Bant sürücüsü - Tape drive
Bir teyp sürücüsü , bir olan veri depolama cihazı okur ve veri yazar bir üzerinde manyetik bant . Manyetik bant veri depolaması , genellikle çevrimdışı, arşiv veri depolaması için kullanılır. Bant ortamı genellikle uygun bir birim maliyete ve uzun bir arşiv kararlılığına sahiptir.
Bir teyp sürücüsü , doğrudan erişimli depolama sağlayan bir sabit disk sürücüsünün aksine sıralı erişimli depolama sağlar . Bir disk sürücüsü, birkaç milisaniye içinde disk üzerindeki herhangi bir konuma hareket edebilir, ancak bir teyp sürücüsünün, herhangi bir belirli veri parçasını okumak için fiziksel olarak teybi makaralar arasında sarması gerekir. Sonuç olarak, teyp sürücülerinin ortalama erişim süreleri çok büyüktür . Ancak, gerekli konuma ulaşıldığında, teyp sürücüleri bir teypten çok hızlı bir şekilde veri akışı sağlayabilir. Örneğin, 2017'den itibaren Doğrusal Teyp Açık (LTO), sabit disk sürücüleriyle karşılaştırılabilir bir hız olan 360 MB/sn'ye kadar sürekli veri aktarım hızlarını destekler.
Tasarım
Bir megabayttan daha az kapasiteye sahip manyetik teyp sürücüleri ilk olarak 1950'lerde ana bilgisayarlarda veri depolamak için kullanıldı . 2018 itibariyle, kartuş başına 20 terabayt veya daha yüksek sıkıştırılmamış veri kapasiteleri mevcuttu.
İlk bilgisayar sistemlerinde, manyetik bant, ana depolama ortamı olarak hizmet etti, çünkü sürücüler pahalı olmasına rağmen, bantlar ucuzdu. Bazı bilgisayar sistemleri, işletim sistemini DECtape gibi teyp sürücülerinde çalıştırıyordu . DECtape, diğer blokları bozmadan yeniden yazılabilen sabit boyutlu dizinlenmiş bloklara sahipti, bu nedenle DECtape yavaş bir disk sürücüsü gibi kullanılabilir.
Veri teyp sürücüleri, teybe veri yazmak için çok düzeyli ileri hata düzeltme, shingling ve doğrusal serpantin düzeni gibi gelişmiş veri bütünlüğü tekniklerini kullanabilir .
Teyp sürücüleri, SCSI , Fiber Kanal , SATA , USB , FireWire , FICON veya diğer arabirimlere sahip bir bilgisayara bağlanabilir. Teyp sürücüleri, birden çok teybi otomatik olarak yükleyen, boşaltan ve depolayan otomatik yükleyiciler ve teyp kitaplıkları ile birlikte kullanılır, böylece manuel müdahale olmaksızın depolanabilen veri hacmi artar.
İlk günlerinde ev bilgisayar , disket ve sabit disk sürücüleri çok pahalı. Birçok bilgisayarda, verileri bir ses teyp kaydedici aracılığıyla , tipik olarak Kompakt Kasetlerde depolamak için bir arabirim vardı . Profesyonel DECtape ve ev tipi ZX Microdrive ve Rotronics Wafadrive gibi basit atanmış teyp sürücüleri de ucuz veri depolama için tasarlanmıştır. Ancak disk sürücü fiyatlarındaki düşüş, bu tür alternatifleri geçersiz kıldı.
Veri sıkıştırma
Bazı veriler orijinal dosyalardan daha küçük bir boyuta sıkıştırılabildiğinden , teyp sürücülerinin pazarlanması sırasında kapasiteyi 2:1 sıkıştırma oranı varsayımıyla belirtmek olağan hale geldi; dolayısıyla 80 GB kapasiteli bir bant "80/160" olarak satılacaktır. Gerçek depolama kapasitesi, yerel kapasite veya ham kapasite olarak da bilinir . Gerçekte elde edilebilen sıkıştırma oranı, sıkıştırılan verilere bağlıdır. Bazı veriler çok az fazlalığa sahiptir; örneğin büyük video dosyaları zaten sıkıştırma kullanır ve daha fazla sıkıştırılamaz. Öte yandan, tekrarlayan girişleri olan bir veritabanı , 10:1'den daha iyi sıkıştırma oranlarına izin verebilir.
Teknik sınırlamalar
Dezavantajlı bir etki olarak adlandırılan okuma/yazma sırasında veri aktarım hızı, bant sürücü kafalarının sürekli çalışan bir banta veya banttan veri aktarmak için tasarlandığı minimum eşiğin altına düşerse ayakkabı parlaması meydana gelir. Bu durumda, modern hızlı çalışan teyp sürücüsü, teybi anında durduramaz. Bunun yerine, sürücü bandı yavaşlatmalı ve durdurmalı, kısa bir mesafe geri sarmalı, yeniden başlatmalı, akışın durduğu noktaya geri dönmeli ve ardından işleme devam etmelidir. Koşul tekrarlanırsa, ortaya çıkan ileri geri bant hareketi, bir bezle parlayan ayakkabılarınkinebenzer. Ayakkabı parlaması, ulaşılabilir veri aktarım hızını, sürücü ve teyp ömrünü ve teyp kapasitesini azaltır.
İlk teyp sürücülerinde, sürekli olmayan veri aktarımı normal ve kaçınılmazdı. Bilgisayar işlem gücü ve kullanılabilir bellek genellikle sabit bir akış sağlamak için yetersizdi, bu nedenle teyp sürücüleri tipik olarak başlat-durdur işlemi için tasarlandı . Erken tahrikler, zorunlu olarak yüksek atalete sahip olan ve kolayca hareket etmeye başlamayan ve durmayan çok büyük makaralar kullanıyordu. Yüksek başlatma, durdurma ve arama performansı sağlamak için, birkaç fitlik gevşek bant çalındı ve bir emme fanı tarafından bant kafasının ve ırgatların her iki tarafında iki derin açık kanala çekildi . Bu vakum sütunlarında asılı olan uzun ince bant döngüleri , iki makaradan çok daha az atalete sahipti ve hızla başlatılıp durdurulabiliyor ve yeniden konumlandırılabiliyordu. Büyük makaralar, gevşek bandı vakum sütunlarında tutmak için gerektiği gibi hareket ederdi.
Daha sonra, 1980'lerin çoğu teyp sürücüsü, başlatma-durdurma durumlarını bir şekilde azaltmak için dahili bir veri arabelleğinin kullanımını tanıttı . Bu sürücülere genellikle teyp aktarıcıları denir . Bant, yalnızca arabellek yazılacak veri içermediğinde veya okuma sırasında veriyle dolduğunda durduruldu . Daha hızlı teyp sürücüleri arabelleğe alınmalarına rağmen kullanılabilir hale geldikçe, sürücüler son derece parlak durdurma, geri sarma, başlatma dizisinden muzdarip olmaya başladı.
Bazı yeni sürücülerin birkaç hızı vardır ve bant hızı düzeyini bilgisayarın veri hızıyla dinamik olarak eşleştiren algoritmalar uygular. Örnek hız seviyeleri, tam hızın yüzde 50'si, yüzde 75'i ve yüzde 100'ü olabilir. En düşük hız seviyesinden daha yavaş veri akışı yapan bir bilgisayar (örneğin yüzde 49'da) yine de ayakkabı parlamasına neden olacaktır.
medya
Manyetik bant yaygın olarak kaset veya kartuş olarak bilinen bir muhafaza içine yerleştirilmiştir; örneğin, 4 kanallı kartuş ve Kompakt Kaset . Kaset, aynı oynatıcıyı kullanarak farklı ses içeriği sağlamak için manyetik bant içerir. Plastikten yapılmış, bazen metal plakalar ve parçalar içeren dış kabuk, kırılgan bandın kolaylıkla taşınmasına izin vererek, onu açıkta kalan bant makaralarına sahip olmaktan çok daha kullanışlı ve sağlam hale getirir. Basit analog kaset ses kayıt cihazları, disket sürücülerinin çok pahalı olduğu bir zamanda veri depolama ve ev bilgisayarlarında dağıtım için yaygın olarak kullanılıyordu . Commodore Datasette'ten aynı medyayı kullanarak özel bir veri versiyonu oldu.
Tarih
Yıl | Üretici firma | modeli | Kapasite | gelişmeler |
---|---|---|---|---|
1951 | Remington Randı | ÜNİSERVO | 224 KB | İlk bilgisayar bant sürücüsü, kullanılan 1 ⁄ 2 " nikel kaplı fosfor bronz bant |
1952 | IBM | 726 | Plastik bant kullanımı ( selüloz asetat );
Her 6 bitlik baytı ve bir eşlik bitini depolayabilen 7 parçalı bant |
|
1958 | IBM | 729 | Yazma sonrası şeffaf okuma doğrulaması sağlayan ayrı okuma/yazma kafaları. | |
1964 | IBM | 2400 | Her 8 bitlik baytı ve bir eşlik bitini depolayabilen 9 parçalı bant | |
1970'ler | IBM | 3400 | Bant makaralarını ve sürücüleri otomatik olarak yükleyerek, manuel bant geçirmeyi önler
Hata düzeltme için grup kodlu kayıt |
|
1972 | 3 milyon | Çeyrek İnç Kartuş (QIC-11) | 20 MB | Teyp kaseti (iki makaralı)
Doğrusal serpantin kaydı |
1974 | IBM | 3850 | Bant kartuşu (tek makaralı)
Robotik erişimli ilk teyp kitaplığı |
|
1975 | (çeşitli) | kansas şehri standardı | Kullanımı standart ses kasetleri | |
1977 | Amiral Uluslararası | Amiral Veri Kümesi | 1978 KB | |
1980 | şifre | (F880?) | Başlatma-durdurma gecikmelerini maskelemek için RAM arabelleği | |
1984 | IBM | 3480 | 200 MB | Otomatik bant alma mekanizmalı dahili sarma makarası.
İnce film manyetorezistif (MR) kafa |
1984 | Aralık | TK50 | 94 MB | Dijital Lineer Bant (DLT) ürün grubu |
1986 | IBM | 3480 | 400 MB | Donanım veri sıkıştırması (IDRC algoritması) |
1987 | Exabayt / Sony | EXB-8200 | 2,4 GB | İlk sarmal dijital teyp sürücüsü
Irgat ve kıstırma silindiri sisteminin ortadan kaldırılması |
1993 | Aralık | Tx87 | Teyp dizini (her serpantin geçişinde ilk şerit işareti nr olan veritabanı) | |
1995 | IBM | 3570 | Servo izleri - hassas kafa konumlandırma için fabrikada kaydedilmiş izler (Zamana Dayalı Servoing veya TBS)
Boşaltma bandı orta noktaya geri sarılır—erişim süresini yarıya indirir (iki makaralı kaset gerektirir) |
|
1996 | HP | DDS3 | 12 GB | Kısmi yanıt maksimum olasılık (PRML) okuma yöntemi—sabit eşik yok |
1997 | IBM | VTS | Sanal teyp—teyp sürücüsünü taklit eden disk önbelleği | |
1999 | eksabayt | Mamut-2 | 60 GB | Bant kafalarını temizlemek için küçük bez kaplı tekerlek. Bandı hazırlamak ve herhangi bir kalıntı veya fazla yağlayıcıyı saptırmak için etkin olmayan parlatma kafaları. Her veri bandının başında temizlik malzemesi bölümü. |
2000 | Kuantum | Süper DLT | 110 GB | Kafaları hassas bir şekilde konumlandıran optik servo |
2000 | Lineer Bant-Açık | LTO-1 | 100 GB | |
2003 | IBM | 3592 | 300 GB | sanal geri tepme |
2003 | Lineer Bant-Açık | LTO-2 | 200 GB | |
2003 | Sony | SAIT-1 | 500 GB | Sarmal kayıt için tek makaralı kartuş |
2005 | IBM | TS1120 | 700 GB | |
2005 | Lineer Bant-Açık | LTO-3 | 400 GB | |
2006 | StorageTek | T10000 | 500 GB | Sürücü başına çoklu kafa tertibatları ve servolar |
2007 | Lineer Bant-Açık | LTO-4 | 800 GB | |
2008 | IBM | TS1130 | 1 TB | Sürücüye entegre şifreleme özelliği |
2008 | StorageTek | T10000B | 1 TB | |
2010 | Lineer Bant-Açık | LTO-5 | 1,5 TB | Ek bir teyp kitaplığı veritabanı olmadan dosya sistemindeki teypteki dosyalara doğrudan (disk dosya sistemlerine benzer şekilde) erişmeye izin veren Doğrusal Teyp Dosya Sistemi (LTFS) |
2011 | IBM | TS1140 | 4 TB | Doğrusal Bant Dosya Sistemi (LTFS) desteklenir |
2011 | StorageTek | T10000C | 5 TB | Doğrusal Bant Dosya Sistemi (LTFS) desteklenir |
2012 | Lineer Bant-Açık | LTO-6 | 2,5 TB | |
2013 | StorageTek | T10000D | 8,5 TB | |
2014 | IBM | TS1150 | 10 TB | |
2015 | Lineer Bant-Açık | LTO-7 | 6 TB | |
2017 | IBM | TS1155 | 15 TB | |
2017 | Lineer Bant-Açık | LTO-8 | 12 TB | |
2018 | IBM | TS1160 | 20 TB |
Kapasite
Üreticiler genellikle veri sıkıştırma tekniklerini kullanarak bantların kapasitesini belirler; sıkıştırılabilirlik, farklı veriler için değişir (genellikle 2:1 ila 8:1) ve bazı gerçek veri türleri için belirtilen kapasiteye ulaşılamayabilir. 2014 itibariyle, daha yüksek kapasiteye sahip teyp sürücüleri hala geliştiriliyordu.
2011 yılında Fujifilm ve IBM , BaFe parçacıkları ve nanoteknolojileri kullanılarak geliştirilen manyetik bant ortamıyla inç kare başına 29,5 milyar bit kaydedebildiklerini ve gerçek (sıkıştırılmamış) 35 TB bant kapasitesine sahip sürücülere izin verdiklerini duyurdular. Teknolojinin en az on yıl boyunca ticari olarak mevcut olması beklenmiyordu.
2014 yılında Sony ve IBM , son derece ince kristal parçacıklar oluşturabilen ve 185 TB'lık gerçek bant kapasitesine izin veren yeni bir vakumlu ince film oluşturma teknolojisi kullanılarak geliştirilen manyetik bant ortamıyla inç kare başına 148 milyar bit kaydedebildiklerini duyurdular.