磁带存储技术LTO、DLT、AIT的技术对比

nevfor

现状——LTO,DLT,AIT三分天下
目前在磁带存储技术上主要应用的技术有三种：LTO（Linear Tape-Open，开放线性磁带）、DLT（Digital Linear Tape，数码线性磁带）和AIT（Advanced Intelligent Tape，先进智能磁带）。这三种技术共同存于市场上已经一段时间了，它们的市场占有率有很大差别，推崇它们的厂商也都有自己完善的解决方案。对于用户的不同需求，这三种技术都有各自的优缺点，了解它们各自的性能特点，将会帮助用户选择到底自己适合使用哪种技术。
       目前解决企业数据保存问题行之有效的方法依然是使用磁带存储设备——磁带机，磁带库和磁带驱动器。磁带设备既是网络存储备份设备的元老，又是网络存储备份设备最有生气的主力军，磁带这种最基本的存储单元，依然会在存储技术突飞猛进的今天，发挥着它巨大的作用。近年来，数据的爆炸性增长给磁带设备带来了更多的需求，也加剧了存储厂商在这一领域的争夺战。存储市场的争夺实际上就是一场技术上的较量。谁掌握了最先进的存储技术，谁的技术最符合用户的需求，谁就掌握了竞争的主动权。
       在存储备份技术发展史上，曾经出现过多种备份技术，但时过境迁，很多当年主打的技术已经被市场慢慢淘汰，取而代之的新技术逐渐占据了市场的主流位置。目前这些主流技术有AIT、DLT和LTO。这三种技术以其各自的优势占据着各自的市场份额。据Gartner Dataquest公布的报告，2001年磁带驱动器市场DLTtape技术占据份额达67%，位列次席的是占据15%份额的LTO技术，而AIT占据大约9%的市场份额。但是未来存储市场的宠儿，必须要进一步由市场来证实，三者都在等待着市场的判决。

LTO——探索开放标准
       LTO由IBM、惠普和希捷公司联合建立。LTO有两种格式--Ultrium和Accelis。前者的特点是高容量，后者的特长在于存取速度快。惠普主要研制Ultrium格式的产品，并相信它是未来产品的发展方向。Ultrium采用单轴1/2英寸磁带，非压缩存储容量100GB、传输速率最大 20MB/s、压缩后容量可达200GB，而且具有增长的空间（关于IBM和希捷的LTO产品与昆腾SDLT产品的性能对比见后表）。Ultrium结合了线性多通道双向磁带格式的优点，基于服务系统、硬件数据压缩、优化的磁道面和高效率纠错技术，以提高磁带的能力和性能，广泛应用于高端服务器、大型数据库等领域。
LTO自称是开放磁带系统。从理论上讲，这一开放式系统将促使标准化介质的生成，并使该介质能够由一个供应商的系统写入，由另一供应商的驱动器续写，并且由其它制造商的第三方系统成功读出。如果这一理念能够得到实施，那么无疑将成为一大创举。但令人遗憾的是，以LTO产品为代表的具体实施情况目前在开放性方面还存在着显著缺陷。
       LTO技术就其本质而言属于线性螺旋技术，它在各个方面均证明自己是当前该种类技术最好的一种应用方式。首先，它能够保证更多数量的并行信道。第一代的开放线性磁带技术可同时支持8条信道，而以后的版本将提供16条信道。与此相比较，多数的线性螺旋应用技术最多只能提供4条信道。
       LTO技术的开发还利用了当今最为先进的伺服以及磁头技术，这些技术保证了高密磁轨的精确度。磁带的轨道数越多，覆盖相邻轨道数据的危险性就越大。LTO 技术将磁轨通过伺服监视器进行编排，并对磁带上的磁头进行控制，从而能够确保精确度并避免发生覆盖现象。另外，LTO技术还可提供超过当前任何线性磁带技术性能的实密度（100MB/平方英寸）高能录制。这一高线性密度通过增强的逻辑格式予以支持，它包括对用户数据的多条数据轨道进行紧密跟踪录制，而这些用户数据又通过多轨道运行的纠错编码来加以保护，这一保护措施还可应付偶发性错误率突然上升的情况。
       有专家认为：LTO磁带似乎是20世纪90年代末的一大创举，供应商联盟可借此提供可交换性产品以避免局限于单个供应商。但是，惠普、IBM和希捷等命名相似的产品已显现出各自设计上的差异，而这些偏差对LTO技术的“开放式”价值定位来说无疑是致命的打击。对于LTO不利的另一因素是，惠普、IBM和希捷也正在DLT标准方面展开激烈的竞争。另外，LTO业务也不是这三家公司的核心所在。在惠普和IBM强调软件/服务以及当前企业集中于关键能力的趋势中，一时还难以判断谁将驻守LTO领域。由于LTO标准的改进需要三大相互竞争的制造商的共同参与，所以其中在进行必要的研发和产品开发工作中速度最慢的一方将决定整个联盟的进度。
       当前LTO整体结构的彻底改造是无法避免的。任何公司的研发力量都是极其宝贵的资源，但在如何最有效利用这一资源方面则存在较大分歧。这些资源应该用于全新的打破常规的产品以改变行业局面，还是应该把这些有限的资源用于升级改进现有产品以获得近期的市场竞争优势？磁带市场的现况加剧了这一两难境地，三大制造商虽然名义上致力于LTO标准，但实际上却在彼此之间同时与其它存储技术标准之间展开激烈的竞争。或许它们应该将宝贵的研发资源集中在一起以提升产品的整体性能，而不是将其用于开发区别极小的产品，从而在三个供应商之间彼此竞争。
       无论如何，由于重量级厂商的参与，LTO格式已经成为磁带存储领域的一支主力军，其市场份额不断增长。第三方的磁带机生产厂商StorageTek认为，LTO市场份额增长很快，但实际上是抢了原有的DLT及Super DLT的市场。不可否认，LTO将是客户看重的技术。另一家磁带机生产厂商ADIC认为，目前基于LTO的磁带库在线形存储、集成度与扩展性方面占有一定的优势。

AIT——寻求突破
       AIT是指先进智能磁带。AIT虽然属于存储技术的新军，但是由于具有螺旋扫描、金属蒸发带等先进技术，前景显得更加美好。AIT不仅在结构设计上相当突出，其磁带本身也相当特殊。在存储介质上，AIT的数据保护性能比较突出。不像其它平常金属物质的磁带， AIT所使用的AME（Advanced Metal　Evaporated）磁带不含有非磁性粘着物质，可避免磁头阻塞或造成机器的污染。AIT 磁带机因为能提供档案较长的保存期限及读写头的使用周期，所以能让企业用户对他们存储的数据放心。
       AIT的特点之一是MIC（Merry-In-Cassette）卡匣设计及磁带纪录方式。MIC是将 64Kb的快闪记忆芯片设计在磁带匣上，其可储存tape log，search map及用户自订的数据，所以不需读完全部的磁带即可找到档案。同时AIT纪录数据的方式是使用螺旋式的扫描方法，数据磁道是以一个角度写在8mm宽的磁带边缘。
AIT已经发展到目前的AIT-3，与DLT和LTO不同的是，后二者属于线性记录介质，而AIT是螺旋记录介质。线性记录格式发展时间长，进入中国市场也较早，市场占有率较高，不过采用螺旋记录格式的磁带机由于具有体积小巧、可靠性高、数据传输速度快、磁头和磁带寿命长等特点，近年来异军突起，迅速抢占了大量市场份额，逐步得到了用户的认可。在采用螺旋扫描技术的磁带机中，只有磁鼓是高速旋转的，其他部件（如磁带、伺服机构等）都是低速运转的。螺旋扫描系统控制磁带以一个较低的速度经过高速旋转的大尺寸磁鼓，磁鼓上的超金属磁头（HyperMetal）在磁带上形成密度很高的记录轨道。磁鼓的高速旋转会在磁带与磁鼓之间产生十分细小稳定的气流，可以保护磁带不受损伤。磁鼓相对于底座轻微的倾斜缩小了磁迹间距，使得高速的数据传输和高密度的记录成为简单的技术动作。这样的结构紧凑合理、易于设计和维护，在相同材料下，较低的磁带走速减少了由于张力过大带来的磁带寿命的减少，所以采用螺旋扫描的方式能使材料寿命延长。
      虽然目前了解AIT的用户数量没有了解DLT和LTO的多，但是具有优势的技术总会得到更多的市场青睐。目前开发AIT技术的索尼公司和专注在AIT技术上开发产品的Spectra Logic公司都在大力的推广采用AIT的产品。越来越多的厂商参与到AIT这个阵营中，AIT领军磁带存储市场的明天指日可待。

DLT——稳中求胜
       DLT采用线性记录技术，其特点是大容量、高速度。DLT的发展是要解决较早的QIC（1/4英寸盒带）的问题。DLT也用来替换旧式的4mm和新的 8mm磁带格式。在接受这些不同的磁带备份技术时，数据容量、速率和可靠性是关键的考虑因素。DLT把4mm或者8mm的速率提升了3到4倍，存储容量方面也增加了4倍。它的对手--螺旋扫描虽然能提供更高的密度，但又带来媒体老化时传动机构调整和数据完整性的问题。当系统频繁使用时，磁带媒体的性能和传动可靠性是至关重要的因素。任何对磁带系统结构的简化都可降低故障率。DLT利用直线盘形的记录原理，比较不容易出现磁头故障和磁带路径的调整偏差，因而得到推广。
       DLT技术采用单轴1/2英寸磁带仓，以纵向曲线型记录法为基础。DLT产品主要应用于中、高端服务器市场与磁带库应用系统，市场占有率增长很快。DLT 以纵向曲线型记录法在磁带上进行记录，具有大容量、高速度的特点。它也是少数使用单轴1/2英寸磁带仓的磁带机产品，主要应用于中、高端数据库存储和磁带库中。目前DLT磁带机的容量从10GB到80GB不等，非压缩存储数据传送速度为1.25MB/s至10MB/s（压缩后可使容量和存储速度提升约一倍）。未来DLT存储容量会达到160GB/320GB，在高速存储速率和容量方面，DLT占有优势。据昆腾公司称：到2006～2007年，SDLT的容量将达到每一盘磁带一个TB，速度达到每秒100兆。StorageTek也认为，在未来的几年内，磁带的容量会更大，可达到TB级。目前经昆腾测试，现有的技术使得500GB的容量已经可以很容易达到，这个技术已经非常成熟。实际上SDLT并不是昆腾一家去做，昆腾也授权一些其他公司在生产或设计 SDLT，比如腾保公司等。
       Super DLT（SDLT）技术是昆腾公司2001年推出的格式，它在DLT技术基础上结合新型磁带记录技术，使用激光导引磁记录（LGMR）技术，通过增加磁带表面的记录磁道数使记录容量增加。目前SDLT的容量为160GB，近3倍于DLT磁带系列产品，传输速率为11MB/s，是DLT的2倍。SDLT虽然对DLT磁带做了很多改进，但仍然可以读取DLT磁带，与保有量很大的DLT 4000、7000和8000驱动器有着良好的向下兼容性。高级金属粉末（AMP）介质和其他先进技术的应用使SDLT磁带存储密度相当高，用户单位存储成本也随之降低。SDLT磁带驱动器目前受到主流ISV的广泛支持，是具有发展潜力的高性能磁带机。未来SDLT存储容量会达到320GB/640GB。
       结束语通过上面介绍，我们建议，如果企业需要很高的扩展性，需要多家不同的厂商产品很好的兼容，LTO是首选；如果企业存储数据读写频繁，DLT由于利用直线盘形的记录原理，不容易出现磁头故障和磁带路径的调整偏差，所以是很好的选择；如果企业数据需要保存很长时间，并且需要快速搜索数据，AIT是不二之选。此外，由于磁盘存储技术的不断创新，越来越多的企业也采用了磁盘备份技术来替代磁带备份，比如虚拟磁带库技术VTL，它即有磁盘存储的速度又具有很大的稳定性。