LTO, o Linear Tape-Open, è un formato di nastro per l'archiviazione dei dati ampiamente utilizzato in tutto il mondo.
LTO, al momento, è il formato di nastro dati più popolare principalmente per le sue enormi dimensioni di archiviazione, con l'ultima iterazione (LTO-9) in grado di contenere 18 terabyte di dati in un singolo nastro. Tuttavia, LTO è anche altamente scalabile e adattabile.
In questa guida ai nastri LTO, impareremo tutto ciò che devi sapere sul formato del nastro LTO, tra cui:
E altro ancora.
Senza ulteriori indugi, iniziamo con le basi: cos'è LTO?
LTO è l'acronimo di Linear Tape-Open ed è un formato (o tecnologia) di memorizzazione su nastro di dati magnetici sviluppato alla fine degli anni '1990 da IBM, HP e Seagate (che hanno formato il Consorzio LTO. LTO è concepito come uno standard aperto e il il fattore di forma standard della tecnologia LTO è chiamato Ultrium (da cui LTO Ultrium).
La tecnologia di archiviazione su nastro di dati magnetici è in realtà in circolazione dagli anni '1950, con il nastro magnetico da mezzo pollice, la traccia IBM 7 e successivamente la traccia IBM 9 che era il formato di nastro dati pionieristico di allora.
Il mezzo ha continuato ad evolversi fino alla fine degli anni '1990. A quel punto, il Digital Linear Tape (DLT) di Quantum e l'Advanced Intelligent Tape (AIT) di Sony erano le due opzioni principali per l'archiviazione su nastro di dati ad alta capacità per server PC e sistemi UNIV di livello aziendale. Entrambi i formati erano strettamente controllati dai loro proprietari, quindi non c'era praticamente concorrenza, facendo salire i loro prezzi.
Il Consorzio LTO è stato formato da IBM, HP e Seagate per aggiungere più concorrenza a questo mercato e il piano iniziale era di lanciare formati LTO: Ultrium, progettato come nastro a bobina singola da mezzo pollice e Accelis con nastro da 8 mm su doppie bobine. Il piano era di ottimizzare Ultrium per la capacità e Accelis per velocità e bassa latenza. Tuttavia, solo Ultrium è mai stato prodotto per i mercati di massa.
LTO Ultrium è cresciuto fino a diventare un formato di nastro per l'archiviazione dati molto popolare. Nel 2000, la prima iterazione di Ultrium è stata introdotta con una capacità nativa di 100 GB, sebbene inizialmente sarebbe stata disponibile anche con cartucce da 10 GB, 30 GB e 50 GB, ma scartate.
A partire dal 2021, sono disponibili sul mercato nove generazioni di nastri LTO Ultrium (da LTO-1 a LTO-9) e ne sono previste altre cinque (da LTO-10 a LTO-14).
Puoi vedere i dettagli e le differenze tra questi diversi formati LTO nella tabella seguente:
| Formato | Data di uscita | Capacità non compressa | Capacità compressa | Velocità massima compressa (MB/s) | Velocità massima non compressa (MB/s) | Tempo necessario per scrivere un intero nastro alla massima velocità (hh:mm) |
| LTO-1 | 2000 | 100 GB | 200 GB | 20 | 40 | 1:23 |
| LTO-2 | 2003 | 200 GB | 400 GB | 40 | 80 | 1:23 |
| LTO-3 | 2005 | 400 GB | 800 GB | 80 | 160 | 1:23 |
| LTO-4 | 2007 | 800 GB | 1.6 TB | 120 | 240 | 1:51 |
| LTO-5 | 2010 | 1.5 TB | 3.0 TB | 140 | 280 | 3:10 |
| LTO-6 | 2012 | 2.5 TB | 6.25 TB | 160 | 400 | 4:20 |
| LTO-7 | 2015 | 6.0 TB | 15.0 TB | 300 | 750 | 5:33 |
| Tipo M (M8) | 2017 | 9.0 TB | 22.5 TB | 300 | 750 | 8:20 |
| LTO-8 | 2017 | 12.0 TB | 30.0 TB | 360 | 900 | 9:16 |
| LTO-9 | 2021 | 18.0 TB | 45.0 TB | 400 | 1,000 | 12:30 |
| LTO-10 | TBA | 36.0 TB | 90.0 TB | 1,100 | 2,750 | 12:07 |
| LTO-11 | TBA | 72.0 TB | 180.0 TB | TBA | TBA | TBA |
| LTO-12 | TBA | 144.0 TB | 360.0 TB | TBA | TBA | TBA |
| LTO-13 | TBA | 288.0 TB | 720.0 TB | TBA | TBA | TBA |
| LTO-14 | TBA | 576.0 TB | 1,440 TB | TBA | TBA | TBA |
Nota: "Tipo M (M8)" si riferisce a come alcuni LTO-8 le unità possono scrivere nastri LTO-7 precedentemente inutilizzati con una capacità maggiore e non compressa di 9 TB. Una volta che questa cartuccia è stata inizializzata come Tipo M, potrebbe non essere più trasformata in una cartuccia LTO-7 standard.
A differenza di altre tecnologie di archiviazione su nastro, una cartuccia Ultrium può essere utilizzata solo da una particolare generazione di unità LTO (ad eccezione del tipo M o M8, come discusso in precedenza) con le seguenti regole:
Come nastro di archiviazione, un nastro LTO legge e scrive i dati in modo sequenziale, un file dopo l'altro, al contrario delle unità disco rigido (HDD) e delle unità a stato solido (SSD) che scrivono e leggono i dati in modo non sequenziale utilizzando dischi rotanti.
Questo metodo di archiviazione sequenziale, tuttavia, significa che il sistema deve avviarsi dall'inizio del nastro e scorrerlo per leggere dati specifici o scriverne di nuovi. Naturalmente, questo meccanismo si traduce in velocità di lettura/scrittura inferiori rispetto a HDD o SSD. Tuttavia, le tecnologie odierne, in particolare la tecnologia a nastro lineare avanzata di LTO, offrono prestazioni di unità simili a quelle di HDD e SSD.
Oggi sul mercato sono utilizzate due principali tecnologie a nastro: il nastro lineare (utilizzato dall'LTO) e la scansione elicoidale.
Un sistema elicoidale scrive i dati in strisce diagonali lungo il nastro. Per ottenere ciò, nella stessa cartuccia vengono utilizzate due bobine di nastro con supporto nastro largo un quarto di pollice. La tecnologia di scansione elicoidale offre una maggiore densità di archiviazione dei dati rispetto al nastro lineare, ma in genere memorizza meno dati complessivi rispetto ai nastri lineari
Il modello a nastro lineare, tuttavia, utilizza un metodo molto diverso per leggere/scrivere i dati, quindi questi due formati sono ampiamente incompatibili tra loro nonostante offrano prestazioni comparabili.
Un nastro lineare (incluso LTO), d'altra parte, ha più testine di lettura/scrittura che leggono e scrivono dati lungo tracce parallele di dati che estendono la lunghezza del nastro. Il supporto a nastro lineare è in genere largo circa mezzo pollice e ogni cartuccia a nastro ha solo una bobina di nastro.
I nastri LTO sono costituiti da bande servo più strette e bande dati più ampie. Per essere più precisi, ogni nastro ha quattro bande dati inserite tra cinque bande servo.
In tali configurazioni, le servobande agiscono come parapetti per la testina o le testine di lettura/scrittura. La testina di lettura/scrittura si posiziona tra due servobande, garantendo compatibilità e regolazioni tra diverse unità a nastro LTO. I servi magnetici giocheranno anche la loro parte nella correzione degli errori e nella compressione dei dati hardware.
Ciascuna testina a nastro LTO ha 8, 16 o 32 elementi testina di lettura/scrittura e 2 elementi di lettura servo. Se ha 8 elementi di testa, ha 8 tracce e l'insieme di 8, 6 o 32 tracce viene scritto o letto in un passaggio end-to-end unidirezionale. In questa configurazione, la testina del nastro si sposta lateralmente per accedere a diverse tracce all'interno di ciascuna banda ed eventualmente anche per accedere ad altre bande. Questo set di tracce (8,16, 32 o XNUMX) è chiamato "wrap".
LTO-6 e i nastri più recenti hanno 32 elementi testina di lettura/scrittura, quindi possono leggere o scrivere 32 tracce contemporaneamente.
Supponendo che si tratti di un nastro LTO completamente vuoto, nuovo di zecca, la scrittura dei dati inizia al wrap 0, banda 0. Il wrap 0 va dall'inizio del nastro (BOT) alla fine del nastro (EOT), quindi questo è chiamato a inoltrare avvolgere. Il successivo avvolgimento sequenziale (banda 0, avvolgimento 1) è un avvolgimento inverso che va da EOT a BOT includendo anche una traccia che corre lungo un lato della banda dati.
Questa sequenza continua in diversi avvolgimenti, alternando passaggi avanti e indietro con lievi spostamenti verso il centro della fascia su ogni passaggio. In tale schema, le tracce scritte su ogni passaggio si sovrappongono parzialmente alle tracce scritte sull'avvolgimento precedente nella stessa direzione.
Questo schema alternato avanti e indietro va dai bordi del nastro al centro e sembra un serpente attorcigliato, e quindi è spesso noto come registrazione a serpentina lineare. La procedura a serpentina lineare viene ripetuta fino a quando tutte le tracce e le bande non sono state lette o scritte secondo necessità, e questo metodo consente al nastro di avere più tracce rispetto agli elementi della testina posteriore/di scrittura, consentendo così una capacità di memorizzazione dei dati sostanzialmente superiore rispetto alla registrazione lineare standard procedura.
Uno degli svantaggi dei nastri di archiviazione (compresi i nastri LTO) è la condizione che chiamiamo lustrascarpe.
Le unità a nastro ruotano rapidamente e quando l'unità trova i dati a cui ha bisogno di accedere, il nastro deve fermarsi fisicamente e tornare al punto in cui si trovano i dati e questo processo può essere ripetuto alcune volte (in modo molto rapido) finché la posizione giusta è soddisfatta. Questo movimento di avvio, arresto e backup ricorda il movimento avanti e indietro di lucidare una scarpa (da cui il nome).
Troppi movimenti di lustrascarpe possono consumare sia l'unità a nastro che la cartuccia, riducendo la durata di entrambi. Inoltre, il solo lustrascarpe ripetuto può rallentare il tempo di lettura/scrittura dell'unità.
Per affrontare questo problema di lustrascarpe, i nuovi nastri LTO adottano un meccanismo integrato di adattamento della velocità (o velocità automatica) per ridurre la velocità di movimento quando necessario e mantenere una velocità costante. Nei nastri LTO-8, la velocità automatica (abbinata) varia tra 112 e 360 MB/s.
LTO offre diversi meccanismi specifici per offrire livelli avanzati di sicurezza integrata.
Ad oggi, i nastri LTO offrono un livello di bit-error-rate (BER) molto inferiore rispetto a HDD e SSD. I nastri LTO-7 e LTO-8 offrono un BER di 1 x 10 all'19 ottobre. Ciò significa che un tipico nastro LTO-8 avrà un errore di un bit in oltre 10 exabyte di dati o un errore di 1 bit in più di 800,000 nastri LTO-8. In confronto, un tipico HDD ha un BER di HDD (1 x 10 all'15 ottobre).
Per garantire che i dati scritti sul nastro siano accurati e identici a quanto previsto, viene utilizzato un processo di verifica post-scrittura. Ciò si ottiene principalmente utilizzando il codice di correzione degli errori (ECC) sulle intestazioni, che è una parte obbligatoria del formato di registrazione sul nastro.
Il nastro magnetico è stato utilizzato come soluzione di archiviazione dei dati per decenni, a partire dagli anni '1950. Pertanto, è facile trascurare i nastri di archiviazione, compresi i nastri LTO, come vecchi e obsoleti.
Tuttavia, mentre i nastri LTO potrebbero non offrire l'entusiasmo delle nuove opzioni SSD o cloud, offrono diversi vantaggi unici rispetto ad altri formati, soprattutto come supporto di archiviazione a lungo termine.
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Vantaggio chiave:
Mentre HDD e SSD offrono velocità di lettura/scrittura più elevate rispetto ai nastri LTO, i nastri LTO offrono una durata maggiore, un tasso di errore molto inferiore e una manutenzione più semplice. Ciò rende i nastri LTO ideali per l'archiviazione a lungo termine quando le velocità inferiori dell'unità non rappresentano un grosso problema.
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Di seguito sono riportati alcuni vantaggi chiave offerti dai nastri LTO rispetto ad altri formati
Durata della vita lunga
I nastri LTO offrono una durata di conservazione senza eguali di oltre 30 anni, rendendoli la scelta ideale per l'archiviazione a lungo termine. Le tecnologie odierne assicurano inoltre che sia facile trovare i file archiviati nei nastri LTO anni e persino decenni dopo l'archiviazione.
In confronto, gli HDD hanno un'aspettativa di vita media di soli 5 anni, con un tasso di guasto più elevato.
Tieni presente, tuttavia, che la previsione della durata di vita di 30 anni richiederebbe che il nastro LTO sia conservato in un ambiente ottimale e controllato con temperatura (18°C) e umidità (40%) regolate.
Efficienza dei costi
Al momento, i nastri magnetici, compresi i nastri LTO, offrono il minore prezzo per TB rispetto ad altri mezzi.
Tuttavia, quando si tratta di calcolare i costi di archiviazione, è importante considerare vari fattori che contribuirebbero al costo totale di proprietà dei nastri LTO, tra cui:
Anche dopo aver preso in considerazione tutti questi fattori, incluso il costo dell'archiviazione off-site, i nastri di archiviazione rimangono al momento la scelta di archiviazione meno costosa. Questo perché il costo per TB (o per GB) diminuisce quanti più dati memorizzi sul nastro LTO, di cui parleremo di seguito.
Capacità di memoria
Un altro aspetto chiave dei nastri di archiviazione LTO è la loro capacità di archiviazione, con l'attuale LTO-8 che offre 12 TB di capacità non compressa/nativa per cartuccia.
Con i file (soprattutto foto e video) sempre più grandi, la capacità di archiviazione dei nastri LTO diventerà ancora più preziosa.
Leggi le prestazioni
Un vantaggio spesso trascurato è il fatto che le prestazioni di lettura dei nastri LTO per file di grandi dimensioni lo sono better rispetto agli HDD. I nastri LTO-8 offrono circa 360 MB/s per la lettura di dati non compressi, mentre gli HDD tradizionali offrono solo da 200 a 200 MB/s.
Standard aperti
LTO, come sappiamo, sta per Linear Tape Apri, dove Open qui fa riferimento a "standard aperti".
Il formato aperto di LTO è in realtà un vantaggio di per sé. Poiché la tecnologia è disponibile per la licenza da più fornitori, il formato LTO non dipende dal successo o dal fallimento di un solo produttore e la concorrenza tra questi diversi produttori fa abbassare il prezzo (e la qualità sotto controllo).
In breve, il formato aperto manterrà i nastri LTO a prezzi competitivi e costantemente aggiornati.
Il consorzio LTO (IBM, Hewlett Packard e Certance) ha pubblicato una tabella di marcia con le specifiche previste per le future generazioni di nastri LTO fino a LTO-14, rendendo l'obsolescenza più gestibile.
Portabilità e sicurezza
Un altro importante vantaggio del nastro di archiviazione LTO, soprattutto come supporto di archiviazione a lungo termine, è la sua portabilità. In realtà è molto più sicuro trasportare nastri LTO rispetto agli HDD con le loro parti motorizzate vulnerabili.
Inoltre, poiché possiamo archiviare le cartucce a nastro offline al 100%, sono al sicuro da attacchi informatici che si basano sulla connettività Internet, nonché da cancellazioni accidentali, problemi tecnici e altri problemi comuni negli HDD e SSD collegati.
Vale anche la pena notare che è relativamente facile implementare la crittografia sulle cartucce a nastro LTO. A partire da LTO-4, gli utenti possono crittografare i dati prima che vengano scritti su nastro con Application Managed Encryption (AME). Tutti gli attuali produttori di LTO supportano AME.
Come possiamo vedere, ci sono molti vantaggi del formato nastro LTO (e dei nastri di archiviazione in generale) rispetto a HDD, SSD e altri supporti. Tuttavia, ciò non significa che LTO sia un mezzo perfetto senza alcuna debolezza.
Ecco alcuni svantaggi da considerare prima di investire nei nastri LTO come soluzioni di archiviazione:
Manutenzione e gestione
Le unità a nastro LTO devono essere conservate in una stanza con temperatura e umidità controllate, il che può tradursi in costi aggiuntivi e problemi di manutenzione. Inoltre, le unità LTO hanno parti meccaniche che devono essere pulite e regolate di volta in volta.
Ciò significa che, se decidi di investire in nastri LTO, assicurati di pianificare periodi di manutenzione regolari per garantirne la longevità. Ciò si tradurrà anche nella necessità di investire manodopera inesperta con adeguate conoscenze tecniche.
Avrai bisogno di un amministratore esperto che possa anche aiutarti nella gestione del ciclo di vita e decidere quando aggiornare e pianificare migrazioni regolari.
Lettura sequenziale
I nastri LTO sono supporti ad accesso sequenziale. Significa che devono iniziare dall'inizio del nastro e scorrerlo per scrivere nuovi dati o leggere dati specifici. Ciò fa sì che i nastri LTO siano più lenti degli HDD quando si tratta di leggere i dati in ordine casuale e, quando ciò accade frequentemente, può causare l'usura sia della cartuccia del nastro che dell'unità.
Tuttavia, la velocità è non è un un rompicapo nei nastri LTO, soprattutto considerando che utilizzeremo principalmente LTO per l'archiviazione a lungo termine quando la velocità non è un grosso problema. Quando si archiviano file di grandi dimensioni, inclusi i file multimediali, anche la velocità di accesso casuale è meno rilevante.
Lustrascarpe
Abbiamo discusso brevemente di come un'eccessiva lucidatura delle scarpe possa ridurre la durata sia dell'unità LTO che della cartuccia. Sebbene i nastri LTO più recenti dispongano di una funzione di corrispondenza della velocità integrata per affrontare questo problema, questo può ancora essere un problema.
Funzionamento start-stop
Nei nastri LTO, i dati da archiviare vengono generalmente accumulati nei buffer prima di essere trasmessi in streaming sul nastro.
In tale configurazione, quando il buffer non è pieno, il nastro può essere interrotto bruscamente, posizionandosi per la successiva consegna di dati dal buffer. Quando ciò accade frequentemente, può ridurre la velocità complessiva del sistema LTO.
Una singola unità per più nastri
A differenza degli HDD o degli SSD, quando si ha a che fare con enormi cataloghi di dati, dobbiamo espellere e sostituire le cartucce a nastro LTO secondo necessità.
In pratica, dovremo eseguire questa operazione manualmente (il che può essere impegnativo e richiedere molto tempo) o investire in una libreria a nastro, dove un braccio robotico recupera e sostituisce le cartucce nelle unità (il che si traduce in costi aggiuntivi).
Sebbene i nastri LTO siano naturalmente molto resistenti, hanno parti meccaniche in movimento soggette a usura e danni magnetici.
Pertanto, è importante eseguire una corretta conservazione e manutenzione per garantire la longevità.
Ecco alcune best practice da seguire:
I nastri LTO rimangono uno dei supporti di archiviazione più convenienti. Sebbene non abbia la velocità di HDD e SSD (anche se non è molto indietro), ce l'ha più basso costo per GB rispetto ad altri supporti, rendendolo ideale per l'archiviazione digitale a lungo termine.
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