Стримеры возвращаются или назад в будущее

Многие помнят ПК вроде "Спектрум", к которым подключался обычный кассетный магнитофон, выполняющий роль ленточного хранилища. На обычных кассетах были записаны программы и данные пользователей. Работать было неудобно, но другого выхода не было. Спустя десятилетия ленточные хранилища возвращаются. Но актуальны ли они сейчас?

Ленточные хранилища – каковы они сейчас

Существует множество современных носителей данных – оптические диски разных типов, флешки, жесткие диски, SSD. Со всеми этими носителями пользователи сталкиваются каждый день и представляют, как они выглядят. Но когда речь заходит о ленточных носителях, все представляют тот самый магнитофон "Беларусь", подключенный к ZX Spectrum.

Рис. 1. Прошлое

Как выглядят современные стримеры, знают немногие. На рис. 2 показано, как выглядит современный ленточный накопитель HP Ultrium 1760.

Рис. 2. Настоящее. HP Ultrium 1760

Конечно, устройство выглядит более современно, чем магнитофон "Беларусь" и обладает, разумеется, лучшими характеристиками. Однако принцип его работы остался прежним: данные хранятся на магнитной ленте с тем лишь отличием, что на современную кассету стримера можно записать гораздо больше данных, да и скорость работы самих устройств заметно выросла.

Мифы о стримерах

Два наиболее частых мифа: низкая производительность и низкая надежность. Но сейчас мы их развеем. Начнем с производительности. Бытует мнение, что магнитные ленты медленнее дисков. Но только при работе со случайным доступом к данным – головка диска может перемещаться в разные секторы быстрее, чем головка магнитной ленты. Однако при последовательном доступе к данным производительность ленточных накопителей выше, поэтому их целесообразно использовать для бэкапов, архивирования, хранения больших объемов данных.

Что же касается кассет, то они действительно были ненадежны, пока не появился стандарт LTO. Более того, центр NERSC (National Energy Research Scientific Computing Center) доказал, что картриджи для магнитных лент в 4 раза надежнее, чем жесткие диски SATA, особенно, когда речь идет о дешевых жестких дисках.

Если говорить о сроке хранения данных, то нужно помнить, что и жесткие диски, и магнитные ленты по своей природе являются магнитными, но у жесткого диска есть еще и вращающиеся части, которые могут выйти из строя, что предоставляет больше опасности для хранимых данных. В среднем продолжительность жизни LTO составляет 15 – 30 лет.

Использование стримеров

Сегодня стримеры наиболее успешно используются для архивирования и в облачных хранилищах. Да, именно так: в облаках очень часто используются ленточные накопители. Рассмотрим эти и другие случаи применения стримеров:

Архивирование – наиболее часто стримеры используются для долгосрочного архивирования данных. Данные, к которым предполагается частый доступ, целесообразнее использовать на диске, а вот если нужно заархивировать данные, к которым некоторое время (например, до того момента, когда они понадобятся – при восстановлении из резервной копии) доступа не будет – это удел стримеров. К тому же стримеры могут существенно разгрузить дисковую подсистему путем перемещения части данных на магнитную ленту.
Большие данные – ленточные носители являются наиболее экономичными хранилищами для неструктурированных данных. Даже у суперкомпьютера Cray имеются отсеки для магнитной ленты. Стримеры становятся выгодными при хранении огромных объемов – нескольких десятков петабайтов. Так, линейка HP StoreEver ESL G3 хранит до 75 Пб данных в единой системе. Модель Quantum Scalar i6000 также может хранить до 75 Пб данных.
Центры данных облачных хранилищ – для экономии в таких центрах очень часто используются ленточные носители. Многие поставщики облачных сервисов, в том числе Google, используют ленточные хранилища. Исключения разве что составляет Amazon, которые заявили, что не используют стримеры. Стримеры также используют CERN, NASA, Argonne National Laboratory и даже телеканал Discovery.
Суперкомпьютеры – ранее мы уже упоминали суперкомпьютер Cray. Но это далеко не единственный пример. Так, суперкомпьютер Blue Waters (NCSA) использует ленточную библиотеку Spectra 380B в качестве активного хранилища. Библиотека может хранить до 380 Пб данных и обеспечивает скорость чтения порядка 2.2 Пб/ч.

Ленточные накопители рано списывать со счетов. С успехом они могут использовать в корпоративном секторе и в облаках, что подтверждает практика. Конечно, обычным пользователям они не нужны из-за свойственных ним недостаткам: низкой скорости случайного доступа и высокой стоимости самих устройств. Например, стример, изображенный на рис. 2, стоит более 3500$. Но у обычных пользователей нет и особой необходимости в подобных устройствах, поскольку им не нужно хранить петабайты данных.