Хранение данных на кассетах LTO-5 Ultrium с файловой системой LTFS

ArialGeorgiaTahomaTimes New RomanVerdana В В В

Носители информации В» Жёсткие диски Технология LTO (Linear Tape — Open Technology) разработана компаниями IBM, HP и Seagate. Используя как основу технологию Linear-Serpentine и самые современные компоненты (сервомоторы, контроллеры аппаратной компрессии данных и т. п.), альянс перечисленных выше компаний разработал открытую для пользователей и производителей технологию LTO. В рамках технологии LTO определяется две спецификации формата носителей: Accelis и Ultrium. <center>

</center> Основные отличия технологии LTO:

• Поержка большого количества паралельных каналов на ленте (до 8 в первом поколении, до 16 втором). Для сравнения: накопители DLT использует 4 канала.
• ВыѺая плотность записи информации на ленту (100 Mbits/sq.inch)
• Улшенный алгоритм сжатия информации. Распознает и отключает компрессию для компресованных данных.
• Димическое перемещение данных из испорченных областей на ленте, при поломке сервомеханизма или одной из головок чтения-записи.
• LTO-CTO Cartridge Memory) — чип для хранения информации о размещении данных на носителе. Использует безконтактный радио интерфейс для передачи данных.

Планы дальнейшего развития технологии LTO: <center>

ble>g src=»https://www.ixbt.com/ultrs.jpg»/></td></tr>Характеристики</td>Поколение 1</td>Поколение 2</td>Поколение 3</td>Поколение 4</td></tr>Емкость</td>100 GB</td>200 GB</td>400 GB</td>800 GB</td></tr>Скорость чтения/записи</td>10-20 MB/sec</td>20-40 MB/sec</td>40-80 MB/sec</td>80-160 MB/sec</td></tr>Техн. записи</td>RLL 1,7</td>PRML</td>PRML</td>PRML</td></tr>Носитель</td>MP</td>MP</td>MP</td>Thin Film</td></tr></center> Более подробная информация о технологии LTO доступна по адресу http://www.lto-technology.com/. <center>

</center> проектор, samsung, ИК-приемник, киноНынешней весной на рынок вышли первые ленточные накопители формата LTO Ultrium-5 и картриджи к ним от нескольких вендоров, включая и компанию HP, которая начала поставки привода StorageWorks LTO-5 Ultrium 3280. В соответствии с планом развития технологии линейной записи на ленту Linear Type Open, физическая емкость одного картриджа по сравнению с предыдущим четвертым поколением LTO Ultrium выросла примерно вдвое до полутора терабайт за счет увеличения длины ленты (она стала более тонкой) и более плотного расположения дорожек, а при использовании аппаратного сжатия в зависимости от типа хранимых данных она может достигать трех терабайт. До 140 Мбайт/сек улучшилась и максимальное быстродействие накопителей LTO Ultrium (с аппаратным сжатием – до 280 Мбайт/сек), а это означает, что за час на ленту с помощью одного накопителя можно записать один терабайт несжатых данных.На сегодняшний день LTO Ultrium – это единственный жизнеспособный формат ленточных накопителей старшего класса (в ленточных приводах младшего класса таким фактическим стандартом является DAT, о котором недавно рассказывалось в Хабре — habrahabr.ru/company/hp/blog/87864). Если стримеры DAT предназначены прежде всего для резервного копирования одиночных серверов начального уровня или рабочих станций, то основная сфера применения приводов LTO Ultrium – роботизированные ленточные библиотеки, которые чаще подключаются к хост-системам через сеть хранения SAN на базе интерфейса Fibre Channel и обеспечивают консолидацию хранения резервных и архивных копий данных с нескольких дисковых массивов и серверов. HP выпускает линейку ленточных библиотек разного класса с приводами LTO Ultrium, начиная от стоечной двухюнитовой модели StorageWorks MSL2024 с двумя приводами и 24 слотами для картриджей и до библиотеки корпоративного уровня StorageWorks ESL, которая в максимальной конфигурации занимает пять шкафов и вмещает 44 привода и 3546 картриджа. Для компаний, применяющих ленточные библиотеки HP StorageWorks, переход на пятый LTO Ultrium даст не только увеличение емкости картриджей, но и прирост в скорости резервного копирования, поскольку помимо увеличенного быстродействия чтения/записи на ленту привод StorageWorks LTO-5 Ultrium 3280 поддерживает восьмигигабитный Fibre Channel. Кроме того, этот привод выпускается и в модификации с интерфейсом SAS 6 Гбит/сек, рассчитанной на прямое подключение к серверам, для которых с нынешнего года второе поколение SAS стало фактическим стандартом. Эта модификация привода поставляется с программным обеспечением резервного копирования HP Data Protector с лицензией для одного сервера. По данным IDC, в прошлом году во всем мире было продано 390 тыс. приводов LTO Ultrium четвертого поколения, причем более половины поставок пришлось на долю накопителей HP StorageWorks. Согласно той же IDC, в конце прошлого года на долю Ultrium приходилось 97,5% продаж ленточных накопителей старшего класса (без учета приводов для мэйнфреймов, использующих специальный формат записи на ленту).

Новые возможности ленты

Кроме увеличенной емкости и скорости LTO Ultrium-5 отличается от четвертого поколения LTO Ultrium функцией Linear Tape File System (LTFS), которая помогает быстро найти нужный файл среди записанных на картридже данных. LTFS создает специальный раздел в начале ленты, в котором хранится XML-индекс файлов картриджа. При использовании LTFS можно в графическом интерфейсе перетаскивать мышкой файлы с ленты и на нее, а также открывать их двойным щелчком мышкой, т.е. с лентой можно работать так же, как с флэшками и внешними жесткими дисками. Вместе со своими устройствами LTO Ultrium-5 компания HP поставляет новую утилиту Tape Assure для мониторинга степени использования привода и ленты, их состояния и производительности резервного копирования, причем этот инструмент может выполнять мониторинг и ранее выпущенных приводов LTO Ultrium-4. Кроме того, в приводах LTO Ultrium-5 от HP применяется фирменная технология Data Rate Matching для динамической регулировки скорости перемотки ленты в зависимости от скорости передачи данных на хост, которая повышает производительность и уменьшает износ считывающей головки и ленты за счет устранения повторного позиционирования головки относительно ленты.

Перспективы

Приводы LTO Ultrium-5 могут читать и записывать картриджи LTO Ultrium-4 и совместимы по чтению с картриджами третьего поколения формата, поэтому компании, в которых уже используются ленточные библиотеки HP StorageWorks для хранения резервных и архивных копий данных, смогут после установки приводов нового поколения не только увеличить емкость и быстродействие, но и по-прежнему работать со старыми картриджами. В апреле нынешнего года группа LTO объявила о разработке двух следующих поколений Ultrium (обычно смена поколений этого формата происходит с интервалом в два – три года) – без учета аппаратного сжатия картриджи седьмого поколения будут вмещать 6,4 Тбайт данных, а шестого – 12,8 Тбайт (ранее была утверждена спецификация шестого Ultrium с физической емкостью картриджа 3,2 Тбайт). Кроме того, участники LTO уже в шестом поколении стандарта собираются увеличить максимальный коэффициент сжатия с 2:1 до 2,5:1 и в каждом новом поколении увеличивать скорость чтения/записи в полтора раза. Эти планы доказывают, что несмотря на широкое внедрение резервного копирования на жесткие диски по схеме D2D ленточная технология LTO Ultrium будет востребована и в следующее десятилетие.

Разновидностью литий-ионных аккумуляторов считаются литий титанатные аккумуляторы, у которых в качестве электрода, соединяемого с положительным источником питания (анода) используется титанат лития, химическая формула которого Li4Ti5O12. Разработкой подобных устройств начали заниматься еще в далеких 80-х.

Что такое литий титанатный аккумулятор

На сегодняшний день литий титанатные аккумуляторы представляют собой достаточно редкий вид электрических батарей, именно поэтому о них мало кто слышал. Однако массовое распространение постепенно набирает обороты и подобные изделия находят широкое применение во многих отраслях.

Основное предназначение электрического накопителя энергии – использование в современной бытовой технике, электромобилях, энергетических системах и современных гаджетах.

Как осуществляется производство LTO аккумуляторов

Многие производители (Seiko, YABO, Toshiba, Altair Nanotechnologies) постепенно начинают внедрять производство Lithium Titanium Oxide, на основе современной LTO (оксид титана) технологии. Работая по данной технологии производители сумели получить достаточно развитую нанокристаллическую структуру анода, что собственно и стало основным преимуществом изделий.

В отличие от пористого углерода, используемого при создании других видов литиевых аккумуляторов, нанокристаллическая структура позволяет большую площадь анода сделать «полезной», обеспечивая стабильность работы поверхности. Например, LTO технология позволяет получить эффективную площадь поверхности анода приблизительно в 100 м²/г, в то время как при углеродных анодах данный показатель около 3 м²/г.

Благодаря высокой площади анода, заряд переносится намного быстрее, характеристики допустимых токов выше. Все это обеспечивает продолжительность работы устройства, стабильность и безопасность эксплуатации.

Принцип работы и устройство литий титанатного аккумулятора

Внешняя оболочка конструкции – пластик, композиционный материал, реже цветной металл. Многие модели имеют металлические клеммы, через которые выполняется контакт внутренних стержней с положительным, отрицательным напряжением и потребителем энергии. Внешне устройство напоминает призму, цилиндр. Плюсовой контакт размещен вверху, а минусовой внизу батареи.

Читайте также:  Аккумулятор HR20

При работе батареи, в ней протекает определенная реакция. Ток накапливается и отдается одновременно, причем накопление и подача намного выше, чем в устройствах, созданных по другим технология производства. Подобные устройства можно зарядить до предела всего за 6 – 10 минут. При работе батарея не нагревается, поэтому перегрев полностью исключен. Основной принцип работы мало отличается от литий ионных батарей.

Отрицательный электрод сделан в виде слоеного графита. В нем идут беспорядочные процессы, атомы, заряженные электричеством перемещаются по матрице, сохраняя напряжение. При разряде ионы лития взаимодействуют с кислородом, пройдя через катод направляются наружу. Заряжаясь ионы лития утрачивают первоначальное напряжение и оседают на поверхности анода до следующей зарядки. Заряжаясь процесс повторяется, но в обратном порядке. При работе, внутри корпуса могут скапливаться газы, их пары выводятся через специальные отверстия или выхлопы.

Технические характеристики литий титанатных аккумуляторов

• 30 – 110 Вт/кг – накопление энергии;
• при максимальной нагрузке устройство выдает удельную мощность от 3 000 до 5 100 Вт/кг;
• не более 177 Вт*ч/л плотность заряда;
• номинальное напряжение – 1,9 – 2,4 В, предельное разрядное – 1,5 В – 1,7 В;
• циклическая эффективность «заряд-разряд» при низких токах колеблется в пределах 95%, при более высоких понижается до 85%;
• 100 000 сохраняет 90% емкости батареи, 20 000 – 80%, некоторые производители сумели поднять последний показатель до 40 000 циклов разряд-заряд.

Аккумуляторы, произведенные на основе LTO способны работать при условиях сильного мороза (от минус 40 °С) и при сильной жаре (до плюс 55 °C). Саморазряд батареи за месяц от 2% до 5%. Гарантийный срок службы некоторые производители определяют более 10, а то и 20 лет, в зависимости от модели.

Литий титанатный аккумулятор: плюсы и минусы

Плюсами можно считать:

• невысокое внутреннее сопротивление;
• очень быстрая зарядка;
• бесперебойное и долгое время работы;
• высокие характеристики разрядных и зарядных токов;
• высокие эксплуатационные характеристики в сложных метеоусловиях;
• стабильность;
• безопасность.

Читайте также:  Аккумуляторные батареи Delta HR

Многие называют подобные изделия «зеленые» источники энергии, благодаря тому, что работу устройств можно считать экологически чистой. Жизненный цикл аккумулятора существенно увеличен за счет использования титанат лития при изготовлении анода. Устройство выдает более 20 000 циклов заряд-разрядов. При этом недостаток в том, что напряжение таких батарей падает в зависимости от их емкости. Пониженное рабочее напряжение 2,4 В из-за которого снижается показатель удельной энергии. Однако говоря о критических условиях работы данные аккумуляторы самые мощные среди аналогов, так как способны обеспечивать максимальный поток энергии.

Самым большим минусом LTO АКБ считается их медленное внедрение. Однако большая часть производителей начинает постепенно вводить сравнительно новую технологию производства электрических источников питания при создании подобных агрегатов.

Где применяются LTO АКБ

Явное преимущество LTO АКБ от других источников питания, позволяет широко использовать данный вид батарей в электрических транспортных средствах, светофорах, электростанциях, яхтах, зарядных станциях. Финансовых объектах, больницах, системах резервного питания, станциях связи, центрах телекоммуникации, самоуправляющихся метеостанциях, общественном транспорте.

При освещении улиц где основная подзарядка источника питания выполняется за счет солнечных панелей, накапливающих энергию от солнца. Увидеть подобную конструкцию можно в погодных радарах, источниках бесперебойного питания, для домашнего использования, вилочных погрузчиках.

Постепенно данный вид батарей начинают внедрять и в другие отрасли. Их можно увидеть в мобильных медицинских устройствах, наручных часах, видеокамерах, цифровых аппаратах и даже в сотовых телефонах и ноутбуках.

Правила эксплуатации и утилизация

Первичная зарядка устройства определена химической реакцией катода и анода. Дальнейший заряд возможен через подключение внешнего прибора. Заряжают LTO батареи только при условии подачи постоянного тока, устанавливается постоянное напряжение до полного заряда. Подобные устройства считаются необслуживаемые. Если батарея повреждена либо отказала в работе, отремонтировать ее нельзя. Открытие крышки устройства, сразу же разрушает пластины батареи.

Читайте также:  Аккумулятор HR03

Заряд нужно периодически проверять специальными приборами. Специалисты обязаны просматривать корпус на сохранность, клеммы, при необходимости счищать окисления, грязь. Замыкание контактов недопустимо.

Аккумуляторы считаются отходами 2 класса опасности. Утилизация таких батарей должна выполняться по особым правилам. Поэтому производители рекомендуют при утилизации литий титанатных батарей сдавать их специальным заводам, компаниям, которые могут выполнить их правильную переработку.

Подобные накопители энергии стали прорывом в современном производстве аккумуляторов. Их по праву можно назвать совершенными, эффективными, безопасными. Однако их большой недостаток определен высокой стоимостью и рыночным дефицитом.

Используемые источники:

• https://www.ixbt.com/storage/tapes/lto.html
• https://habr.com/company/hp/blog/97306/
• https://istochnikipitaniy.ru/akkumulyatory/batarei/lto.html