы на какое-то время остаются на локальном диске, после чего осуществляется их запись на ленточные накопители.

Источник изображений: XenData

Решение CX-10 Plus выполнено в форм-факторе 1U и рассчитано на монтаж в стойку. Основой служит процессор Intel Xeon с четырьмя ядрами, а в качестве операционной системы применяется Windows 11 Pro. Объём оперативной памяти составляет 16 Гбайт с возможностью расширения до 32 Гбайт. Для ОС используется SSD ёмкостью 480 Гбайт. Доступ к накопителям обеспечивается через фронтальную панель.

Нажмите для увеличения

В оснащение входят два сетевых порта 1GbE, слот PCIe 4.0 для установки карты расширения с двумя портами 10GbE, два порта SFF-8644 для подключения внешнего LTO-оборудования, а также три разъёма USB 3.2, один из которых выведен на лицевую панель. Кроме того, есть аналоговый разъём D-Sub, а удалённое управление осуществляется посредством iLO. Пиковое энергопотребление составляет 290 Вт. Глубина устройства равна 382 мм, вес — 6 кг.

Отмечается, что система XenData CX-10 Plus оптимизирована для архивирования мультимедийной информации. В частности, видеоматериалы могут воспроизводиться напрямую из облака. В продажу новинка поступит в сентябре по цене от $11 950. В эту стоимость не включено оборудование для работы собственно с ленточными картриджами.

Ленточные накопители и библиотеки остаются одним из самых популярных вариантов для «холодного» хранения больших объёмов данных, и новые технологии в этой сфере продолжают активно развиваться. Компании Fujifilm и HPE объявили о выпуске ленточных картриджей LTO-9 Ultrium, эффективная ёмкость которых достигает 45 Тбайт. Правда, эта цифра относится к режиму со сжатием данных, «чистая» же ёмкость LTO-9 составляет 18 Тбайт.

Для сравнения, картриджи LTO-8 могут хранить до 12 и 30 Тбайт несжатых и сжатых данных соответственно, Хотя налицо паритет с традиционными HDD, темпы прироста ёмкости LTO замедлились: так, при переходе от седьмого поколения к восьмому «чистый» объём вырос вдвое (с 6 до 12 Тбайт), а сейчас мы видим лишь 50% прирост. Тем не менее, в будущем планируется вернуться к удвоению ёмкости в каждом новом поколении. Скорость передачи данных LTO-9 в сравнении c LTO-8 выросла, но ненамного: с 360/750 Мбайт/с до 440/1000 Мбайт/с в режимах без сжатия и со сжатием соответственно.

В новых картриджах Fujifilm используется лента на основе феррита бария (BaFe), покрытие формируется с использованием фирменной технологии NANOCUBIC. Компания заявляет о 50 годах стабильного хранения данных с использованием новой ленты. HPE пока что ограничилась коротким сообщением о выходе RW- и WORM-картриджей. Quantum анонсировала приводы LTO-9, а IBM объявила о совместимости ПО Spectrum Archive с новым стандартом. Наконец, Spectra Logic сообщила о поддержке нового стандарта в своих ленточных библиотеках.

Ленточные накопители, пожалуй, являются своеобразными патриархами в мире систем хранения данных — магнитная лента использовалась ещё в первых компьютерах IBM. Однако даже сегодня именно они могут похвастаться одной из самых больших ёмкостей в пересчёте на единицу носителя, а кроме того, имеют и ряд других достоинств, например, повышенную надёжность хранения данных за счёт «пассивного» характера хранения записанной информации.

В будущем темпы роста ёмкостей картриджей LTO будут восстановлены

Также ленточные библиотеки могут похвастаться меньшей стоимостью владения, нежели HDD-фермы или облачные хранилища. Среди областей применения ленточных накопителей и библиотек называется сценарий защиты данных от «шифровальщиков» и вымогательства, поскольку при необходимости уцелевшую копию можно просто восстановить с картриджа. Однако при современных объёмах данных даже скорость 3,6 Тбайт/час может оказаться недостаточно быстрой.

Петабайтные ёмкости потребуют перехода от феррита бария к эпсилон-ферриту железа (ɛ-Fe2O3)

Тем не менее, развитие LTO не останавливается. В экспериментальных устройствах ещё в конце 2020 года была достигнута ёмкость 580 Тбайт, а уже 2021 году было объявлено уже о разработке лент и накопителей, способных хранить до 2,5 Пбайт сжатых данных. Так что говорить о смерти ленточных накопителей не приходится, хотя пандемия и повлияла отрицательно на объёмы продаж оборудования LTO.