Rüschlikon (CH), Las Vegas, Starnberg, 9. April 2015 – Areal Density von 123 Gigabits pro Quadratzoll – Vorstellung eines Prototypen für Tape-based Cloud Object Storage…

Zum Hintergrund: Wissenschaftler von IBM Research in Zürich haben in Zusammenarbeit mit dem japanischen Unternehmen FUJIFILM erstmals Daten mit einer Speicherdichte von 123 Gigabits pro Quadratzoll (rund 6,45 cm2) auf einem  Barium-Ferrit-Magnetband gespeichert. Mit der neuen Technologie könnte laut Hersteller demnach eine einzelne Linear Tape Open-Kassette (LTO) 220 Terabyte an unkomprimierten Daten speichern. Dies entspräche der 88-fachen Kapazität einer heutigen Bandspeicherkassette des Industriestandards LTO6 oder einer 22-fachen Steigerung gegenüber dem neuesten IBM Tape-Produkt. 

Wissenschaftler in Rüschlikon erforschen zudem die Integration der Bandspeichertechnologie in aktuelle Cloud Object Storage-Systeme, wie OpenStack Swift. Ziel ist es, Object Storage auf Bandspeichern anzubieten, so dass wenig genutzte Datenobjekte nahtlos auf eine sehr preiswerte, langlebige und cloud-basierte Speicherinstanz verschoben werden können. Ein Prototyp wird hierzu nächste Woche auf der National Association Broadcasters Show in Las Vegas, U.S.A., am IBM Stand (N5223) vorgestellt.* „Mit unseren Forschungsarbeiten zeigen wir, dass Bandspeicher auch weiterhin eine wichtige Rolle in der Speicherhierarchie spielen können“, sagt IBM Fellow Dr. Evangelos Eleftheriou.

Nach Angaben von Marktforschern wie Coughlin Associates sind heute über 500 Exabyte an Daten in Bandspeichersystemen gespeichert. Bisher wird die Technologie vorwiegend für die lokale Datensicherung in Rechenzentren, Disaster-Recovery-Lösungen oder zur Einhaltung gesetzlicher Auflagen verwendet. Zunehmend werden aber Anwendungen für Big Data oder Cloud Computing dank der geringen Kosten von wenigen Cents pro Gigabyte sowie der Langlebigkeit des Mediums interessant.

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

Ein weiterer wichtiger Schritt ist die nun gezeigte massive Steigerung der Speicherdichte auf Magnetband. Möglich wurde dies durch den Einsatz eines neuartigen Tape Media Prototypen der FUJIFILM Corporation. Um eine Speicherdichte von 123 Millionen Bits pro Quadratzoll zu erzielen, entwickelten die Wissenschaftler darüber hinaus verschiedene wichtige Technologien für Bandspeichersysteme weiter. So erlaubt eine verbesserte Schreibkopftechnologie die Nutzung noch feinerer Barium-Ferrit-Partikel auf dem Magnetband. Die verfeinerte Steuertechnik liefert eine sehr hohe Präzision bei der Positionierung des Lese- und Schreibkopfes mit einer Genauigkeit von weniger als sechs Nanometer und ermöglicht damit eine Spurdichte von 181.300 parallelen Spuren pro Zoll.

Abb. 1: Bildquelle IBM, BariumFerrit Media TEM Micrograph

• Das entspricht einer bis zu 39-mal höheren Spurdichte im Vergleich zum heute kommerziell erhältlichen LTO6-Format. Innovative Signalverarbeitungs-Algorithmen ermöglichen darüber hinaus eine zuverlässige Datendetektion unter Einsatz eines extrem schmalen, nur 90nm breiten, magnetoresistiven (GMR) Lesekopfes.
• Seit 2002 arbeitet IBM insbesondere bei der Optimierung von zweifach beschichtetem und auf Barium-Ferrit-Partikeln basierendem Magnetband mit FUJIFILM zusammen. Viele der bisher entwickelten Technologien werden bereits in IBM Magnetspeicherprodukten eingesetzt: Beispiele sind eine auf "noise predictive maximum likelihood detection" - basierende Datendetektion sowie die erste Generation des Barium-Ferrit-Magnetband, die beide 2007 erstmals gezeigt wurden.

Detaillierte technische Informationen zur vorliegenden Arbeit finden Sie unter folgendem Link:

*Weiterführende technische Details werden an der 2015 Intermag Konferenz 11.-15.Mai, 2015, in Peking, China, und an der IBM EDGE Konferenz, 11.-15. Mai, in Las Vegas, U.S.A., gezeigt.

http://docs.openstack.org/developer/swift/

http://www.fujifilm.eu/de/presse/recording-media/

http://www.ibm.com/ibm/history/ibm100/us/en/icons/tapestorage/

IBM Tape Video 

Abb. 2: Bildquelle: IBM Tape Entwicklung, 2015