Технология DLT. 
Технологии хранения информации на магнитной ленте

Вместе с машиной Micro VAX II от DEC в 1995 г. была анонсирована система резервного копирования, сменным носителем в которой служил небольшой картридж, имевший, в отличие от известных уже картриджей QIC, только одну катушку с лентой. Роль приемной катушки исполнял механизм самого привода. Это позволило сэкономить место в картридже и значительно увеличить длину ленты. Устройство получило название ТК 50; на одном его носителе могло храниться 94 Мбайт информации. Но только накопитель TF85, разработанный в 1989 г, инженерами Digital Equipment, можно было назвать первой DLT-системой. Данное устройство, впоследствии названное DLT260, обеспечивало запись 2,6 Гбайт на ленте длиной 1200 футов (360 м) в картридже CompactTape III (ныне известен как DLTtape III).

Основной особенностью нового привода был запатентованный 6-роликовый ведущий механизм с блоком головок HGA (Head Guide Assembly). Он обеспечивал мягкий и плавный ход ленты с минимальным трением. Путь ленты был значительно меньше, чем на приводах с 8-миллиметровой лентой, и это снижало ее износ и повреждения. Благодаря HGA плотность записи на полудюймовой ленте была увеличена с 48 дорожек до 122.

В 1991 г. Digital выпустила привод TF86 (впоследствии названный DLT600), который на картридже DLTtape III мог хранить уже 6 Гбайт данных. Два года спустя появился накопитель, известный сегодня как DLT2000. Емкость кассеты возросла до 10 Гбайт, а скорость передачи данных достигла 1,25 Мбайт/с. Устройство было оснащено 2 Мбайт кэш-памяти.

Еще один производитель, компания Quantum (http://www.quantum.com), начала активно работать над технологией DLT с 1994 г. В ее устройстве DLT4000 был сделан резкий скачок не только по емкости, но и по производительности и надежности. В новом картридже DLTtape IV длина ленты была увеличена на 600 футов. Почти в полтора раза выросла плотность записи. На одной кассете теперь можно было хранить 20 Гбайт данных, а при сжатии — 40 Гбайт. Скорость передачи информации возросла до 1,5−3 Мбайт/с. Накопитель DLT7000 до недавнего времени был безусловным лидером среди DLT-устройств: емкость одной кассеты составляла 35 Гбайт (70 Гбайт при сжатии данных), а скорость передачи данных достигала 5−10 Мбайт/с.

Отметим, что полудюймовая лента на 60% шире, чем 8-миллиметровая, следовательно, при прочих равных условиях на ней можно хранить больше информации. Как уже отмечалось, DLT-привод записывает данные последовательно (линейно).

В DLT-устройствах применяется уникальная многоуровневая схема обнаружения и коррекции ошибок. Для обеспечения целостности информации, записываемые данные сразу же считываются головкой чтения и сравниваются с поступившими от компьютера. При обнаружении несоответствий фрагмент немедленно перезаписывается на следующем участке ленты. накопитель магнитная лента технология.

DLT-картридж имеет 10,6 см в длину, 10,5 см в ширину и 2,5 см в высоту. Длина хранимой в нем ленты может варьироваться от 1200 до 1828 футов (363−554 м). На корпусе имеется специальная защелка, предотвращающая случайную запись на ленте. На сегодняшний день для DLT-накопителей используются три типа картриджей, окрашенных в разные цвета: DLTtape III (серый), DLTtape IIIXT (белый) и DLTtape IV (черный).

Технологические изменения в приводе DLT8000 позволили увеличить емкость хранения до 40 Гбайт (80 Гбайт со сжатием), а скорость передачи довести до 6−12 Мбайт/с.

DLT-накопители предназначены для интенсивного использования в сетях среднего размера. Среднее время безотказной работы MTBF (Mean Time Between Failure) при полной нагрузке составляет около 200 тыс. ч. Ресурс блока головок обычно не превышает 30 тыс. ч, а вот долговечность носителя довольно высока — более миллиона проходов ленты.

Новая технология Super DLT была впервые реализована корпорацией Quantum в накопителе DLTtape 220N. Незадолго до этого компания Maxell (http://www.maxell.com) анонсировала новый картридж — Super DLTtape I. Главная его особенность — технология Laser Guided Magnetic Recording (LGMR). Данные в Super DLT пишутся на одной стороне магнитной ленты, а информация о положении головок чтения-записи — на обратной. Благодаря использованию лазера удается очень точно позиционировать головки и соответственно очень близко располагать дорожки на ленте. Еще одной инновацией в Super DLT стала новая система синхронизации POS (Pivoting Optical Servo), которая будет работать со встроенной серводорожкой, нанесенной на ленту еще в процессе производства, благодаря чему не требуется переформатирование ленты. Кроме этого, к базовым технологиям Super DLT можно отнести: АМР (Advanced Metal Powder), технологию использования металлического порошка, обеспечивающую запоминание больших объемов данных.

MRC (Magneto Resistive Cluster), кластер магниторезистивных головок и ERP (Enhanced Partial Responce) — усовершенствованный вариант метода PRML (Partial Response Maximum Likelihood), разработанного Quantum совместно с Lucent/Bell Labs).

Отметим, что магниторезистивная головка считывания представляет собой резистор, сопротивление которого меняется в зависимости от напряжения магнитного поля, причем амплитуда сигнала практически не зависит от скорости изменения поля. Это позволяет намного надежнее считывать информацию с ленты и в результате значительно повысить предельную плотность записи. Основной недостаток индуктивных головок — сильная зависимость амплитуды сигнала от скорости перемещения магнитного покрытия и высокий уровень шумов, затрудняющий обнаружение слабых сигналов. В метод же PRML (максимальное правдоподобие при неполном отклике) для считывания информации применяется ряд положений теории распознавания образов. При традиционном декодировании, когда отслеживается амплитуда, частота или фаза считываемого сигнала, эти параметры должны были значительно меняться, чтобы обеспечить надежность. В частности, при записи подряд двух или более совпадающих разрядов их приходилось специальным образом кодировать, что снижало плотность записи. В методе PRML для декодирования применяются шаблоны, с которыми сравнивается считанный сигнал. Это позволяет повысить плотность записи данных на 30−40%.

Благодаря тому, что магнитное кодирование данных происходит на одной стороне ленты, а лазерное кодирование служебной информации — на другой (для позиционирования ленты и контроля скорости), для управления перемещением ленты не требуется отдельной магнитной головки. Головки объединяются в группы (кластеры), резко увеличивая возможную емкость ленты.

Особый фактор — встроенное микропрограммное обеспечение. Оно управляет такими важными функциями и параметрами, как коммуникации по шине SCSI, обнаружение и коррекция ошибок, сжатие данных, скорость ленты, форматирование данных. Кроме того, микропрограммное обеспечение реализует функции протокола SCSI (включая сообщения, команды и параметры).

На одном картридже для модели Super DLTtape 220N хранится 110 Гбайт данных в неуплотненном виде (220 Гбайт при сжатии), а скорость передачи данных достигает 11 Мбайт/с (22 Мбайт/с при сжатии).