为什么科技巨头会采用老式磁带存储

本周，IBM 推出了 Diamondback 磁带库，重申了其立场：磁带是一种会长期存在的数据存储形式。没错，磁带，有点像上个世纪 VHS 磁带和盒式磁带中的磁带。

IBM 存储策略师 Shawn Brume 表示：“众所周知，磁带在沙漠中存在了 40 年，但仍然可以恢复。2010 年，当所有用于 [Nimbus 卫星项目] 的数据都从当时已有 46 年历史的磁带中恢复时，磁带的健康状况才真正得到了解。”

IBM 认为，这一特性使磁带成为存储不需要频繁访问的档案数据的理想介质。磁带还可以用作“隔离”备份，即重要或敏感文件的离线版本，可以抵御网络攻击。Brume 指出，磁带上保存的数据类型包括财务记录、医疗记录、个人身份信息和属于合法保留的文件。

除了提供针对不断演变的网络威胁的保护外，磁带在电力使用方面也更为节约。“磁带在存储静态数据时不消耗任何能源。即使在提取文件时，它也消耗很少的能源，因为它并不试图以高性能的方式进行提取，”Brume 说。

IBM 磁带的规格

那么磁带能做什么呢？

一盘磁带大约 3 英寸 x 3 英寸，厚 3/4 英寸。它比硬盘驱动器 (HDD) 小，但重约 0.6 公斤（大约一磅多一点）。一盘磁带可以存储 18 TB 未压缩数据，45 TB 压缩数据。IBM 正在努力在下一代技术中将这一容量翻一番。

磁带库的大小不一，从可以放在桌子上的磁带库到小冰箱大小的磁带库（约 8 平方英尺）。小冰箱大小的磁带库可以容纳 1,584 个磁带盒。IBM 宣称其 Diamondback 磁带库将成为市场上最密集的磁带库。它将能够容纳 69 PB 的信息，而占用的空间却不到 8 平方英尺。

“你从一个磁带驱动器中获取一个数据流，然后你访问该数据，虽然需要等待一段时间，但它仍然会很快返回给你：压缩后每秒 1,000 兆比特，”Brume 说。

磁带与其他存储技术的匹配程度

布鲁姆说，在高度数字化的世界里，磁带是唯一使用模拟信号传输部分数据的技术之一。“从根本上讲，磁带很像硬盘。它使用磁性材料。但在这种情况下，磁带实际上是一层材料（通常是尼龙）的底层，上面有磁性涂层。磁带不是旋转的磁盘，而是穿线的。它看起来像 VHS 磁带，但要坚固得多。”

磁带以线性方式进入磁带驱动器，然后进入磁带盒。写入时，磁带头接收电子信号并产生一个微型磁场，该磁场可以改变薄膜上材料的极性，形成零和一的图案。一旦数据写入磁带，就无法更改（但可以擦除和重写）。

IT 市场情报公司 IDC 基础设施软件平台研究副总裁 Phil Goodwin 表示：“LTO 磁带（一种开放标准磁带数据存储技术）的不变性和加密功能，以及创建‘空气间隙’（取出磁带并将其存储到保险库中）的简便性，使磁带成为确保数据在勒索软件面前存活的关键武器。”

尽管表面上如此，但使磁带达到其存储容量的技术实际上非常先进。卡内基梅隆大学电气与计算机工程教授詹姆斯·贝恩说：“这些技术包括先进的超薄塑料基板、精密的多通道磁头、采用巨磁电阻的先进读取传感器、先进的跟踪系统和钡铁氧体颗粒等新型介质。”

HDD 不是以线性路径写入数据，而是以同心圆路径写入数据。这意味着使用 HDD，磁头可以轻松移动到磁盘上的某个位置，以便轻松访问数据，而使用磁带，这种调用能力较慢。“当然，我们都比闪存慢，因为闪存只是充电后的电子，”Brume 指出。

然而，磁带的优势在于它永远不需要充电。“你可以把磁带拿走，也可以把它放在架子上，”布鲁姆说。“如果你让硬盘驱动器断电太久，磁头上就会沾上粘稠的东西，然后它就无法写入或读取了。”

此外，即使经过很长一段时间，磁带上存储的数据完整性也不会受到太大影响。“如果你有一台笔记本电脑，并且里面装了很长时间的硬盘，你会发现硬盘速度真的很慢，”布鲁姆说。“磁带没有这个问题。磁带的设计就是不被访问。”

尽管磁带、硬盘和 DNA 等更具推测性的数据存储形式有诸多好处，但 Brume 认为，它们在技术生态系统中都有自己的一席之地。该领域的一些专家也认同这一观点。

“关于磁带的信息是，正如 SSD 不会取代 HDD 一样，HDD 也不会取代磁带系统。它们都共存于分层存储架构中，成本和延迟在系统的每个级别都得到平衡，”Bain 说。“随着数据中心的增长，这些分层方法更有意义，因为财务风险变得更高。”

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IBM 磁带团队是 DNA 存储联盟的一部分。“我们非常感兴趣，因为它代表了另一个层次。这就像 HDD 和磁带之间的区别。HDD 比磁带快，如果你读 DNA 上的技术，你谈论的是每秒 2 兆比特，”Brume 说。“但如果您需要保留数据，并且想要多个副本，而且无论你恢复的速度有多快，但你需要永久保留它，DNA 将成为未来的绝佳选择，因为它非常开放。我们非常了解它。我们知道如何绘制它。”

对于使用激光蚀刻玻璃盘进行数据存储的创新者来说，布鲁姆说，他们仍然必须应对为激光器创造冷却环境以及所需的功率和激光器数量的挑战。

对于贝恩来说，尽管全息、烧制玻璃或 DNA 等竞争技术很有趣，但他认为仍有一些问题需要先解决。“DNA 之类的东西非常有吸引力，因为它们可以达到的密度可能非常高，”他说。“然而，任何存储系统都必须解决许多其他问题，如读写机制、延迟、稳健性、纠错和冗余等。”

哪些公司仍在运营中使用胶带

超大规模公司（规模已经发展到足以提供自己的基础设施或通过其基础设施获得大量数据的公司）始终需要多种不同形式的技术来处理进入其系统的各种数据，以支持一系列服务。

这些组织包括 CERN，以及亚马逊、谷歌、Meta、百度、阿里巴巴和腾讯等公司。

IDC 研究经理 Johnny Yu 表示：“磁带在使用寿命、财务成本和碳足迹成本方面优于硬盘和闪存，但在访问速度方面却逊色不少。您不会想将实时生产数据甚至备份放在磁带上，但对于需要长期保留的任何不经常访问的数据（如医疗记录或档案数据）而言，磁带是完美的选择。”

IT 分析公司 ESG 的数据管理和分析业务总监 Christophe Bertrand 指出，数据并不短缺。“磁带是一种独特的介质，可以相对快速地存储大量数据，”他说。这些有价值但不经常访问的数据的新用例（如渲染系统、分析、模型和模拟）一直在涌现。

Bertrand 表示，随着企业推动供应商满足可持续性要求，磁带因其低功耗和可回收性而变得越来越受欢迎。他指出，从长远来看，磁带肯定会在该领域面临更多竞争，“但这项新技术需要多长时间才能成熟，并达到合理的规模和价格水平？”