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Tape Storage bleibt auch im Zettabyte-Zeitalter aktuell

Tape ist ein Massenspeichermedium, dessen zukünftige Kapazität zu erträglichen Umrüstkosten ausreicht, um die in den kommenden Jahren zu erwartenden Datenmassen zu speichern.

Auf einem der Fujifilm Global IT Executive Summits und bei Spectra Logics Analyst Day vor einiger Zeit ließ sich ein Blick in die Tape-Zukunft werfen. Fujifilm ist sicher, dass auch in Zukunft die Vorteile bei grundlegenden Technologien von Tape und seine hohe Speicherkapazität erhalten bleiben. Dies gilt trotz der Versuche, die Technologie schlechtzureden, die von Silizium- und Disk-Storage-Herstellern ausgehen.

In diesem Jahr wurden bereits 220 TByte Kapazität auf einer LTO-Ultrium-Cartridge von Fujifilm und IBM gezeigt. Bis zur Marktreife dauert es noch einige Jahre, aber nicht allzu lange. Genutzt werden hier unter anderem Perpendicular Magnetic Recording (PMR), verbessertes Servo-Tracking, Hard- und Software für die Positionierung des Lesekopfs und so weiter.

Bariumferrit verbessert Tape Storage

Die LTO-Hersteller setzen Fujifilms Bariumferrit-Technologie als Magnetspeicherschicht ein. Sie planen mindestens die nächsten drei Produktgeneration mit ständigen Produktverbesserungen bei Spur- und Flächenspeicherdichte, die durch die Technologie möglich werden.

Tape konnte sich in den vergangenen Jahren einer Renaissance erfreuen, teilweise wegen der Fähigkeit von BaFe-Schichten, ein Bit auf einer kleineren Fläche zu speichern und es gleichzeitig neben den elektromagnetischen und thermischen Störsignalen lesen zu können. In der nächsten Produktgeneration kommen seine einmaligen Fähigkeiten zum Tragen: Wird BaFe während der Herstellung einem statischen magnetischen Feld ausgesetzt, lassen sich seine kristallinen Strukturen vertikal ausrichten.

Die Hersteller erhöhen die Bandspeicherkapazität

Es ist wie bei der Festplatte, wo Perpendicular Recording die Laufwerkskapazitäten von Gigabytes auf Terabytes hochskalierte: Sobald PMR auf Tape mit BaFe (Bariumferrit) implementiert wird, werden die Kapazitäten pro Band schnell in Richtung der demonstrierten 220 TByte steigen. Bis dahin liefert BaFe schon heute signifikante Kapazitätsverbesserungen bei Tape. LTO 7 schafft respektable 15 TByte komprimierte Daten pro Band. Anderer „Enterprise“-Cartridges von IBM und Oracle, die ebenfalls dieses Medium verwenden, konnten ihre Kapazität genauso von Generation zu Generation verbessern.

Trotz der riesigen Bandkapazitäten verabschieden sich die meisten Unternehmen von Tape, sobald sie den Mainframe in Rente schicken. Allerdings sagten viele Unternehmen auf Fujifilms Summit, dass sie diese Entscheidung inzwischen bereuen und dabei seien, sie zu revidieren. Sogar die Betreiber großer Cloud-Farmen sind interessiert an den Neuigkeiten rund um Tape.

Immer mehr Anwendern ist es wichtig, sich über die Verbesserungen bei Tape zu informieren. Denn Tape ist im Eigenbetrieb erheblich billiger als Festplatten oder Flash und passt perfekt zu den riesigen Datenmengen, die selten, wenn überhaupt verändert werden. Zudem bietet das Linear Tape File System einen einfachen Weg, die Kapazität von NAS-Heads „unsichtbar“ zu steigern: Die mitgelieferte Lösung für den Zugriff auf Disk- und Flash-Storage greift auch auf eine Tape-Library im Hintergrund zu. Die dort befindlichen Dateien werden gefunden wie alle anderen und lassen sich auch genauso aufrufen., egal, ob sie nun auf dem Disk-Pool oder dem nachgelagerten Tape liegen.

Dternitys Archiv-Cloud verwendet Tape im Hintergrund

Dternity beispielsweise, eine Archiv-Cloud von Fujifilm, verwendet eine NAS-Gateway-Technologie, damit sowohl lokale als auch Cloud-basierende Tape-Storage für die nahtlose Archivierung von Unternehmensdateien genutzt werden können. Beim Summit gab Fujifilm bekannt, dass die Gateway-Appliance, die bislang die Brücke zwischen Disk und Tape gebildet hat, nun auch als virtuelle Maschine läuft. Also braucht man keine zusätzlichen Geräte mehr, um ein nahezu grenzenlos erweiterbares Lager im Hintergrund für seine Daten aufzubauen – das wünschen sich Anwender schon lange.

Diese Anwendungsszenarien – Tape in einem Cloud-basierten Archiv oder Tape, das einem NAS nachgelagert wird – waren jedoch nicht das wichtigste Thema bei dem Fujifilms Event. Anwesende Großunternehmen und die großen Cloud-Provider dachten laut darüber nach, wie sie mit den aktuellen Prognosen der Marktforscher zum Datenwachstum umgehen wollen. Je nachdem, wen man fragt, werden 2020 insgesamt zwischen 20 und 60 ZByte (Zettabyte) Daten generiert. Das ist eine 2 oder 6, gefolgt von 21 Nullen, oder je Zettabyte eine Milliarde Terabytes – eine riesige Herausforderung.

Experten meinen: Flash- und Disk-Storage können mit Tape-Kapazität nicht mithalten

Wo bloß soll man diese Datenmassen speichern? Glaubt man Experten wie Tom Clouglin und Fred Moore, dann haben weder Flash- noch Disk-Storage dafür genug Kapazität. Dabei sind alle aktuell verfügbaren Kapazitäten einbezogen, in der Entwicklung befindliche genauso wie die Produkte in den Läden und auch die Gesamtproduktionskapazität der Industrie zu diesem Zeitpunkt. Es bleibt dabei: Zu viele Bits, zu wenig Kapazität für Silizium der Disk, basta.

Tape ist die einzige Technologie, bei der sich derzeit echte Kapazitätserweiterungen zu moderaten Investitionen für die Anpassung der Herstellungsprozesse ausmachen lässt. Zwar bringen es neue Flash-Technologien wohl künftig auf 20 und auch 40 TByte pro Medium, sind aber vom Kostenpunkt natürlich ungleich teurer.

Obwohl Facebook sich seit kurzem dafür interessiert, scheint optisches Storage noch immer eher eine Sackgasse für die Massenspeicherung zu sein. Die Industrie hat gerade einmal den Bruderkrieg zwischen HD/DVD und BluRay im vergangenen Jahrzehnt verkraftet und arbeitet nun daran, eine BluRay-Disk mit 300 GByte auf den Markt zu bringen – „irgendwann in Zukunft“, dann ein optisches 500-GByte-System mit Spindel „irgendwann später“ und schließlich eine Disk mit 1TByte Kapazität „zu einem später festzulegenden Zeitpunkt“. Einmal angenommen, diese Ziele würden erreicht, eine riskante Wette, bedeutet das ganz einfach, dass die Industrie 20 bis 60 Milliarden ihrer Frisbees bis 2020 produzieren müsste – noch eine herkulische Aufgabe, besonders, da der Markt der Endverbraucher schrumpft.

Tape schafft Zettabyte-Volumina

Übrig bleibt Tape. Tape ist die einzige Storage-Technologie, deren Kapazität real wächst und die nur maßvolle Investitionen für Anpassungen der Produktionsanlagen verlangt. Die Kombination von Bariumferrit mit haltbarerem Substrat (also die Plastikschicht im Hintergrund, die das Tape zum Tape macht) bieten höhere Dichte und größere Tape-Längen die auf das Bandgehäuse gespult werden können.

Tatsächlich ist Tape die einzige Hoffnung derzeit, im nächsten Jahrzehnt ihre mehr als 20 ZByte erzeugter  neuer Daten zu speichern. Eigentlich sollte man sich daher eine neue Tape-Library auf den Beschaffungszettel schreiben – als Überlebensstrategie für die heraufdämmernde „Z-Apokalypse“. Z steht hier für Zettabyte.

Bemerkenswert ist, dass Spectra Logic sein Produktportfolio durch eine weitere Verbesserung bei Tape Storage erweitert hat. Seine ArcticBlue-Appliance nutzt Seagates aktuelle Technologie Shingled Magnetic Recording (SMR). Diese Laufwerke kalkulieren sich laut Firmensprechern von SpectraLogic weitgehend wie Tape, bieten aber wie alle rotierenden Medien Zufallszugriff. Angenommen, dass man die Lebensdauer dieser  Laufwerke durch regelmäßiges Abschalten verlängern kann, könnte es sein, dass sie einen Weg darstellen, einiges der Verzögerungen des Datenzugriffs über Tape zu beseitigen. Man sollte diese Marktsegment also beobachten. 

Alternative: Löschen

Ansonsten gibt es nur eine Alternative: Man löscht schlichtweg viele Daten, die erzeugt werden (wie es beispielsweise bei den Versuchen mit Teilchenbeschleunigern heute schon geschieht). Wahrscheinlich wäre das auch vernünftig. Allerdings hat die Menschheit einige hundert Jahre gebraucht, um ihre Fähigkeit zu perfektionieren, unnützes von wichtigem bedruckten Papier zu unterscheiden und ersteres sang- und klanglos zu entsorgen. Sonst würden wir wohl alle zwischen Papierbergen leben. Man darf gespannt sein, wie schnell sie es bei digitalen Daten lernt.

Die Autoren sind für den Inhalt und die Richtigkeit ihrer Beiträge selbst verantwortlich. Die dargelegten Meinungen geben die Ansichten der Autoren wieder und entsprechen nicht unbedingt denen von ComputerWeekly.de.

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