LTO

Картридж Ultrium LTO-2

LTO (Linear Tape-Open) — стандарт записи на магнитную ленту, которому удовлетворяет большинство современных стримеров. Практически — используемым форматом записи данных в этом стандарте является Ultrium.

История

Технология LTO была разработана в 1998 году совместно тремя крупнейшими производителями накопителей на магнитной ленте — IBM, Hewlett-Packard и Seagate Technology. Позже ленточное подразделение Seagate Technology было приобретено компанией Quantum (англ.), занявшей таким образом одну из ведущих позиций в консорциуме LTO, и к консорциуму присоединился также ряд других фирм.

На основе технологии LTO первоначально были разработаны два формата — Ultrium и Accelis. Формат Ultrium, с которым работают все современные устройства LTO, оптимизировался под наиболее производительную запись данных (задачи резервного копирования). Формат Accelis изначально предназначался для оптимизации под наиболее производительное чтение (задачи доступа к большим объёмам информации в ленточных библиотеках), был реализован в системе IBM Magstar MP 3570, но на реальных задачах не смог показать преимуществ перед Ultrium, и его использование было прекращено.

Совместимость

Накопители и носители информации LTO различных производителей совместимы между собой, с учётом поколения.

Стандарт LTO регламентирует поддержку в накопителях чтения на 2 поколения назад и записи на 1 поколение назад (то есть, например, накопитель LTO-5 должен иметь возможность читать картриджи LTO-5, LTO-4 и LTO-3 и писать картриджи LTO-5 и LTO-4).

Современное состояние

В современных устройствах (2010 год) используется технология Ultrium LTO пятого поколения (LTO-5)^[1][2]. LTO-5 обеспечивает запись на одну кассету 1,5 ТБ несжатых данных, что условно соответствует 3 ТБ с применением аппаратного сжатия (в маркетинговых целях для поколений 1—5 предполагается средний коэффициент сжатия 2:1, для поколений 6—8 — 2.5:1). Летом 2012 года опубликованы спецификации шестого поколения Ultrium LTO.

Поколения

	Поколение
Параметр	LTO-1	LTO-2	LTO-3	LTO-4	LTO-5	LTO-6	LTO-7	LTO-8
Год появления	2000	2003	2005	2007	2010	2012 (spec)	План	План
Физическая ёмкость	100 ГБ	200 ГБ	400 ГБ	800 ГБ	1,5 ТБ[3]	2,5 ТБ[4]	6,4 ТБ[4]	12,8 ТБ[4]
Максимальная скорость (MБ/с)	15	40	FH: 80 HH: 60	FH: 120 HH: 80	180	400[4]	788[4]	1180[4]
Поддержка WORM	Нет	Нет	Да	Да	Да	Да	Да	Да
Поддержка шифрования	Нет	Нет	Нет	Да	Да	Да	Да	Да
Поддержка разбиения на разделы (partitioning)	Нет	Нет	Нет	Нет	Да	Да	Да	Да
Толщина ленты, мкм	8,9	8,9	8	6,6	6,4[5]
Длина ленты, м	609	609	680	820	846[5]
Дорожки	384	512	704	896	1280[5]
Головки	8	8	16	16	16[6]
Проходы на полосу	12	16	11	14	20 (?)
Линейная плотность, бит/мм	4880	7398	9638	13300	15143[6]
Кодирование	RLL 1,7	PRML	PRML	PRML	NPML[6]

Разбиение на разделы (partitioning), поддерживаемое начиная с 5 поколения, позволяет, в частности, использовать файловую систему LTFS (англ.) фирмы IBM, обеспечивающую обращение к содержимому ленты как к обычному дереву каталогов с файлами.

Картриджи

В стримерах LTO используются картриджи (кассеты) типа RW (англ. Read/Write — обычная лента для чтения и записи), типа WORM (англ. Write Once, Read Many — картриджи со специальной электронной схемой, допускающей только однократную запись и многократное чтение), а также чистящие картриджи (UCC, англ. Universal Cleaning Cartridge), совместимые со всеми устройствами, для проведения технического обслуживания стримера.

Цвета картриджей LTO Ultrium стандартизированы большинством производителей, чтобы легко визуально отличать различные поколения.

Производитель	UCC	LTO-1	LTO-2	LTO-3	LTO-4	LTO-5
Официально подтверждённые консорциумом LTO производители
EMTEC	Чёрный	Чёрный	Пурпурный
FujiFilm		Чёрный	Пурпурный	Серо-синий	Зелёный
HP	Оранжевый	Синий	Тёмно-красный	Жёлтый	Зелёный	Кирпичный
IBM	Чёрный	Чёрный	Пурпурный	Серо-синий	Зелёный	Кирпичный
Imation		Чёрный	Пурпурный	Сине-серый	Зелёно-синий
Maxell	Серый	Чёрный	Пурпурный	Сине-серый	Зелёно-синий
Quantum	Чёрный	Чёрный	Пурпурный	Синий	Зелёный[5]	Кирпичный
Sony		Чёрный	Пурпурный	Серый	Зелёный
Tandberg	Серый	Чёрный	Пурпурный	Сине-серый
TDK	Серый	Чёрный	Пурпурный	Сине-серый	Сине-зелёный
Другие производители
Overland					Зелёно-синий
RPS		Чёрный	Пурпурный
StorageTek			Пурпурный		Зелёный
Verbatim		Чёрный	Пурпурный	Сине-серый

• Различные производители используют различные названия для одних и тех же цветов. Названия в данной таблице являются переводом англоязычных наименований, использованных в фирменной документации производителей.
• Картриджи WORM имеют двухцветную раскраску, верхняя половина выкрашена в цвет согласно таблице, а нижняя половина светло-серая.

Устройство

Подача ленты

Разобранный картридж Ultrium LTO-2

Концевик на ленте LTO

Лента внутри картриджа LTO наматывается на одну катушку, являющуюся при установке картриджа подающей. На конце ленты закреплён специальный концевик, который используется накопителем для надёжного захвата ленты и фиксации её на приёмной катушке, находящейся внутри накопителя.

Другие стандарты накопителей на магнитной ленте использовали другие способы её подачи на приёмную катушку. В 9-дорожечных накопителях мейнфреймов свободный конец ленты захватывался потоком воздуха и пневматически подавался на приёмную катушку. В картриджах DLT для захвата конца ленты используется отверстие в ленте.

LTO-CM

LTO-CM

Каждый картридж LTO содержит специальный встроенный чип LTO-CM (англ. Cartridge Memory). Этот чип предоставляет в 1—3 поколениях доступ к 128 блокам памяти, по 32 байта каждый, то есть к 4096 байтам. В LTO-4 ёмкость увеличена до 8192 байт^[7]. Память может считываться или записываться поблочно при помощи специального бесконтактного RFID-считывателя. Содержимое памяти используется для идентификации лент и для опознавания накопителем поколения LTO.

Каждый накопитель LTO содержит считыватель для LTO-CM (англ. CM Reader). Существуют внешние считыватели, как для использования в составе ленточных библиотек, так и автономные^[8][9]. Некоторые из них позволяют временно заблокировать средствами LTO-CM доступ к данным на картридже до ввода разрешающего доступ ключа, что может использоваться, например, на время перевозки картриджей с конфиденциальной информацией с одной доверенной территории на другую^[9]. Радиодоступ осуществляется на расстоянии до 20 мм^[10].

Надёжность

Основные характеристики надёжности картриджей LTO:

• срок хранения от 15 до 30 лет^[11][12];
• приблизительно 260 полных циклов записи ленты^[11];
• 5000 загрузок/выгрузок картриджа^[12];
• объем до 3 ТБ (при стандартном сжатии 1:2).

Основные характеристики надёжности по данным спецификаций корпорации Imation приведены в таблице^[13].

Общие характеристики					Наработка на отказ		Срок службы в годах при условии
Поколение	Физическая ёмкость	Всего дорожек	Дорожек за проход	Проходов на ленту	Всего чтений/записей полной ленты	Всего проходов	записи одной полной ленты в месяц	записи одной полной ленты в неделю
LTO-1	100 ГБ	384	8	48	200	9600	17	4
LTO-2	200 ГБ	512	8	64	250	16000	21	5
LTO-3	400 ГБ	704	16	44	364	16000	30	7
LTO-4	800 ГБ	896	16	56	200	11200	17	4
LTO-5	1,5 ТБ	1280	16	80	260[5]	20800	21	5

На характеристики надёжности при реальном использовании значительно влияет ряд факторов:

• регулярная запись только 50 % ёмкости ленты приводит к уменьшению в 2 раза количества проходов по ленте и, таким образом, удваивает срок службы;
• LTO использует автоматическое чтение после записи для немедленной проверки только что записанных данных, но некоторые системы резервного копирования дополнительно выполняют отдельное чтение ленты для проверки записи. В таком случае количество проходов по ленте удваивается, и срок службы ленты сокращается вдвое.

Объёмы продаж

Наличие 5 сертифицированных производителей лент и 4 сертифицированных производителей накопителей обеспечило конкуренцию на рынке, что привело к привлекательным ценам на оборудование и, в дальнейшем, к высоким объёмам продаж. В 2002 году доля LTO на рынке превосходила SDLT в пропорции примерно 2:1. С тех пор продажи LTO доминировали над остальными стандартами (SDLT, SAIT). По состоянию на конец 2009 года, на LTO приходилось 80 % мирового объёма продаж магнитных лент для резервного копирования данных^[14].

Год	Продано устройств за год[15]	Продано устройств всего (на сентябрь)[16]	Продано картриджей всего (на сентябрь)[16]
2001			1 000 000
2002	175 000
2003	262 000	350 000 (июль)
2004	354 000
2005	461 000	1 000 000	30 000 000
2006[17]		1 500 000	50 000 000
2007[18]		2 000 000	80 000 000
2008[19]		2 500 000	100 000 000
2012[20]		4 000 000	200 000 000 (est)

Примечания

1. ↑ Quantum объявил о доступности продуктов на базе технологии LTO-5
2. ↑ Quantum Extends Tiered Storage Leadership With First-to-Market LTO-5 Tape Products
3. ↑ LTO Technology Roadmap. The LTO Program.(недоступная ссылка — история)
4. ↑ ^{1 2 3 4 5 6} LTO Ultrium Generations. The LTO Program.(недоступная ссылка — история)
5. ↑ ^{1 2 3 4 5} Quantum LTO Ultrium Media Datasheet
6. ↑ ^{1 2 3} Quantum LTO-5 FH Datasheet
7. ↑ LTO-CM (Cartridge Memory)
8. ↑ Maxell Announces New LTO Cartridge Memory Analyzer to Help Determine the Dependability of Data Storage Cartridges
9. ↑ ^{1 2} Imation Secure Scan
10. ↑ Fujitsu Cartridge Memory documentation
11. ↑ ^{1 2} Linear Tape Open (LTO) Ultrium Tape Cartridges
12. ↑ ^{1 2} Sun Tape Storage
13. ↑ Drivers, Firmware & Warranty (недоступная ссылка)
14. ↑ LTO Accounted for 80 % of Total Tape Cartridges in 3Q09
15. ↑ Freeman Reports
16. ↑ ^{1 2} LTO consortium press releases
17. ↑ LTO (September 25, 2006). LTO Ultrium Format Maintains Momentum With More Than 1,500,000 Tape Drives And 50,000,000 Cartridges Shipped. Пресс-релиз. Проверено 2007-10-15.
18. ↑ LTO (September 5, 2007). More than 2,000,000 LTO Ultrium Format Tape Drives and 80,000,000 Cartridges Shipped (PDF). Пресс-релиз. Проверено 2008-03-13.
19. ↑ LTO (September 3, 2008). LTO Ultrium Format Reaches New Heights With Over 100 Million Cartridges Shipped (PDF). Пресс-релиз. Проверено 2009-03-10.
20. ↑ Licensing Specs for LTO-6 Available in August, 2012 (June 11, 2012). Архивировано из первоисточника 25 октября 2012. Проверено 6 октября 2012.

Ссылки

• Official LTO website  (англ.)
• Развитие формата LTO Ultrium