Неисчерпаемые ленты

Исследователи из IBM увеличивают плотность записи на магнитной ленте

Вид под микроскопом ленты, записанной по новой технологии (слева) и по ныне используемой

Сегодня в это трудно поверить, но в перспективе на одном картридже с магнитной лентой можно будет хранить до 8 Тбайт несжатых данных.

Представители компаний IBM и Fuji Photo Film анонсировали новую технологию записи, правда, пока неясно, когда она найдет воплощение в конкретных продуктах. Но, как заметил по этому поводу старший менеджер IBM по маркетингу систем на магнитных лентах Брюс Мастер, прототип картриджа емкостью 1 Тбайт производители продемонстрировали еще в 2002 году, а выпуск его ожидается лишь в следующем году.

Если такие же сроки потребуются для того, чтобы довести до готовности новую ленточную технологию, ее появления можно ждать не раньше 2011 года.

«Поскольку корпорация IBM является одним из партнеров промышленной группы Linear Tape-Open, разрабатывающей стандарты картриджей и накопителей, думаю, что похожая технология будет включена в спецификации LTO, — отметил Мастер. — Соответствующие спецификации обновляются в среднем через каждые два года, а емкость картриджей при этом удваивается. Ожидается, что последняя из запланированных на сегодняшний день, шестая версия спецификаций, рассчитанная на хранение 400 Гбайт информации, будет готова к 2010 году. Анализируя историю развития ИТ, мы можем предположить, что новая технология появится в спецификациях LTO 2012 года».

Производители стремятся убедить пользователей в том, что магнитным лентам предстоит долгая жизнь и они по-прежнему остаются хорошим объектом для инвестиций. Согласно исследованию специалистов Data Mobility Group, ленты в пересчете на единицу емкости обходятся дешевле дисков. Кроме того, у клиентов появляется возможность не складывать все яйца в одну корзину. Съемные носители обладают достаточной емкостью и допускают удаленное хранение, что позволяет оперативно восстановить работоспособность в случае аварии.

Специалисты компании FujiFilm, также принимающей участие в работе организации LTO, занимаются созданием новых материалов для производства магнитных лент на базе феррита бария. Сегодня ленты выпускаются на основе оксида железа. «В то время как частицы оксида железа имеют игольчатую форму и размеры от 50 до 100 нанометров, частицы феррита бария представляют собой шестиугольники диаметром около 20 нм, которые плотнее прилегают друг к другу», — отметил Джейк Озава, менеджер технического подразделения исследовательской лаборатории FujiFilm, занимающегося разработкой материалов для создания носителей информации.

Помимо более высокой плотности записи, феррит бария отличается лучшим соотношением между сигналом и шумом и разрешением. Атомы бария в феррите играют роль защитного покрытия, делая материал более устойчивым по сравнению с оксидом железа.

Ленты, изготовленные по новой технологии, будут стоить примерно столько же, сколько и сегодняшние ленты, а следовательно, стоимость хранения одного гигабайта информации уменьшится.

По словам Мастера, новые носители будут выпускаться в том же формфакторе, что и обычные ленточные картриджи, а усовершенствованные головки и сервоприводы позволят обрабатывать частицы меньшего размера.

«В 50-е годы корпорация IBM считалась королем магнитных лент и действительно предложила миру множество весьма удачных ленточных технологий, — отметил Роберт Абрахам, аналитик компании Freeman Reports, освещающей положение дел в отрасли хранения данных. — Сегодня ее разработчики сделали еще один шаг вперед, и это очень большой шаг».

Для того чтобы довести новую технологию до ума, потребуется еще около пяти лет, однако уже через один-два года пользователи смогут познакомиться с отдельными преимуществами этих разработок.

«Вспомните, какими темпами развивалась данная отрасль, — заметил Мастер. — Еще десять лет назад возможность размещения на одной ленте 10 Гбайт информации считалась великим достижением. Сегодня библиотека IBM TS3500, вмещающая в себя до 6 тыс. картриджей, обеспечивает хранение до 48 петабайт данных».

«Сырая» память

Вода и кусочек провода в сотню тысяч раз тоньше человеческого волоса. Таким может стать новое устройство хранения, которое разрабатывают ученые ряда ведущих университетов, причем оно будет иметь ту же скорость передачи данных, что и нынешние микросхемы RAM.

По словам научных сотрудников Пенсильванского университета, Университета Дрексела и Гарвардского университета, нанопровода из оксида бария-титана, находящиеся в воде, могут поддерживать плотность записи 12,8 млн. Гбайт на кв. см. В заявлении Пенсильванского университета говорится, что, если бы такой плотности записи удалось добиться на коммерческих носителях, то устройство размером с iPod nano вместило бы столько записей формата MP3, что их можно было бы воспроизводить без повтора в течение 300 тыс. лет. Если же записать на него видео качества DVD, то эти фильмы мы могли бы смотреть без перерыва в течение 10 тыс. лет.

Ученые используют воду для стабилизации и управления сегнетоэлектричеством, с помощью которого перемещают атомы в проводах (толщиной примерно в три миллиардных метра) и задают их расстановку.

Джонатан Спаньер, доцент материаловедения Университета Дрексела и руководитель проекта, отметил, что еще предстоит провести огромные исследования. Но, по его словам, сама технология весьма перспективна.

«Это позволит нам по-новому взглянуть на хранение информации. Таким образом, мы можем постепенно добиться поразительно высокой плотности хранения», — сказал Спаньер.

Одно из ограничений современных ленточных и дисковых магнитных носителей состоит в том, что их основной компонент — это магнитный домен, который не стабилен на молекулярном уровне. «Намагниченность спонтанно меняется в зависимости от колебаний температуры», — пояснил Спаньер.

«Если мы можем записывать и считывать информацию с провода диаметром 3 нм, то, соединив провода в жгут, получим колоссальную емкость хранения», — подчеркнул Спаньер.

Арагонская национальная лаборатория, один из крупнейших научно-исследовательских центров Министерства энергетики США, проводит свои собственные исследования в области сегнетоэлектрической памяти, и полученные результаты аналогичны тем, которых добились Спаньер и его коллеги.

«У нас нет четких планов относительно создания продукта, хотя мы обсуждали этот вопрос с некоторыми производителями. Сейчас исследования находятся в самом начале. Как такое устройство будет выглядеть, будет ли оно состоять из нанопроводов или пленок, как мы сможем манипулировать молекулами — пока не ясно», — пояснил Спаньер.

По его словам, сейчас ведется работа по созданию вертикальных массивов нанопроводов для такого устройства, поэтому высокоемкое решение может быть каким угодно.