Устройства магнитной записи AIT (Advanced Intelligent Tape)

Залужный Дмитрий, ООО НСТОР

Устройства формата AIT базируются на технологии наклонно-строчной записи на 8-миллиметровую ленту (helican-scan). Обязательный в данном случае атрибут лентопротяжного механизма - блок вращающихся головок (БВГ), выполненный в виде цилиндра (барабана). В зависимости от используемого формата записи лента проходит вокруг БВГ под некоторым углом, причем ось самого цилиндра БВГ также наклонена под небольшим углом к ленте.

 Технология наклонно-строчной записи на магнитную ленту шириной 8 мм была предложена фирмой Sony еще в 80-х годах, но впервые эта технология была адаптирована и оптимизирована для записи цифровых данных фирмой Exabyte. Некоторое время стримеры AIT выпускала фирма Seagate/Certance. Принцип действия и механизм аналогичен цифровым видеомагнитофонам и видеокамерам стандарта Digital8 и MiniDV

В устройствах формата AIT впервые была использована встроенная флэш-память на кассете MIC (Memory-In-Cassette), в которой помещается служебная информация о содержимом ленты и карта распределения данных, позволяющая оптимизировать доступ к ним. Как и другие современные форматы AIT использует систему трекинга (ATF) для более плотной записи дорожек.

Первые устройства AIT-1 (25Gb, 3Mb/s) появились в 1996 году, а в 2007 году было выпущено уже пятое поколение AIT-5 (400GB/1050Gb, 48MB/S). В настоящее время выпускаются два вида стримеров AIT: AIT Turbo и собственно AIT

Особенности AIT:

• Специально спроектированный механизм охлаждения накопителя, выдувающий воздух от механизмов протяжки ленты и головок чтения-записи.
  
  Рис 2. Механизм охлаждения накопителя

   

• MIC (Memory in cassette) Перезаписываемый чип на носителе, используемый для хранения информации о содержимом ленты. Следствие внедрения этой технологии - увеличение надежности и главное, среднего времени доступа к файлам уменьшилось почти в 2 раза.
• Active Head Cleaner - встроенный механизм для отчистки головок накопителя, активизируемый устройством при появлении большого количества ошибок при работе с лентой. Таким образом, чистящая лента требуется не через заданное количество проходов, а именно тогда, когда она необходима.
• AME (Advanced Metal Evaporated) Использование ленты AME c вакуумным напылением 100% кобальта, позволяет получить в 2-е большую плотность записи, чем на обычной (MP) ленте. Сама лента при этом значительно меньше подвергается износу, благодаря покрытию из алмазоподобного углерода, а головка устройства практически не засоряется, поскольку не соприкасается непосредственно с магнитным слоем.
  
  Рис. 3 Структура ленты AME

   

• Алгоритм сжатия позволяющий добиться компрессии 2.6:1 Adaptive Lossless Data Compression (ALDC)

Семейство накопителей AIT Turbo

   (20/52 Гб)
AIT E Turbo 20/52Gb встроенный кэш 12Mb и скоростью до 6Mb/s. Стример использует интерфейсы SCSI LVD/SE, IDE (ATA/ATAPI-6 Ultra DMA mode5 (Ultra ATA/100)), возможна комплектация переходником IDE-SATA.

(40/104 Гб)
AIT 1 Turbo 40/104Gb встроенный кэш 12Mb и скоростью до 6Mb/s. Стример использует интерфейсы SCSI LVD/SE, IDE (ATA/ATAPI-6 Ultra DMA mode5 (Ultra ATA/100)), SATA(native), внешние модели стримера оснащаются помимо интерфейса SCSI – интерфейсом 480Mbps (USB 2.0), 400Mbps (IEEE1395)

(80/208 Гб)
AIT 2 Turbo 80/208Gb встроенный кэш до 32Mb и скоростью 12Mb/s. Стример использует интерфейсы SCSI LVD/SE, IDE (ATA/ATAPI-6 Ultra DMA mode5 (Ultra ATA/100)), SATA(native), внешние модели стримера оснащаются помимо интерфейса SCSI – интерфейсом 480Mbps (USB 2.0), 400Mbps (IEEE1395)

Классические стримеры AIT

   (100/260 Гб)
AIT 3 100/260Gb встроенный кэш 32Mb и скоростью 12Mb/s. Стример использует интерфейсы Ultra 160 Wide SCSI Low Voltage Differential / Single-ended 68-Pin Connector. Recommended Use Small/Medium Business or Workgroup. Обратно совместим на чтение-запись со всеми лентами AIT-1, AIT-2, Turbo, Turbo E

    (150/390 Гб)
AIT 3 Ex 150/390Gb встроенный кэш 96Mb и скоростью 18Mb/s. Стример использует интерфейсы SATA, Ultra 160 Wide SCSI Low Voltage Differential / Single-ended 68-Pin Connector. Recommended Use Small/Medium Business or Workgroup. Обратно совместим на чтение-запись с лентами AIT-3, Turbo 2 и только на чтение AIT-1, AIT-2, Turbo 1, Turbo E.

    (200/520 Гб)
AIT 4 200/520Gb встроенный кэш 96Mb и скоростью 24Mb/s. Стример использует интерфейс Ultra 160 Wide SCSI Low Voltage Differential / Single-ended 68-Pin Connector. Recommended Use Small/Medium Business or Workgroup. Обратно совместим на чтение-запись с лентами AIT3ex.

    (400/1040 Гб)
AIT-5 400/1040Gb, встроенный кэш 96Mb и скоростью 24Mb/s. Стример использует интерфейс Ultra 160 Wide SCSI Low Voltage Differential / Single-ended 68-Pin располагаются в компактном корпусе форм-фактором 3,5 или 5.25”половинной высоты, а также поддерживают технологию WORM, предоставляющую расширенный уровень безопасности данных. Обеспечивая обратную совместимость по чтению/записи с форматами AIT-3, AIT-3EX, и AIT-4, стримеры AIT-5 внедряют новые стандарты емкости, надежности и быстродействия.

Компания Sony дополнила формат AIT-5 несколькими техническими новинками, к которым можно отнести использование специфических MR-головок, метод редактирования данных AME III и функцию динамического отслеживания. Стримеры AIT-5 легко интегрируются с рабочими станциями, серверами и автоматическими ленточными библиотеками и идеально подходят для создания долговременных архивов данных в компаниях, относящихся к сфере малого и среднего бизнеса.

Рис 4.  AIT Roadmap

Собственные автозагрузчики SONY 1U 8 картриджей и 2U 16 картриджей, успешно составляют конкуренцию по скорости, емкости и надежности аналогичными автозагрузчиками LTO-ULtrium , а низкое энергопотребление делает устройства незаменимыми для телекоммуникации и провайдеров Интернет услуг, где цена одного юнита в стойке сопоставима с каждым киловаттом потребляемой энергии.

Рис 5. Область применения накопителей AIT

В заключении, хотелось бы обратить внимание на новую разработку SONY – S-AIT (Super Advanced Intelligent Tape) -приводы SAIT-1(500/1300Gb и SAIT-2(1Tb/2.6Tb) , совместивший в себе преимущества формата AIT и линейной записи. В отличие от AIT (3,5”), кассета и дисковод имеют форм фактор 5,25”. В кассете используется один ролик, а ширина ленты составляет 0.5 дюйма. AIT и S-AIT изготавливаются по одинаковой технологии, однако емкость кассеты S-AIT-2 в 4 раза больше (1 Тб без сжатия) за счет увеличения общей площади ленты. В S-AIT используются все передовые технологии- AME, MIC, Helical Scan и др. S-AIT предлагает также сверхвысокую для ленточных накопителей скорость передачи данных- 60 Mб/сек.

Рис 6. S-AIT Roadmap

В начале 2007 года появилась вторая версия SAIT-2; в ней емкость возросла в два раза, до 1 Тбайт (2,6 Тбайт с компрессией) при скорости обмена 60 Мбайт/с (156 Мбайт/с с компрессией). В каждом из двух следующих поколений SAIT-3 и SAIT-4 характеристики будут последовательно удваиваться. Другими словами, для SAIT-3 емкость составит 2 Тбайт (5,2 Тбайт с компрессией) при скорости обмена 120 Мбайт/с (312 Мбайт/с с компрессией), для SAIT-4 — 4 Тбайт (10,4 Тбайт с компрессией).

Накопители AIT и S-AIT используются известными производителями ленточных библиотек, такими как: GST inc, Qualstar, XenData, SpectraLogic, выпускающие устройства резервного копирования уровня Enterprise и датацентров, где требуется высокая скорость, малое время доступа к данным и большая емкость.