This website uses cookies. By using the site you are agreeing to our Privacy Policy.

Беларусь

Лента жива и здорова!
Уникальное высокоэффективное решение для хранения очень больших данных (Big Data)

Может показаться, что магнитная лента давно исчезла из повседневной жизни. Но на самом деле магнитная пленка используется гораздо чаще, чем раньше, делая возможным долгосрочное хранение большых объемов данных в центрах обработки ведущих мировых ИТ-компаний, финансовых учреждений и других крупных корпораций и организаций по всему миру. Возрождение ленты произошло благодаря 20-ти летним исследованиям Fujifilm, в результате которых были создан новый тип магнитных частиц под названием феррита бария (BaFe). Постепенно, магнитная лента на основе феррита бария стала одним из ключевых компонентов современного информационного общества.

Надежное хранение данных обеспечивается магнитной лентой.

Некоторые данные, даже если к ним не обращаться на регулярной основе, по-прежнему крайне важны и совершенно не могут быть потеряны. При архивировании данных требуется такой носитель, который сможет хранить большой объем данных в течение длительного времени с минимальным риском потери и с разумными начальными и текущими расходами. Магнитная лента на основе BaFe выполняет все эти условия лучше, чем любой другой носитель. В качестве примера ее эффективного использования можно привести следующий факт: в 2011 году, на почтовом сервере известной на мировом рынке ИТ-компании произошел системный сбой, и большой объем писем стал временно недоступен. Резервное копирование в режиме offline на магнитной ленте спасло ситуацию, позволив компании быстро восстановить все недостающие электронные письма.

Преодоление препятствия емкости ЗУ

Однако, будущее магнитной ленты не всегда было столь блестящим. Так как объем выхода данных на мировом уровне продолжает расти с невероятной скоростью, было очевидно, что, несмотря на достигнутые успехи, скоро емкость памяти стандартной ленты из металлических частиц станет сдерживающим фактором. Fujifilm преодолела этот барьер благодаря коммерциализации совершенно нового типа магнитного материала: BaFe.

Объем данных на магнитной ленте определяется числом магнитных частиц в рабочем слое магнитной ленты. Катушка магнитной ленты на основе феррита бария может содержать гораздо больше магнитных частиц с гораздо более высокой плотностью записи данных, чем катушка обычной ленты с магнитными металлическими частицами. И действительно, на сегодняшний день Fujifilm разработала прототип ленты BaFe, на стандартную катушку с которой можно записать 220 терабайт несжатых данных, что является мировым рекордом, так как плотность записи данных превышает в 88 раз плотность обычной ленты с металлическими частицами (* Данные Fujifilm по состоянию на апрель 2015 года).

Частицы феррита бария очень малы, а их форма делает возможной очень высокую плотность с ориентацией вектора поля записи в перпендикулярном направлении. Кроме того, их магнитная коэрцитивная сила (степень, до которой магнитный материал удерживает остаточную намагниченность) также велика. Частицы плотно упакованы с минимальным риском перемагничивания, что улучшает стабильность при хранении.

Изучение нового магнитного носителя информации

Разработка новой магнитной ленты с высокой плотностью записи влечет за собой гораздо больше, чем разработка передового магнитного материала. Требуется также магнитная головка для чтения и записи данных на магнитном слое, а также накопитель для размещения как головки, так и ленты. Все эти компоненты делают возможным архивирование и восстановление данных.

Хотя производители накопителей сделал все возможное, чтобы развивать и поставлять наилучшее аппаратное оборудование для применения с металлической магнитной лентой, им было известно, что в конце концов они достигнут физического предела при уменьшении металлических частиц, что, в свою очередь, ограничит плотность записи на ленте. Феррит бария просто имеет лучшие характеристики, и Fujifilm считает, что вскоре магнитная лента на основе BaFe полностью заменит металлическую магнитную ленту.

В 1992 году, Fujifilm начинает разработку лент из феррита бария в качестве накопителя информации следующего поколения. В то время, Fujifilm производила металлические магнитные ленты, которые были одними из лучших на рынке по своим технологическим характеристикам, но конкуренция медленно, но уверенно сокращала разрыв: "При таком темпе, они в конечном счете обойдут нас. Для запуска феррита бария в качестве нового материала, мы должны продемонстрировать подавляющее превосходство плотности записи." Вот такое чувство срочности и необходимости действовать испытывали инженеры Fujifilm.

Последний шанс, ведущий к большому прорыву

Несмотря на большие надежды, оказалось очень трудно достичь необходимых результатов. Одним существенным препятствием был небольшой размер частиц BaFe. Хотя благодаря этой характеристике стало возможно плотно упаковать частицы, она же сделала их трудными для работы с ними в других отношениях.

Инженерам Fujifilm удалось сформировать магнитный слой из частиц BaFe, с однородной и устойчивой структурой в наномасштабе, что обуславливает высокую плотность записи. Даже если они разработали прототип магнитной ленты для хранения информации с рекордной плотностью записи, инженеры не могли считывать и записывать данные на ленту с помощью обычных считывающих головок, поэтому не было возможности подтвердить эффективность прототипа.

Инженеры пришли к выводу, что обычные считывающие головки, предназначенные для металлической магнитной ленты не могли считывать магнитную ленту на феррито-бариевой основе из-за небольшой степени намагничивания частиц BaFe. На данном этапе, они пришли к идее разработки своей собственной магнитной головки путем изменения магнитной головки высокой чувствительности, используемой в жестких дисках, даже несмотря на то, что конструкция головки для жесткого диска довольно сильно отличается от головки для ленточного накопителя. Затем они используют эту головку для создания прототипа оригинальной системы оценки, чтобы подтвердить эффективность магнитной ленты на основе BaFe.

Изменить аппаратное обеспечение так, чтобы оно соответствовало носителю - эта идея, ломавшая устоявшиеся стереотипы, привела инженеров Fujifilm, которые привыкли смотреть на вещи с точки зрения производителей лент, к основополагающему техническому достижению. Было решено, что это будет последний эксперимент и последняя попытка сделать феррито-бариевую ленту реальностью. Отсутствие результатов означало бы закрытие проекта.

Идея сработала. Используя специально изготовленную высокочувствительную головку, инженеры смогли продемонстрировать, что феррито-бариевая лента обеспечивает в два раза большую емкость, чем самые передовых металлические магнитные ленты того времени.

Иногда некоторые проблемы лучше всего решаются новичками.

Впереди предстоит еще много работы до выпуска этой магнитной ленты на рынок. Нашей задачей являлась совместная работа с компанией IBM, чтобы оценить потенциал ленты на основе BaFe. Так как оборудование компании IBM для оценки магнитной ленты было разработано для металлической ленты, то было невозможно точно считывать сигнал с феррито-бариевой ленты Fujifilm. Кроме того, компания IBM продолжает успешно работать с металлической лентой, и поэтому было непросто убедить ее вложить средства в развитие новых технологий считывающих головок для другого типа магнитной ленты. "Похоже, нам самим придется провести некоторые фундаментальные исследования по оценке", - заключили инженеры Fujifilm. Не испугавшись, они с головой погрузились в работу по созданию системы оценки для высокочувствительной считывающей головки.

О том, что следующая ступень была очень трудной, не стоит и говорить. Фундаментальные исследования считывающих головок и ленточных накопителей оказались далеко за пределами основного опыта Fujifilm как производителя материалов. Инженеры компании Fujifilm сформировали специальную команду внутри фирмы для поиска устройства, способного оценить истинную плотность записи магнитной ленты на основе феррита бария. Приложив большие усилия, им удалось продемонстрировать высокую плотность записи магнитной ленты на основе феррита бария, разработанной компанией Fujifilm. Через пять лет после первых обсуждений с Fujifilm, компания IBM смогла провести эксперименты на новом носителе. IBM вскоре подтвердили выдающиеся характеристики магнитной ленты с BaFe и согласились принять участие в совместных исследованиях и разработке технологии с Fujifilm.

Инженер Fujifilm прокомментировал так: "Мы были совершенными новичками, когда дело дошло до ленточных накопителей. Это означало, что у нас не было никаких предубеждений о технологии, когда мы начинали. Так как мы никогда не разрабатывали ленточных накопителей для металлических частиц, предыдущие результаты для нас не являлись психологическим барьером. Мы приняли вызов лицом к лицу ".

Будущее за магнитной лентой на основе феррита бария

В 2011 году Fujifilm выпустила первую в мире коммерческую версию картриджа для хранения данных. С тех пор, емкость хранения данных на феррито-бариевой ленте продолжает расти быстрыми темпами во всем мире, и все производители жестких дисков в настоящее время предлагают аппаратное оборудование для ленточных приложений с ферритом бария.

Облачные сервисы и анализ больших данных в настоящее время управляют многими аспектами нашей повседневной жизни, и становится обычным существование Интернета вещей (IoT). Объем создаваемых и передаваемых данных быстро растет, как и растут частота, с которой мы обращаемся к данным и их общая ценность для нас. Удивительно, но технология магнитных лент, возникшая в 20-ом веке, играет снова важную роль здесь и сейчас. Это получилось благодаря инновационной идее Fujifilm в области передовых материалов.

Другие разделы: