580TB的数据可以存储在一个磁带上？？？不废话，这是已经实现的事情。IBM和Fujifilm的一项技术突破表明，他们已经找到了将单个墨盒容量提高到580TB的方法。这大致相当于12万张DVD的存储容量，一张256GB的SD存储卡可以容纳2320张DVD。这一数字一举打破了磁带存储密度的世界纪录，相关研究已发表于《IEEE磁学汇刊》。很多人的印象是磁带分为AB面和AB面，两部分加在一起就是一张港台专辑。容量甚至无法与CD相提并论。另外，速度慢，体积大。相信很多00后都没有看过（暴露年龄系列）。为什么它不仅没有被淘汰，反而突然间可以存储这么多数据？新材料叠加纳米级分布Buff据研发团队透露的信息，该磁带介质采用超细锶铁氧体磁粉。该材料的化学式为SrFe(12)O(19)，是一种具有永久磁性的黑色材料，常用于微波器件、记录媒体、磁光媒体、电信和电子工业。过去，磁带在存储介质上涂有另一种物质，即钡铁氧体颗粒。开启读取时，让磁头（电磁铁）接触磁带，磁带上的磁性物质发生变化，形成电磁感应，然后将数据读入系统。相反，写入时，磁头施加强磁场，改变磁带上磁粉的磁分布。△来源：hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/在新的结果中，研究人员将材料改为锶铁氧体。其颗粒比原材料小60%，均匀排列在磁带介质上，可提高存储密度，实现纳米级读取，信噪比更高。下图是锶铁氧体和钡铁氧体在电子显微镜下的粒度对比：更细粒度的磁性材料不仅可以存储更高密度的信息，还可以使磁带介质的表面更光滑。研究人员使用40μm×40μm原子力显微镜观察锶铁氧体和钡铁氧体带的表面。新材料胶带表面更光滑，平均粗糙度Ra为1.1nm，原材料Ra为2nm。除了更新材料，研究团队还改进了生产设备，让材料更均匀地分布在磁性层和非磁性层上，提高表面光滑度。磁头也被切割成斜面，读取部分加入20mm空气轴承，进一步减少摩擦。对上述改进后的系统进行测试，团队发现在使用超窄29nm宽度的TMR传感器进行读取时，其线密度可达702Kbpi，信噪比（SNR）值在当前电流时达到最大值22mA：此外，团队还使用了一套伺服控制器，保证了读取时磁头相对于磁带面的准确定位，运算精细度达到3.2nm。在以上几种技术的加持下，当磁带打开读取时，整个磁带表面以15km/h的速度经过，但磁头仍能准确找到1.5倍DNA分子宽度的读取位置.为了降低误码率，研究团队在定制的FPGA面板上实现了四个通道的同时读取，然后取平均值。结构如下：基于上述系统，研究团队测试了约600万样本数据，编译解码错误率随着线性密度的增加而增加，使用64态D3-NPML检测器获得最佳性能。本例中，750kbpi线密度误码率（BER）为4.5e-2，刚好不高于设定的阈值，线密度为702kbpi时，BER为2.8e-2。值得一提的是，除了EPR4检测器，其他检测器在该线密度下的误码率也满足设定要求：对于未来的应用，研究团队认为该结果具有较低的成本和长期耐用性，低能耗消费和更安全，将成为科技巨头、学术机构和超大规模数字基础设施公司数据归档的首选，尤其是在安全要求高、数据量大的混合云领域。不过，说到量产，参与方之一的富士胶片认为，还需要十年左右的时间。磁带的默默发展在大多数人的眼里，盒式磁带已经淡出我们的视野大约20年了，但它仍然应用在很多我们看不到的细分领域。以互联网行业为例，由于磁盘读写靠的是电磁感应，存储不需要通电，本质上在网络上是离线的，这就使得介质具有很高的安全性，如果没有也无所谓。电源关闭。它总是用于备份数据，包括谷歌和微软Azure。.2011年，Google的一次软件更新意外删除了Gmail中40,000个帐户的电子邮件。幸运的是，他们使用了磁带备份，数据得以恢复。国内部分档案单位也采用磁带备份。郑州市档案局微信推文显示，他们在2017年进行了磁带数据恢复演练，帮助工作人员熟悉在突发情况下如何将备份数据从磁带恢复到磁盘。.去年，部分省份出现电力短缺，有咨询机构建议大公司考虑将部分数据转移到磁带上进行存储，最长可保存30年。磁带的另一个优点是经久耐用，不易损坏。磁带从高处坠落不会影响其数据存储。相比之下，硬盘等介质的环境适应性较差。在油气地震等野外勘探领域，有相当数量的数据存储在磁带上，然后再传输回数据中心进行处理和分析。相应的，很多细分领域的IT工程师还在开发磁带资源管理系统。△资料来源：IBM有供需，IBM、索尼、富士、昆腾等科技公司多年来支持磁带的研发和产品推广。即使在最近几年，磁带容量仍在以每年约33%的速度增长，大约在两到三年内翻一番。业内有人将此称为磁带的摩尔定律，背后就是这些公司。当然，蓝色巨人IBM在其中起到了突出的作用。1990年代后期，IBM与惠普和数据存储公司希捷建立了LTO联盟，推出了更加开放的格式来开拓终端市场。2015年，他们与富士胶片合作，使用超小钡铁氧体颗粒，实现了商业产品12倍的信息密度存储记录。2018年与索尼合作，将倍数扩大到20倍。到目前为止，IBM最新的LTO-9格式磁带的原始存储容量已经达到了18TB。这些升级一方面来自于磁性材料的升级，还有读写磁道的增加，磁带盒和读取装置结构的升级，以及控制精度的优化。△图片来源：虽然IBM磁带还在发展，单位GB的存储成本更低，但我们普通人还是接触不到。主要是读写设备太贵了，设备价格至少要几万人民币。另外，由于单盘磁带仍然是线性读写方式，其数据传输速度比较低。对于我们来说，它仍然是一个存储设备，比如机械硬盘。更加合适。△IBM磁带机设备最后想问一下，您看好磁带的未来吗？参考链接：[1]https://www.fujifilm.com/us/en/news/data-storage/SrFe_580TB[2]https://mp.weixin.qq.com/s/XIEj5JslvVQp-URIxqucCg[3]https://gizmodo.com/a-new-breakthrough-in-tape-storage-could-squeeze-580-tb-1845851499[4]https://www.ibm.com/blogs/research/2020/12/磁带密度记录/[5]https://www.techrxiv.org/articles/preprint/317_Gb_in2_Recording_Areal_Density_on_Strontium_Ferrite_Tape/13379594/1[6]https://spectrum.ieee.org/why-the-future-of-data-存储仍然是磁带
