磁带存储加速创新，LTO 9担当新数据时代重任

    
    作为数据中心的重要基础设施之一，绿色存储成为绿色数据中心关注的焦点。与HDD磁盘相比，LTO磁带存储的应用在绿色存储发展之路上，彰显出来了更多的时代魅力。在减碳共识下，冷存储王者，磁带当仁不让，正在成为更多企业的优选。
    数据量暴增，冷数据存储应该采用更节能减排的方式
    全球数据量暴增，已经成为了有目共睹的现实。
    
    来自IDC的分析指出，备受物联网（IOT）、人工智能、5G、云计算、自动驾驶等新兴技术的影响，全球数据圈的信息量到2025年将增加到175ZB，要知道在2018年这个数据总量只有33ZB，7年时间增长430％左右。
    全球数据总量每年呈现出惊人的增长，其中企业数据存储复合年增长率达到27％，大约每三年翻一番，许多大型组织的数据每两年翻一番。然而在针对数据存储模式的选择上，对于很少被访问的数据，更适合选择冷存储形态的数据归档，没有必要采用HDD磁盘或闪存等能耗高的热存储或温存储模式。
    既然全球已经进入了需要对大容量数据进行灵活、安全、廉价、长期保管的时代，那么在数据存储领域，为了实现2050年前后的碳中和化，包括日本在内的很多国家都提出了如何选择适当的存储介质，并优化由于在数据保存中消耗电力所产生的二氧化碳排放量的目标。
    更有意思的是，2021年11月，某机构进行了全球范围内有关数据领域的环保意识调查，调查覆盖员工数量100人以上的美国、德国、日本和中国的企业管理层，调查对象包括了这些企业的1200位CEO、CFO、CSO、CTO以及CIO。调查结果表明，现在IT领域管理层普遍对环境问题认识不足，半数以上的管理者很难理解数据的利用、保管上所消耗的电能与二氧化碳排放量的增加之间存在着紧密的联系。
    
    但是，相对于其他三国而言，中国的企业管理层在环境保护意识方面相对较强，98％的管理者回答了环保在其的决策过程中“很重要”以及“重要”。虽然中国的企业管理层环保意识在提高，但在一定程度上忽视了IT方面也是环境破坏“大户”，对于如何减少数据领域二氧化碳排放以及如何更合适地选择管理和保存数据的方法上认知较少。可见，如何抑制IT方面的二氧化碳排放，必然会成为今后非常重要的课题。
    
    值得关注的是中国的企业管理层对于数据存储模式比较开放，86％的受访者充分认识到热数据与冷数据的存储方式应该不同，冷数据存储应该采用更节能减排的方式，95％的受访者表示愿意接受更合理的数据存储方式。
    此外，还有一组重要的数据表明，既要满足节能减排，又要满足数据归档的冷存储，依靠磁带存储成为了不错的选择。
    一方面，到2021年，全球将有8．3 ZB的数据被存储，其中62％的数据会选择HDD磁盘存储，9％的数据选择固态硬盘（SSD），15％的数据选择磁带存储，14％的数据选择NVM和光盘存储。从中可见磁带存储的发展潜力依然巨大。
    另一方面，这五类存储具有不同的介质、技术与经济性。就HDD磁盘而言，质保期一般在5年左右，而磁带介质寿命通常超过了30年，只要在正常的工作状态和适宜环境中保存，磁带的寿命可达70年，甚至更长时间，而且关键的问题是磁带存储的数据完整无损。
    不仅存储介质寿命有着如此大的区别，而且在存储密度、TCO成本、稳定性方面也有着明显的不同。与HDD磁盘相比，磁带的存储密度更具有优势，采用纳米级磁性颗粒后，磁颗粒变小，物理性能更加稳定，单位面积存储数据容量更大。同时磁带的扩容成本更低，一个磁带驱动器对应多个磁带产品，扩容成本主要聚焦在存储介质本身，但HDD磁盘扩容的成本是整体性的，同时还必须考虑到日常功耗带来的成本。此外磁带本身的介质特性带来了长久保存的稳定性，已经多次在极端的环境下得到验证，磁带存储已经被证明每读写1万PB数据量后才有可能出现一次故障，本身可选择的不可覆盖无法修改的特性，一次写入可以多次读取，更利于重视数据保存合规方面的用户要求。
    当前，在存储的所有信息中有60％到80％属于冷数据，这些冷数据而言，访问频次虽然低，却仍然具有价值，并且不能删除，通常保存在HDD磁盘上。如果将冷数据转存到现代磁带存储上，必然为全球节能减排带来很好的效果。因此，为了将积累的大量冷数据活用到下一代技术的开发上，今后对冷数据进行安全、廉价且长期保管的需求会越来越多。
    
    可见，节能减排势在必行，对于可持续发展而言，磁带的广泛应用更有现实意义。据富士胶片对LTO 8二氧化碳当量的生命周期估计，包括磁带驱动器使用产生的二氧化碳，在十年的生命周期内将产生0．114kg的二氧化碳当量，比HDD磁盘减少95％。
    
    根据Brad Johns咨询公司的研究，对比硬盘和磁带归档十年以上的平均成本，假设需要对100PB信息进行10年的保存， 并对其存储介质的影响进行评估。与仅使用HDD磁盘的解决方案相比，将HDD磁盘上60％的数据动态归档到磁带上，那么将减少57％的碳排放、48％的电子垃圾以及44％的总拥有成本（TCO）。此外，如果所有的数据都是冷数据，并被转存到磁带上，碳排放量将减少95％、电子垃圾减少80％，总拥有成本（TCO）降低73％。放眼全球，将硬盘上60％的数据转存到磁带上，可以减少7200万吨的碳排放，这对全球碳排放的降低有着极大的贡献。对于企业来说，在帮助全球降低碳排放和 电子垃圾的同时，通过实施这一迁移所节省的TCO，其经济收益也十分吸引人。
    磁带存储加速创新，LTO 9担当新数据时代重任
    实际上，磁带冷存储再次热起来，与LTO技术的不断发展分不开。
    早在1997年11月，由HP、IBM、Seagate联合推出了LTO（Linear Tape Open）技术，即线性磁带开放协议。自二十多年前推出第一代以来，从LTO 1到LTO 2、LTO 3、LTO 4、LTO 5、LTO 6、LTO 7、LTO 8、LTO 9，带来了磁带读写速度与容量的不断升级。
    对比一下影响力颇大的LTO 8与LTO 9，就富士胶片的LTO Ultrium 8与LTO Ultrium 9系列磁带而言，LTO 8采用了BaFe钡铁氧体磁性材料，及富士胶片专利的纳米超薄涂层技术。原生数据可以存储12TB容量，压缩数据高达30TB，存储速度为750MB／s，在未压缩情况下可以实现360MB／s。
    LTO 9采用了富士胶片NANOCUBIC独有技术后，将钡铁氧体磁性材料配置成细颗粒，均匀分布在磁带表面，形成光滑薄磁性层。原生数据可以存储18TB容量，压缩数据高达45TB，比LTO 8系列磁带提高了50％。存储传输速度为1000 MB／s，在未压缩情况下也可以达到400MB／s，相比LTO 8有了明显提高。
    值得一提的是在可靠性方面，LTO 9表现更为突出，富士胶片LTO Ultrium 9系列磁带实现了高品质的回读信号和低错误率。通过优化材料设计，让磁头高精度跟踪和运行耐久性得到了很好保障，可以稳定读取和写入数据，带给数据中心用户很高的可靠性。
    其安全性表现更令数据中心用户所认同，磁带存储具备不可改变性、实现磁带硬件层面加密、拥有真正物理隔离，能够在网络隔离的状态下保管数据，可以很好避免系统故障、病毒感染、网络攻击等可能带来的数据损坏、灭失风险，有效防护勒索软件的破坏，让用户重要数据可以安全保存。加上采用BaFe磁性体的磁带具有50年以上磁性稳定属性。与HDD磁盘存储相比，磁带存储能够明显有效降低能耗进行数据的长期安全保管，这成为每个绿色数据中心实现可持续发展的良好策略之一。
    随着5G、4K／8K高清视频的推广、IoT发展、AI大数据分析的普及，全球数据量剧增，其中访问频率低的冷数据占了全球数据总量的80％以上。凭借LTO 9的优势技术能力，自然实现了对海量数据进行低成本的长期安全保管，从而在数据中心必将获得越来越广泛的应用。LTO Ultrium 9系列磁带满足全球对数据存储、网络安全和节能减排等方面不断变化的需求，从而为绿色数据中心的可持续发展担当重任。
    在2021年9月7日，富士胶片的FUJIFILM LTO Ultrium 9磁带产品已经在全球销售。
    然而，线性磁带开放LTO产品路线图已经呈现出第12代，预计单盘容量原生数据存储可以高达144TB，压缩后甚至可以实现360TB。在2020年底，富士胶片与IBM共同研发了一项新的磁带技术，实现存储密度为每平方英寸317GB，这意味着采用该项磁带技术制造的一盘磁带，存储容量将高达580TB。
    
    LTO技术创新带来每平方英寸比特数的单位面积密度持续大幅度提升，这意味着每一代的LTO诞生都必然将存储更多数据，并带来总体拥有成本TCO降低，实现二氧化碳排放的降低。
    对于数据中心而言，可再生资源利用仅占据总体能源消耗比较小的比例，节约能源和优化能源使用自然成为每一个大型数据中心运营商必须关注的重点。通过同等重视减少能耗和减少能源浪费，有助于大型数据中心运营商更好地实现可持续发展。磁带存储通过离线存储数据而不消耗能源，对于用户而言可以将磁带系统作为近线、动态归档存储，在不消耗处理能力的情况下实现生产性使用，在不读写数据时几乎不需要耗电环境资源。可见，借助磁带存储技术的应用，必然有助于加速绿色数据中心的建设。
    富士胶片创新性地将磁带存储中的钡铁氧体（BaFe）进化为锶铁氧体（SrFe）后，磁带将获得更高的存储密度，而且性能属性也大大提升。当前磁带存储每年保持30％的增长速度，平均2．5年容量即可翻一番。除了磁带介质本身的发展潜质外，目前磁带机与磁带库产品的相关供应商也保持着行业发展的步伐，在生态构建、磁带整体解决方案方面不断完善与丰富。
    
    面向未来，整合磁带方案优势助推冷存储更绿色。通过磁带存储既能降低成本又能降低能耗的可持续性方案，让每个绿色数据中心建设实现碳排放显著减少，对环境的影响也降到最低，减少开支提高利润，也方便落地实施。
    IDC的分析认为，结合可持续存储战略，加速绿色数据中心的发展，在全球范围内，协同专项转向磁带存储所能避免的耗电量和二氧化碳排放值得关注。
    目前，在企业数据保管中已经采用磁带存储的微软Azure负责人Jason Adrian分析指出，作为离线保存数据的磁带，不仅日常保存不会消耗电力，而且磁带由较少的材料制造而成，相对于使用大量的铝、玻璃、磁性体制造的硬盘，磁带在使用时耗电量低，对资源的消耗量也很低，因而在冷数据存储领域，磁带表现出更为合适的现实优势。
    磁带存储不仅对于大型数据中心的绿色低碳发展有利，削减以数据中心为首的存储领域CO2排放，同时对于生命科学、数字媒体、医疗成像、金融归档、宇航探索、视频安防、自动驾驶等具有大量存储数据的行业来说，将冷数据从硬盘转存到磁带存储，不仅是加速推进节能减排的有效举措，也是保护关键业务数据和实施灾难恢复解决方案的有效途径。
    随着LTO磁带技术的创新加持，面向可持续发展，每个绿色数据中心都不能少了磁带技术带来的绿色存储。由此而言，磁带的角色正在发生转变，这进一步提高了它的绿色环保价值，成为冷存储当仁不让的王者。（by Aming）
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