Tape-Speicher für die Cloud IBM-Forscher erzielen Rekord für Speicherdichte auf Magnetbändern

Wissenschaftler des IBM-Labors Zürich haben zusammen mit dem japanischen Unternehmen Fujifilm erstmals Daten mit einer Speicherdichte von 123 Gigabits pro Quadratzoll (rund 6,45 Quadratzentimeter) auf einem Barium-Ferrit-Magnetband gespeichert.

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Mit der Technik könnte eine einzelne sogenannte Linear-Tape-Open-Kassette (LTO) 220 Terabyte unkomprimierter Daten speichern. Das entspricht der 88-fachen Kapazität einer heutigen Bandspeicherkassette des Industriestandards LTO-6 oder einer 22-fachen Steigerung gegenüber dem aktuellsten Tape-Produkt von IBM. Darüber hinaus bereiten die IBM-Forscher eine der zuverlässigsten, energieeffizientesten und kostengünstigsten Datenspeichertechniken den Weg für den Einsatz in der Cloud.

Nach Angaben des IT-Analysten Coughlin Associates sind heute mehr als 500 Exabyte an Daten in Bandspeichersystemen gespeichert. Bisher wird die Technik vorwiegend für die lokale Datensicherung in Rechenzentren, Disaster-Recovery-Lösungen oder zur Einhaltung gesetzlicher Auflagen verwendet.

Wenige Cents pro Gigabyte

Zunehmend werden aber auch Anwendungen im Kontext von Big Data oder Cloud dank der geringen Kosten von wenigen Cents pro Gigabyte sowie der Langlebigkeit des Mediums immer interessanter. Wissenschaftler des IBM Forschungszentrums in Rüschlikon (Schweiz) erforschen daher die Integration der Bandspeichertechnologie in aktuelle Cloud Object Storage-Systeme, wie zum Beispiel OpenStack Swift.

„Mit unseren Forschungsarbeiten zeigen wir, dass Bandspeicher auch weiterhin eine wichtige Rolle in der Speicherhierarchie spielen können“, sagt IBM Fellow Dr. Evangelos Eleftheriou.

Ein weiterer wichtiger Schritt in diese Richtung ist die nun gezeigte massive Steigerung der Speicherdichte auf Magnetband. Möglich wurde der Rekord durch den Einsatz eines neuartigen Prototypen eines Magnetspeicherbandes von Fujifilm. Um eine Speicherdichte von 123 Millionen Bits pro Quadratzoll zu erzielen, entwickelten die IBM-Wissenschaftler darüber hinaus verschiedene Techniken für Bandspeichersysteme weiter.

Verbesserte Schreibkopftechnologie

So ermöglicht eine verbesserte Schreibkopftechnologie die Nutzung noch feinerer Barium-Ferrit-Partikel auf dem Magnetband. Eine verfeinerte Steuertechnik erlaubt außerdem eine sehr hohe Präzision bei der Positionierung des Lese- und Schreibkopfes mit einer Genauigkeit von weniger als sechs Nanometer. Dies erlaubt eine Spurdichte von 181.300 parallelen Spuren pro Zoll.

Das entspricht einer bis zu 39-mal höheren Spurdichte im Vergleich zum heute kommerziell erhältlichen LTO-6-Format. Innovative Signalverarbeitungs-Algorithmen ermöglichen darüber hinaus eine zuverlässige Datendetektion unter Einsatz eines extrem schmalen, nur 90nm breiten, magnetoresistiven (GMR) Lesekopfes.

Seit 2002 arbeitet IBM insbesondere bei der Optimierung von zweifach beschichtetem und auf Barium-Ferrit-Partikeln basierendem Magnetband eng mit Fujifilm zusammen. Dies ist bereits das vierte Mal, dass die Wissenschaftler dank der Kooperation und signifikanten Innovationen Rekordspeicherdichten demonstrieren konnten. Viele der bisher entwickelten Techniken werden bereits in IBM-Magnetspeicherprodukten eingesetzt.

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