Стример

Опубликовано 30.07.2010 Ведущий Филипп Болгов

Казалось бы, эра магнитных носителей данных благополучно завершилась и теперь мало кто о них вспоминает, однако это не совсем так. В профессиональном сегменте хранения данных активно применяются накопители на магнитной ленте - так называемые стримеры. Что же это за аппараты?
Стри?мер - запоминающее устройство, использующее принцип магнитной записи на ленточном носителе, с последовательным доступом к данным, аналогичное по принципу действия бытовому магнитофону.
Технология хранения данных на магнитной ленте в ходе развития вычислительной техники претерпела значительные изменения, и в разные периоды характеризовалась различными потребительскими свойствами.
В ЭВМ, выпускавшихся до момента появления и широкого распространения жестких дисков, накопители на магнитной ленте (НМЛ), аналогичные стримерам, использовались как основной долговременный носитель информации, к тому же они позволяли переносить данные с одной машины на другую, методом перемещения бобины с лентой.
В домашних персональных компьютерах 1970-х и начала 1980-х годов в качестве основного внешнего запоминающего устройства во многих случаях использовался обычный бытовой магнитофон или, изредка, специальные устройства на его основе с автоматическим управлением.
В 1990-е годы для систем резервного копирования персональных компьютеров были популярны стандарты QIC-40 и QIC-80, использовавшие небольшие кассеты физической ёмкостью 40 и 80 Мбайт соответственно, к тому же поддерживалось аппаратное сжатие данных. Накопители этих стандартов, устанавливались в стандартный 5-дюймовый отсек и подключались к интерфейсу контроллера флоппи-дисков. В дальнейшем появилось большое количество сходных стандартов под торговыми марками QIC и Travan, определяющих носители ёмкостью до 10 Гбайт.
Современные стримеры, как правило, подключаются через высокопроизводительный интерфейс SAS, обеспечивающий передачу данных со скоростью 3 или 6 Гбит/с, и настоящее время компаниями IBM Research и FujiFilm представлена технология, позволяющая записывать до 35 терабайт на один ленточный картридж.
Использование современных стримеров имеет следующие положительные особенности: большая ёмкость, низкая стоимость и широкие условия хранения носителя, стабильность работы, низкое энергопотребление у ленточной библиотеки большого объёма. Основными недостатками же являются: низкая скорость произвольного доступа к данным из-за последовательного доступа, потому как лента должна прокрутиться к нужному месту и сравнительно высокая стоимость самого устройства.
Существует два базовых метода занесения информации на магнитную ленту в стримерах: линейная магнитная запись и наклонно-строчная магнитная запись.
При использовании Линейной магнитной записи данные записываются на ленту в виде нескольких параллельных дорожек. Лента имеет возможность двигаться в обоих направлениях. Считывающая головка во время чтения неподвижна, также как и записывающая во время записи. По достижении конца ленты считывающая/записывающая головка сдвигается на следующую дорожку, а лента начинает двигаться в противоположном направлении. Технология по сути аналогична бытовому аудиомагнитофону. Возможно применение нескольких головок, которые работают с несколькими дорожками одновременно (многодорожечный стример). В современных устройствах этот метод доминирует.
Если же используется наклонно-строчная магнитная запись, то блок головок записи-воспроизведения размещается на вращающемся барабане, мимо которого механизм протягивает ленту, при чтении и записи. Запись при этом ведётся в одном направлении. Данный способ записи предполагает наличие коротких поперечных дорожек на поверхности ленты. Технология идентичная бытовому видеомагнитофону. Наклонно-строчный метод был изобретён, чтобы добиться более высокой плотности записи, чем при линейном методе, без необходимости уменьшения зазора в головках и увеличения скорости движения ленты (однако в настоящее время эти технические ограничения преодолены и в рамках линейного метода).
Накопитель на магнитной ленте, поддерживающий работу одновременно с несколькими лентами, называется ленточной библиотекой. Роботизированные ленточные библиотеки могут содержать хранилища с тысячами магнитных лент, из которых робот автоматически достаёт требуемые ленты и устанавливает в одно или несколько устройств чтения-записи. С программной точки зрения такая библиотека выглядит, как один накопитель с огромной ёмкостью и значительным временем произвольного доступа. В настоящее время коммерчески доступны модели ленточных библиотек с ёмкостью до 70 петабайт при использовании 70 000 кассет. Кассеты в такой библиотеке идентифицируются специальными наклейками со штрихкодом, который и считывает робот при поиске нужной.