一盤磁帶可以存儲(chǔ)580TB的數(shù)據(jù)

那不是廢話已經(jīng)發(fā)生了

IBM和fujifilm的一項(xiàng)技術(shù)突破表明，他們已經(jīng)找到了一種將單個(gè)磁帶的容量增加到580TB的方法。

這大約相當(dāng)于12萬張DVD的存儲(chǔ)容量如果放在256GB的SD存儲(chǔ)卡上，可以裝滿2320張DVD這個(gè)數(shù)字刷新了磁帶存儲(chǔ)密度的世界紀(jì)錄，相關(guān)研究已經(jīng)發(fā)表在IEEE Transactions on Magnetism上

很多人的印象是磁帶分AB面，加起來要兩部分才能存下一張港臺(tái)專輯容量連CD都比不上，再加上速度慢，體積大的缺點(diǎn)，相信很多00后都沒見過

而不是被淘汰，怎么會(huì)突然存儲(chǔ)這么多數(shù)據(jù)。

新材料疊加納米級(jí)分布緩沖器

根據(jù)R&D團(tuán)隊(duì)披露的信息，超細(xì)鍶鐵氧體磁性顆粒用于磁帶介質(zhì)。

這種物質(zhì)的化學(xué)式為SrFe O ，是一種黑色物質(zhì)，具有永久磁性它通常用于微波器件，記錄介質(zhì)，磁光介質(zhì)，電信和電子工業(yè)

過去，磁帶在存儲(chǔ)介質(zhì)上覆蓋另一種物質(zhì)，鋇鐵氧體顆粒。

讀取時(shí)，讓磁頭接觸磁帶，磁帶上的磁性材料發(fā)生變化，形成電磁感應(yīng)，然后將數(shù)據(jù)讀入系統(tǒng)。

相反，在寫入時(shí)，磁頭施加強(qiáng)磁場(chǎng)，改變磁帶上磁粉的磁場(chǎng)分布。

在新的成果中，研究人員將這種材料變成了鍶鐵氧體。

其顆粒比原料小60%，使其均勻排列在磁帶介質(zhì)上，可以提高存儲(chǔ)密度，實(shí)現(xiàn)納米級(jí)讀取和更高的信噪比。

細(xì)晶粒磁性材料不僅可以存儲(chǔ)更高密度的信息，還可以使磁帶介質(zhì)表面更加光滑。

研究人員使用40μm × 40μm原子力顯微鏡觀察鍶鐵氧體和鋇鐵氧體磁帶的表面新材料膠帶表面更光滑，平均粗糙度Ra為1.1nm，而原材料Ra為2nm

除了更新材料，研究團(tuán)隊(duì)還改進(jìn)了生產(chǎn)設(shè)備，使材料在磁性層和非磁性層上分布更加均勻，表面光潔度得到提高。

磁頭也被切割成斜面，讀取部分增加了20mm的空氣軸承，進(jìn)一步減少摩擦。

團(tuán)隊(duì)對(duì)上述改進(jìn)后的系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，在寬度為29nm的超窄TMR傳感器讀取時(shí)，其線密度可以達(dá)到702Kbpi，在電流為22 mA時(shí)信噪比達(dá)到最大值:

此外，團(tuán)隊(duì)還使用了一套伺服控制器，保證了讀取時(shí)磁頭在磁帶表面的相對(duì)位置能夠準(zhǔn)確定位，運(yùn)算精度達(dá)到了3.2nm。

借助上述技術(shù)，當(dāng)磁帶打開讀取時(shí)，以15km/h的速度穿越整個(gè)磁帶表面介質(zhì)，但磁頭仍能準(zhǔn)確找到1.5倍DNA分子寬度的讀取位置。

為了降低誤碼率，研究團(tuán)隊(duì)在一個(gè)定制的FPGA面板上實(shí)現(xiàn)了四個(gè)通道的同時(shí)讀取，然后進(jìn)行平均。其結(jié)構(gòu)如下:

基于上述系統(tǒng)，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)約600萬樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行了測(cè)試，編解碼的錯(cuò)誤率伴隨著線密度的提高而增加使用64態(tài)D3—NPML檢測(cè)器可以獲得最佳性能

在這種情況下，750kbpi線密度的誤碼率為4.5e—2，剛好不高于設(shè)定的閾值當(dāng)線密度為702kbpi時(shí)，誤碼率為2.8e—2

值得一提的是，在此線密度下，除了EPR4探測(cè)器外，其他探測(cè)器的誤碼率也滿足設(shè)定要求:

關(guān)于未來的應(yīng)用，研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為該成果具有成本更低，長(zhǎng)期耐用，低能耗，安全等優(yōu)勢(shì)，將成為科技巨頭，學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和超大規(guī)模數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施公司數(shù)據(jù)歸檔的首選，尤其是在安全要求高，數(shù)據(jù)量巨大的混合云領(lǐng)域。

但在何時(shí)啟動(dòng)量產(chǎn)的問題上，參與者之一的富士膠片認(rèn)為需要十年左右的時(shí)間。

磁帶的無聲發(fā)展

在大多數(shù)人看來，盒式磁帶淡出我們的視野已經(jīng)有20年左右的時(shí)間了，但在很多看不見的子領(lǐng)域，它依然在使用。

以互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)為例，由于磁盤讀寫依靠電磁感應(yīng)，存儲(chǔ)不需要通電，自然處于網(wǎng)絡(luò)離線狀態(tài)，使得這種介質(zhì)安全性很高，斷電也無所謂它總是被用來備份數(shù)據(jù)，包括谷歌和微軟Azure

2011年，谷歌的一次軟件更新意外導(dǎo)致Gmail中的4萬個(gè)賬戶郵件被刪除幸運(yùn)的是，他們使用磁帶備份來恢復(fù)這些數(shù)據(jù)

去年一些省份缺電，有咨詢機(jī)構(gòu)建議大公司考慮把一些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到磁帶上存儲(chǔ)，可以保存30年。

磁帶的另一大優(yōu)點(diǎn)是耐操作，不易損壞磁帶從高處墜落對(duì)其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)幾乎沒有影響相比之下，硬盤等介質(zhì)的環(huán)境適應(yīng)性較差

在石油和天然氣勘探領(lǐng)域，如地震，仍然有相當(dāng)數(shù)量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在磁帶上，然后傳輸回?cái)?shù)據(jù)中心進(jìn)行處理和分析因此，許多子領(lǐng)域的IT工程師仍在開發(fā)磁帶資源管理系統(tǒng)

有需求就有供給IBM，索尼，富士膠片，量子等科技公司多年來一直支持著磁帶的發(fā)展和產(chǎn)品推廣

即使在最近幾年，磁帶容量仍以每年約33%的速度增長(zhǎng)，兩到三年翻一番業(yè)內(nèi)有人稱之為摩爾膠帶定律，這些公司是幕后黑手

當(dāng)然，藍(lán)色巨人IBM在其中扮演了突出的角色。

90年代末，IBM與惠普，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)公司希捷組成LTO聯(lián)盟，推出更開放的格式打開終端市場(chǎng)。

2015年，他們與富士膠片合作，使用超小鋇鐵氧體顆粒，實(shí)現(xiàn)了12倍于商業(yè)產(chǎn)品的信息密度存儲(chǔ)記錄。

2018年與索尼合作，他們將倍數(shù)擴(kuò)大到20倍。

到目前為止，IBM最新的LTO—9磁帶磁盤的原始存儲(chǔ)容量已經(jīng)達(dá)到了18TB。

這些升級(jí)一方面來自于磁性材料的升級(jí)，同時(shí)也來自于讀寫磁道的增加，卡帶和讀取設(shè)備的結(jié)構(gòu)升級(jí)，控制精度的優(yōu)化。

雖然磁帶還在發(fā)展，每GB存儲(chǔ)成本更低，但我們普通人還用不上。

主要是讀寫設(shè)備太貴了，設(shè)備價(jià)格至少上萬人民幣此外，由于單盤磁帶仍處于線性讀寫模式，其數(shù)據(jù)傳輸速度相對(duì)較低，更適用于公共或機(jī)械硬盤等存儲(chǔ)設(shè)備

IBM磁帶機(jī)設(shè)備

最后，我想問，你看好膠帶的未來嗎。

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