IBM und Fujifilm brechen Rekord bei Tape-Storage

IBM und Fujifilm haben zusammen zum ersten Mal auf einer Fläche von einem Qudaratzoll (6,45 Quadratzentimetern) 123 Gigabit untergebracht, wie IBM meldet. Das Barium-Ferrit-Magnetband ermöglicht damit die Speicherung von 220 Terabyte unkomprimierter Daten auf einer Linear Tape Open-Cartridge (LTO).

Die IBM-Wissenschaftler in Rüschlikon steigern damit die Kapazität eines heute gebrauchten Bandspeichers des Industriestandards LTO6 um das 88-Fache Kapazität. Im Vergleich zu den aktuellen IBM-Tape-Modellen bedeutet es noch eine 22-fache Steigerung der Kapazität. Die IBM-Forscher wollen diese neue Technologie als Grundlage für zuverlässige und energieeffiziente Datenspeicher für die Cloud weiterentwickeln.

Möglich wurde dieser Rekord durch den Einsatz eines neuartigen Prototypen eines Magnetspeicherbandes von Fujifilm. Um die Speicherdichte auf 123 Millionen Bits pro Quadratzoll weiter zu optimieren, haben die IBM Wissenschaftler unter anderem eine verbesserte Schreibkopftechnologie entwickelt. Auch die Verwendung noch feinerer Barium-Ferrit-Partikel auf dem Magnetband sorge für eine höhere Speicherdichte. Eine neue Steuertechnik erlaubt eine sehr hohe Präzision bei der Positionierung des Lese- und Schreibkopfes mit einer Genauigkeit von weniger als sechs Nanometer. Das ermöglicht auch eine Spurdichte von 181 300 parallelen Spuren pro Zoll, was einer bis zu 39-mal höheren Spurdichte im Vergleich zum LTO6-Format. Neue Signalverarbeitungs-Algorithmen sowie ein mit 90 Nanometern extrem schmaler magnetoresistiven (GMR) Lesekopfes verbessern zudem die Datendetektion.

Seit 2002 arbeitet IBM insbesondere bei der Optimierung von zweifach beschichtetem und auf Barium-Ferrit-Partikeln basierendem Magnetband eng mit Fujifilm zusammen. Bereits mehrere Male konnten die beiden Unternehmen in dieser Kooperation signifikanten Fortschritte bei Tape erzielen, etwa 2007 mit der ersten Generation des Barium-Ferrit-Magnetbandes.

Um Tape-Storage ist es in den letzten Jahren eher ruhig geworden. Dennoch ist es nach wie vor eine wichtige und kostengünstige Technologie für Datensicherung, Datenarchivierung oder Disaster-Recovery. Die Anlaysten von Coughlin Associates schätzen, dass auch heute noch weltweit 500 Exybyte an Daten auf Tape gespeichert sind.

Derzeit verwenden Unternehmen und Organisationen LTO oder andere Tape-Storage-Geschmacksrichtungen meistens für die lokale Speicherung von Daten. “Mit unseren Forschungsarbeiten zeigen wir, dass Bandspeicher auch weiterhin eine wichtige Rolle in der Speicherhierarchie spielen können”, so IBM Fellow Dr. Evangelos Eleftheriou.

Anwendungen im Kontext von Big Data oder der Cloud könnten dem Tape-Storage jedoch wieder neues Leben einhauchen. Denn damit lassen sich für nur wenige Cents pro Gigabyte, sehr energieeffizient und äußerst langlebig große Mengen an Daten speichern.

Am IBM Forschungszentrums in Rüschlikon wird derzeit die Integration der Bandspeichertechnologie in aktuelle Cloud-Object-Storage-Systeme, wie zum Beispiel OpenStack Swift entwickelt. Ziel ist es, Object Storage auf Bandspeichern zu ermöglichen, so dass wenig genutzte Datenobjekte nahtlos auf eine sehr billige, langlebige und cloud-basierte Speichereinheit verschoben werden können. Einen Prototyp werde IBM nächste Woche auf der National Association Broadcasters Show in Las Vegas am IBM Stand (N5223) vorgestellt.

Als aktuelles Beispiel nennt IBM die ETH Zürich. Die Hochschule nutzt IBM Bandspeichertechnologie als zentralen Daten-Backup und Wiederherstellungs-Service. “Die durchschnittliche Datenübertragungsrate auf Bandspeicher hat in den letzten Jahren stark zugenommen: Heute auf etwa 60 Terabyte täglich. Unsere Magnetbandbibliothek umfasst insgesamt mehr als 5,5 Petabyte”, erklärt Dr. Tilo Steiger, Stellvertretender Leiter des ITS System Service der ETH Zürich. “Trotz der Fortschritte in der gesamten Speichertechnologie bleibt Tape auf Grund der Übertragbarkeit der Daten und des geringen Stromverbrauchs weiterhin ein vielversprechendes Medium für große Datenmengen.”