В 2022 году компания «IBM» представила публике ультрасовременную систему, обещающую стать настоящим прорывом в технологии хранения данных. Однако внутри её стильного корпуса находится материал, который людям среднего и старшего возраста покажется до боли знакомым. Это магнитная лента, которая наряду с бумажными перфокартами принадлежит к числу самых старых компьютерных технологий.
Практически такие же ленты находились внутри видеокассет. Они старше вакцины от полиомиелита и застали живого Сталина.
В последние годы, тем не менее, объем данных, хранящихся на таких носителях, постоянно растет, в то время как продажи жестких дисков падают. Почему? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно вспомнить, как развивались эти устройства.
Ленточные накопители появились в пятидесятых, когда данных для хранения было, откровенно говоря, немного. Компьютеры того времени были, по сути, гигантскими калькуляторами. Никто не складировал на них фотографии, видеоигры и огромные архивы сомнительной информации.
Магнитные ленты использовались для записи текстовых строк небольшой длины. Эти полоски были разделены на несколько дорожек, обычно семь или девять, и на каждой из них располагались крошечные намагниченные участки, позволявшие внешним устройствам считывать единицы и нули. Одновременная обработка показаний всех дорожек давала полноценный шестибитный или восьмибитный символ. Чем больше таких участков было на ленте, тем больше символов на ней помещалось.
Но уже к концу пятидесятых у ленточных накопителей появился очень достойный конкурент – жесткие диски. Работали они практически по тем же принципам, но намагничивание участков происходило на металлическом диске, который мог быстро вращаться. Площадь его поверхности была намного меньше, но за счет кручения он предоставлял доступ к информации гораздо быстрее.
Если на длинной магнитной ленте поиск нужной области хранения занимал более минуты, то здесь было достаточно всего пары миллисекунд. Так жесткие диски стали стандартом для потребительской электроники, в то время как ленточные накопители канули, как казалось, в небытие. Без возможности воскрешения.
В последующие десятилетия в совершенствование жестких дисков были вложены огромные деньги. Размеры магнитных элементов уменьшались, а их количество на одном устройстве стремительно росло. В течение некоторого времени емкость жестких дисков увеличивалась примерно на 40% в год. Они становились все производительнее и дешевле. Если сравнить современные носители с теми, что были в пятидесятых, они вмещают в 650 миллионов раз больше данных на единицу площади и подешевели в три с половиной миллиарда раз, если принять в качестве отправной точки стоимость хранения одного бита данных.
Но в последнее время производители жестких дисков столкнулись с серьезной проблемой. Жесткие диски перестали быстро прогрессировать. Годовой прирост в емкости составляет уже не 40%, а в лучшем случае 10-15. Преградой стали неумолимые законы физики. Дело в том, что чем меньше становятся магнитные частички диска, тем слабее генерируемый ими сигнал. Они практически достигли так называемого суперпарамагнитного предела, ниже которого миниатюризация перестает быть возможной.
Самый вместительный жесткий диск на потребительском рынке сегодня имеет емкость в 24 терабайта, и пока не изменятся законы физики, намного улучшить данный показатель вряд ли удастся.
Может показаться, что 24 терабайта – это много. Обычный пользователь будет заполнять это пространство в течении нескольких лет. Но для крупных транснациональных корпораций это действительно большая проблема.
По имеющимся подсчетам, в каждом последующем году в мире отправляется на хранение в 21 раз больше данных, чем в предыдущем. Мощности, использующиеся под это часто бесполезное складирование, практически не очищаются. Это указывает на то, что человечеству как воздух нужна новая технология хранения, которая могла бы идти в ногу со временем. И проницательный читатель с самого начала понял, что это именно магнитная лента.
Вспомним, что она очень похожа на жесткий диск, но обладает гораздо большей площадью хранения данных. Что будет, если плотность упаковки информации приблизить к той, которая стала физическим пределом для традиционных на сегодняшний день носителей?
Теоретически емкость ленточного накопителя можно довести до 200 гигабайт на дюйм. Это значит, что при длине «бобины» в 1140 метров одно устройство может вместить до 9000 терабайт.
Крутящиеся жесткие диски по-прежнему обеспечивают гораздо более быстрое считывание данных, но в случае с гигантскими архивами, к которым обращаются очень редко, большая скорость ни к чему. Кроме того, магнитные ленты долговечнее жестких дисков и гораздо дешевле.
В общем и целом, можно предположить, что в дальнейшем все большие архивы будут храниться именно на магнитной ленте.