Speicherkapazität bis 1,4 Petabyte avisiert

Die neue LTO-Roadmap, hinter der die Technologie-Provider HPE, IBM und Quantum stehen, reicht nun zwei Generationen über die bisherige Roadmap hinaus, die bei Ultrium-Bändern der Generation 12 und mit 360 TB komprimierter Kapazität endete. Zu den angestrebten Datenraten gab es keine Angaben. Offenbar haben die von Fujifilm entwickelten Prototypen eines mit Partikeln aus Strontiumferrit (SrFe) beschichteten Magnetbandes gute Ergebnisse geliefert. Sie sollen ab LTO13 genutzt werden und erreichten 2020 im Test eine Flächendichte von 317 GBit/in² (Gigabit pro Quadratzoll); dies ist etwa 27-mal mehr als die Flächendichte bei den aktuellen kommerziellen Bandlaufwerken.

Vielleicht scheint es absurd, sich auf den Oldtimer unter allen elektronischen Speichermedien zu konzentrieren, das dem ersten Anschein nach eher mechanisch als digital wirkt. Dafür gibt es aber gute Gründe, die dazu führten, dass die Bandhersteller im Jahr 2021 rekordverdächtige Verkaufszahlen verzeichnen konnten. Ein großer Teil der Anziehungskraft ist der „luftgestützte Schutz“, den Bänder als Offline-Medien gegen Ransomware bieten. Das ist attraktiv, solange man mit der verlängerten Wiederherstellungszeit leben kann, die Tapes - und das physische Airgapping - mit sich bringen.

Außerdem will das LTO-Konsortium so die Zweifel daran zerstreuen, dass die Speicherkapazität der Magnetbänder auf lange Sicht mit den Disk- und SSD-Kapazitäten mithalten kann. Diese Zweifel kamen auf, als 2020 die erwartete LTO9-Kapazität von 24 TB (komprimiert 60 TB) auf 18 TB (komprimiert 45 TB) reduziert und damit die bisherige Verdopplung der Speicherkapazität jeder Generation scheinbar zu den Akten gelegt wurde.

Auch wenn kein offizielles Statement dazu vorliegt, lag das offenbar an technischen Problemen, hauptsächlich mit dem Spurkontrollsystem. Durch die Kapazitätsreduzierung bei LTO9 konnte das Konsortium die sonst gefährdete Rückwärtskompatibilität wahren, die als noch wichtiger eingestuft wurde als der Versprechen der Kapazitätsverdopplung und die Datenrate, die gegenüber den ursprünglichen Plänen auf 400 GB/s gedrosselt wurde.

Rückwärtskompatibilität gewahrt

Früher waren die Bänder noch zwei Generationen zurück lesekompatibel, schreibkompatibel immerhin mit der Generation zuvor. Seit LTO6 und dem Umstieg von der Metallpartikel- auf die Bariumferrit-Beschichtung ist die Schreib/Lese-Kompatibilität immer weiter eingeschränkt worden, seit LTO8 auf auf eine Bandgeneration. Der völlige Verzicht darauf würde die Betreiber großer Backup- und Archiv-Bestände beim Laufwerk-Wechsel vor unerwartete Probleme stellen. Die Veröffentlichung der neuen Roadmap legt nahe, dass man nun die beim Wechsel von der BaFE- zur SrFe-Beschichtung auftretenden Herausforderungen zu beherrschen glaubt.

Die Herausforderung liegt darin: Wird auf dem Magnetband durch das Hinzufügen weiterer Datenspuren die Datendichte erhöht, muss das Steuersystem verbessert werden, das den Schreib/Lese-Kopf „in der Spur“ halten muss. Ein Ultrium9-Band ist 5,2 µm dünn, 0,5 Zoll (1,265 cm) breit, 1.035 Meter lang und kann 8.960 Spuren die Bits abspeichern; bei Ultrium8 waren es „nur“ 6.656 Spuren. Weil das einen Kilometer lange Band mit Höchstgeschwindigkeit am Schreib/Lese-Kopf vorbei zischt und dabei natürlich etwas wackelt, kann sich auch ein Laie diese technischen „Spurprobleme“ lebhaft vorstellen.

Die Lösung des Problems kann der Verzicht auf Spuren und damit die Verringerung der Speicherkapaztät sein – oder der Verzicht auf einen Kopf, der zwei verschiedenen Spursteuerungssystemen folgen kann, also nicht mehr rückwärtskompatibel ist. Man stand also vor der Wahl: Entweder weniger Kapazität unter Beibehaltung der Rückwärtskompatibilität oder aber mehr Kapazität und Verlust der Rückwärtskompatibilität. Bei LTO9 entschied sich IBM als einzig verbliebener Laufwerkhersteller dann für die Rückwärtskompatibilität der Ultrium-Bänder.

Bei LTO8 musste der Kopf wegen der Rückwärtskompatibilität beide Spurformate lesen und schreiben können. Es war die Kombination aus dem neuen Kopfdesign und der Verwendung von BaFe-Medien, die die Leistung von LTO9 pusht – das Resultat einer Bravourleistung der Elektrotechniker und Feinmechaniker, denn die LTO9-Laufwerke bewegen ihre Medien beim Lesen und Schreiben mit 6,05 m/s deutlich schneller als LTO8-Drives (4,731 m/s), auch dank Verwendung von ausschließlich 32 und nicht mehr 16 Datenkanälen. 

Stärkung der Cybersicherheit

„LTO-Bänder sind wichtiger denn je – als kostengünstiger, nachhaltiger Speicher für die langfristige Datenarchivierung und als sichere Datenspeicheroption zur Stärkung der Cybersicherheit“, kommentierte Sam Werner, als Vizepräsident für das Management der Speicherprodukte bei IBM verantwortlich, die neue Roadmap. „Mit den jetzt definierten Spezifikationen bis zur 14. Generation ist das LTO-Band in der Lage, das schnelle und beschleunigte Datenwachstum zu unterstützen. Es bietet Unternehmen eine nachhaltige, zuverlässige und kostengünstige Lösung, um ihre kritischen Geschäftsdaten zu schützen und zu speichern.“ Er geht dabei von einem Preis von weniger als 1 US-Cent pro Gigabyte auf einen Ultrium9-Band aus.

Das LTO-Konsortium veröffentlichte seinen LTO/Ultrium-Standard erstmals im Jahr 2000, damals mit einer Kapazität von 200 GB pro komprimierter Kassette. Zwei Jahrzehnte später kam die LTO-Generation 9 auf den Markt, die eine komprimierte Speicherkapazität von bis zu 45 TB und Datenübertragungsraten von bis zu 1.000 MB/Sekunde für Bandlaufwerke unterstützt.

„Der Magnetbandmarkt wuchs im Jahr 2021 um robuste 10,5 Prozent, angetrieben von der Notwendigkeit, sich gegen Ransomware zu schützen, große Datenmengen kostengünstig zu speichern und Rechenzentren auf ‚grüne‘ Technologien umzustellen“, sagte Marktforscher Phil Goodwin, Research Vice President bei IDC. „Außerdem verdoppelt sich das Datenvolumen weiterhin alle zwei bis drei Jahre. Multi-Petabyte-Implementierungen sind alltäglich geworden. Diese LTO-Roadmap, die bis zur Generation 14 mit mehr als 1 PB komprimierter Kapazität pro Cartridge reicht, zeigt, wie sich die LTO-Technologie weiterentwickeln wird, um die Anforderungen von Unternehmen an große Speicherkapazitäten für die nächsten Jahre zu erfüllen.“

Offenbar stoßen LTO-Bänder aufgrund positiver Eigenschaften, wie z.B. dem Schutz vor Ransomware, den Vorteilen für Umwelt-, Nachhaltigkeits- und Governance-Initiativen (ESG) von Unternehmen sowie ihrer Zuverlässigkeit und niedrigen Kosten im Vergleich zu anderen Datenspeichermethoden, wieder auf großes Interesse bei Unternehmen und Behörden.

Bisher endete die Roadmap bei der LTO-Generation 12 - vor dem Umstieg auf die SrFe-Beschichtung. Mit der Ankündigung von zwei weiteren Generationen reicht die Planung jetzt bis Mitte der 2030er Jahre. Denn wenn das traditionelle Intervall von zwei bis drei Jahren zwischen den Generationen beibehalten wird – und wenn das LTO10-Laufwerk, das sich derzeit in der Entwicklung befindet, im Zeitraum 2023/2024 ausgeliefert wird – dann würde das LTO14-Gerät möglicherweise zehn Jahre später, also im Zeitraum 2033/2034, ausgeliefert.

Bildquelle: HPE, IBM, Quantum