概要
本白皮书对将来高性能、高容量的存储应用技术市场需求和发展方向进行分析,并从存储平台的角度上提供了对比分析、结果、将来发展的趋势。Sony推出了新一代的、高容量的S-AIT技术,对于现存的各种格式来讲,S-AIT技术在容量上是一种质的飞跃。有力地降低了每GB的存储成本,比硬盘的性价比更高。
存储-当今综合业务应用环境中不可缺少的一个组成部分
现在全球范围内的公司不得不面对各个层面上的爆炸性数据增长,诸如,组织机构相关的、Email相关的、数据库、Internet、电子商务、音频视频应用、图形应用的数据等等。从急速发展的音视频领域来讲,数字相机、便携式摄像机每年产生了700PB的数据增量,比传统IT行业产生了更多的数据。影片也随之数字化,家庭中的数据存储的增长会随着宽带的推广而增长。
在系统中内容变得丰富和重要时,这些数据需要被存储、管理、保护。存储系统将在容量和性能上与之同在,磁带存储扮演着举足轻重的角色。
现在,更多的系统中在采用磁带机作为主要的存储设备。他们将磁带机/库作为归档和近线的存储设备。磁带机/库系统和硬盘也经常被集成到NAS(直接存储网络)、SAN(存储区域网)中。此外,磁带仍旧是用来灾难恢复的主要存储介质。
高容量、高性能的需求使许多厂商对数据的产生和保护更加关注。当硬盘容量增长后,磁带存储弥补了硬盘不可能完成的任务——更大存储容量和灾难恢复性。
所有的人都希望磁带备份的容量能满足备份迅速增长的系统数据。对许多公司来说,使用良好性价比的产品实现灾难恢复是公司生存下去的前提。
这些公司往往是走在最前沿的公司,他们使用着目前市场上容量最大的、性能最高的产品。
当今,高容量、高性能的磁带备份系统有意义地实现了对关键业务数据的备份、恢复、归档,进一步节省了时间和成本。那么,磁带备份系统能够在将来的应用数据备份领域扮演什么样的角色呢?
磁带备份的将来——磁记录的产品发展规划
现在,一盘磁带的容量可以存储100GB的数据或200GB的数据。然而,硬盘容量的迅猛增长,使得磁带备份要在性价比上作出选择,即,容量要比现在的硬盘容量高且廉价。磁带的容量能保持这样的优势吗?现在的发展情况可以看到磁带的性价比要比硬盘高,到2004年左右相互成本会有交叉。如图示:
从事这项研究的,超过40家大容量磁记录厂商、记录媒体供应商和许多大学研发机构共同联合在一起(信息存储行业协会INSIC)分析企业级磁带备份市场的需求。INSIC对从2001年起10年后磁带记录发展的趋势进行了分析,结果表明要保证磁带记录的优势,磁带的容量增长速度要大于硬盘的增长速度,并且每GB的成本要更低。
尽管硬盘的记录密度不断增加,但由于快接近物理记录的极限,所以将来容量的增长率不是特别大。在更广泛的磁记录产品中寻找能高密度记录的产品,磁带记录成为每GB成本最低的选择。
然而,磁带与硬盘组合的企业级数据备份量在2011年会达到每盘磁带容量10TB(非压缩),这必须在2006年前达到每盘磁带容量1TB(非压缩)。
我们需要一种全新的磁记录平台吗?
专家预言不久用户对磁带机的容量需求将达到200GB以上。Gartner Dataquest 预测在2006年前100GB以上容量的磁带机的销量将达到450,000台。
螺旋扫描和线性记录的磁带机产品都在市场上找到。线性记录使用的市普通金属带。现在,普通金属带的容量可设计到100-200GB之间。MP(普通金属带)的产品线的优点是对过去低容量的产品兼容。尽管线性记录的磁带机产品不断地升级和向下兼容,但如果不进行对磁记录方式和磁记录媒体的新技术革命,那么是很难适应新数据增长的要求的。其实,现在的线性记录格式在这十年中不可能突破1GB每平方英寸的记录密度。照此推算,单盘磁带非压缩容量最多到1TB。然而,这需要新技术的应用,并超越当前的技术局限。这种新技术平台必须比硬盘的应用更有优势,并达到产品发展规划的要求。
Sony公司,高级智能磁带机(AIT)的制造者,是2006年以前唯一能在一盘单轴磁带上实现4倍记录密度的制造者,届时达到1TB非压缩容量,采用螺旋扫描的技术在1/2英寸600米长的磁带上完成这些数据的记录。
比同类产品来讲,应用了AITA技术的S-AIT产品,在有限的面积上实现5倍的记录容量。SAIT产品族在2003年的第一代产品非压缩容量是500GB。以后四代的产品已经研发完毕。
SAIT – 一场磁记录产品技术的革命
SAIT产品的特点是采用1/2英寸、单轴磁带,磁带机是5.25英寸全高的设计,灵活应用现代与传统技术来适应硬盘容量在未来增长趋势。作为全新的磁带机备份方案,SAIT超越了传统线性记录的局限,在容量、性能、可靠性以及可扩展性方面天下无双。

如图示:硬盘、磁带成本的发展趋势。
对容量的挑战
企业级用户的应用需要有更高的存储设备容量。第一代SAIT产品,在2003年已经推出,以其500GB/1.3TB的容量和30MB/S的传输速率得到业界的瞩目。这种令人惊异的容量是目前线性记录(DLT、LTO)产品的极限,是线性记录的终结者。由于采用了AIT的技术,这种容量可以轻松达到。这就是线性记录(LTO、DLT)与螺旋扫描(AIT、SAIT)技术的不同点。
如图示:记录密度和容量的趋势(螺旋扫描与线性记录的对比)

性能 – 获胜的法宝
SAIT一代的产品实际传输速度示30MB/S(线性记录产品,如LTO、DLT标称大,实际达不到),之后的每代产品会在前一代基础上容量、速率倍增。这归功于在磁鼓上分布的多个读写磁头。高传输速率和高搜索速度和短加载时间,为当今企业级用户在高性能备份解决方案上提供了可能。
磁带内存储芯片(MIC)存储了大量的索引信息,包括各种参数和序列号,使用方式,错误信息等等,这为高速搜索磁带上的文件提供了支持。内部的“搜索图”可以在很短的时间内加载磁带和查找文件。相反,线性记录产品必须全程寻址。
此外,SAIT在重定位时间内迅速优化主机数据流,这主要是磁带机的大容量数据缓冲区在起作用,而线性记录是没有缓冲区的。从纠错性能上看,一旦发生错误记录,线性记录产品(LTO、DLT)的磁带在高速运动的惯性下,必须经过反复加减速才能回到错误的发生点,这无疑达不公开发布的性能(35MB)。采用螺旋扫描技术的(SAIT、AIT)的磁带走速非常低,避免了这种现象的发生,提供了线性记录无法提供的高可靠性和高传输速率。
驱动器和磁带设计 – 高可靠性和数据完整性的标准
当今计算机系统以24x7x365的方式运行对存储设备提出了更高的要求。SAIT在磁带加载时间、读写速度和简化操作方面适应了这点。SAIT在满负荷的条件下超过300,000小时运转自如,让其他产品望尘莫及。SAIT带机,与AIT一样,采用磁鼓螺旋扫描记录,降低了磁带的张力、延长了磁带寿命以及缩短了操作时间,以最高密度记录数据。
SAIT产品全密封的结构及大程度避免了灰尘侵入。冷却气流通过底版,有效对电子原件和磁鼓电机降温。SAIT磁带机机构用两种模式使磁带操作更平滑稳定,减小了摩擦。在读写和低速磁带定位操作中,稳定与磁鼓接触。与此同时,磁鼓旋转形成的空气膜,保证磁带象在冰面上一样运动。在高速访问磁带时的运动更简单,通过MIC的寻址,磁带机会迅速找到文件的文职。
相反地,线性记录的产品(LTO、DLT)对磁带的折弯过多,在高速运动中导致磁带磨损、拉伸、折弯加剧。由于磁带运动速度高,轻微的抖动和变形将导致整盘磁带数据的损失。由于线性记录使用固定磁头,接触面发热量增加,象一个电烙铁在灼烧,因此,必须不断降速回绕磁带进行冷却。
SAIT采用AME(高级金属蒸发带)磁带,以非常高的密度记录和保真。这归功于高纯度、低噪音磁记录材料——钴的应用。当然,Sony还使用了类金刚石(DLC)碳层对磁性层进行保护,这种碳层非常薄、柔韧而致密。DLC碳层是普通氧化铁带硬度的20倍,使磁带表面更平滑更柔韧。


这种化合物保证磁带的长久使用,不仅抵抗磨损,而且保护磁头,降低了由于磁粉脱落污染磁头的可能性。因此,AME磁带在数据备份中稳定地保证了数据完整性。SAIT磁带机使用高品质的AME磁带。
WORM记录技术 – 数据保障的关键
SAIT磁带机和磁带不仅提供了多次读写的功能,而且为特定用户提供只读功能(WORM)。这种技术通过磁带内存储芯片MIC和磁带机固化程序来产生WORM磁带。主要为政府机关重要文件归档、防误写等特种应用部门提供。
WORM磁带也可以象通常的磁带使用,需要特殊的应用程序来对WORM解锁,以便重复使用,保护投资。因此,Sony的SAIT技术提供了各种各样的应用功能,对数据进行全方位的保护。
发展规划图 – 可扩展性
磁带备份容量要满足现在存储的需求,这是最重要的,用户每天都需要对应用和数据进行调整。正确选择磁带记录系统可以保障多年的使用。就象Gartner Dataques公司讲的“一个公司的发展规划图意味者是否能为公司节约投资成本。用户往往需要在数据增长后对目前产品还能使用,从而保护已有的投资。”
如图所示,Sony目前的SAIT产品发展规划图。SAIT目前已经规划了4代的产品,最高非压缩容量为4TB,传输速率为240MB/s。

Sony的信心来自于实验室对4代产品的研发成果。2002年4月,索尼研发部门成功地完成了在1平方英寸上AME磁带上记录11.5Gbit数据的实验。应用了先进的读/写技术、编码技术、技术蒸发磁带记录技术,达到了Sony前代产品记录密度6.5Gb/inch2的2倍。这种成就将有利于在2011年前开发出10TB容量的磁带机,顺利实现产品规划。
下面图示是研发部提供的一项核心技术示意

根据上面的情况,Sony利用MR和GMR技术在AME磁带上实现产品规划。SAIT磁带的应用随着硬盘的增长而增长,但收益远高于硬盘,并拥有整个产品族。下列图表说明了两者的关系。

投资的重要保护 – 灵活和低成本
磁记录产品的重要标准是投资保护程度。SAIT产品有超出同类型产品容量的优点,是全新的技术。LTO和DLT技术已经接近淘汰。从格式上来讲,SAIT技术格式成为了领先的技术。同时,为了更好的替代淘汰的LTO和DLT产品,Sony公司设计了5.25英寸的带机和1/2英寸的磁带,可方便用户随时更新换代。
专家相信在将来的企业级备份应用是自动备份,核心技术——磁带机和磁带将被广泛应用。
SAIT使用行业标准的磁带机和磁带,使各种自动备份的方案易于采纳。因此,SAIT将完成其他线性记录产品完成不了的任务。WORM功能提供了特种需求而没有增加任何投资成本。
自动备份 – 符合市场需求
SAIT是自动备份解决方案的最佳选择:高性能,大容量,直接对大文件进行存储,比如,文件或医疗影像数据处理,大型数据库,地理、航空数据,以及数字音/视频文件。用少量的磁带记录更多的数据,第一代SAIT技术可提供10TB(20槽)的磁带库和500TB的磁带库(1000槽)。
SAIT与众多的1/2英寸磁带大小一样被众多磁带库和集成商采用。由于有高性能和容量,SAIT的可以在每美元的成本上存储更多的数据,为市场提供更多的增值空间。
Freeman Reports宣布“由于数字化的信息的增加和管理上的需求,SAIT格式在自动备份市场上提供了引人注目的容量和性能”实际上,领先的磁带库厂商正在采用SAIT产品作为磁带库的核心部件。
来自多方面的支持
Sony与Matsushita Kotobuki Electronics Industries, Ltd. (MKE)公司、Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (MEI)公司(知名的松下品牌)共同向市场上推广SAIT带机和磁带。在Sony为主要供应商的前提下,MKE为SAIT带机提供服务支持,MEI为SAIT磁带提供支持。
伙伴之一Gartner Dataquest相信“….作为新技术的推广者,许多公司的广泛合作方式的力量巨大,成功率也高,磁带存储市场和用户将从大集团的合作中受益。”
SAIT – 21世纪的解决方案
SAIT是一种全方位的设计,满足了未来市场的要求并在2006年达到1TB和在2011年达到10TB。另外,SAIT集成多项特性于一体,容量、性能、可靠性,都来源于详细的产品规划和多方面的支持,满足市场的需求。
SAIT磁带技术集成所有的需求于一体,Sony公司推出的SAIT第一代产品,成为存储领域的亮点,满足发展规划的要求。实际上,Sony公司是专注于磁记录、核心技术研发的著名公司。SAIT的高性能、高容量、单盘10TB的容量开发,使得硬盘技术为之逊色。随着SAIT产品族的推出和Sony现有的AIT产品线,Sony在低端到高端备份归档市场上的位置已经确立。SAIT富饶的产品线归功于Sony公司50年的磁记录历史和领先的记录技术。




