作為數(shù)據(jù)中心的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，綠色存儲成為綠色數(shù)據(jù)中心關(guān)注的焦點。與HDD磁盤相比，LTO磁帶存儲的應用在綠色存儲發(fā)展之路上，彰顯出來了更多的時代魅力。在減碳共識下，冷存儲王者，磁帶當仁不讓，正在成為更多企業(yè)的優(yōu)選。

數(shù)據(jù)量暴增，冷數(shù)據(jù)存儲應該采用更節(jié)能減排的方式

全球數(shù)據(jù)量暴增，已經(jīng)成為了有目共睹的現(xiàn)實。

來自IDC的分析指出，備受物聯(lián)網(wǎng)（IOT）、人工智能、5G、云計算、自動駕駛等新興技術(shù)的影響，全球數(shù)據(jù)圈的信息量到2025年將增加到175ZB，要知道在2018年這個數(shù)據(jù)總量只有33ZB，7年時間增長430％左右。

全球數(shù)據(jù)總量每年呈現(xiàn)出驚人的增長，其中企業(yè)數(shù)據(jù)存儲復合年增長率達到27％，大約每三年翻一番，許多大型組織的數(shù)據(jù)每兩年翻一番。然而在針對數(shù)據(jù)存儲模式的選擇上，對于很少被訪問的數(shù)據(jù)，更適合選擇冷存儲形態(tài)的數(shù)據(jù)歸檔，沒有必要采用HDD磁盤或閃存等能耗高的熱存儲或溫存儲模式。

既然全球已經(jīng)進入了需要對大容量數(shù)據(jù)進行靈活、安全、廉價、長期保管的時代，那么在數(shù)據(jù)存儲領(lǐng)域，為了實現(xiàn)2050年前后的碳中和化，包括日本在內(nèi)的很多國家都提出了如何選擇適當?shù)拇鎯�介質(zhì)，并優(yōu)化由于在數(shù)據(jù)保存中消耗電力所產(chǎn)生的二氧化碳排放量的目標。

更有意思的是，2021年11月，某機構(gòu)進行了全球范圍內(nèi)有關(guān)數(shù)據(jù)領(lǐng)域的環(huán)保意識調(diào)查，調(diào)查覆蓋員工數(shù)量100人以上的美國、德國、日本和中國的企業(yè)管理層，調(diào)查對象包括了這些企業(yè)的1200位CEO、CFO、CSO、CTO以及CIO。調(diào)查結(jié)果表明，現(xiàn)在IT領(lǐng)域管理層普遍對環(huán)境問題認識不足，半數(shù)以上的管理者很難理解數(shù)據(jù)的利用、保管上所消耗的電能與二氧化碳排放量的增加之間存在著緊密的聯(lián)系。

但是，相對于其他三國而言，中國的企業(yè)管理層在環(huán)境保護意識方面相對較強，98％的管理者回答了環(huán)保在其的決策過程中“很重要”以及“重要”。雖然中國的企業(yè)管理層環(huán)保意識在提高，但在一定程度上忽視了IT方面也是環(huán)境破壞“大戶”，對于如何減少數(shù)據(jù)領(lǐng)域二氧化碳排放以及如何更合適地選擇管理和保存數(shù)據(jù)的方法上認知較少�？梢姡�如何抑制IT方面的二氧化碳排放，必然會成為今后非常重要的課題。

值得關(guān)注的是中國的企業(yè)管理層對于數(shù)據(jù)存儲模式比較開放，86％的受訪者充分認識到熱數(shù)據(jù)與冷數(shù)據(jù)的存儲方式應該不同，冷數(shù)據(jù)存儲應該采用更節(jié)能減排的方式，95％的受訪者表示愿意接受更合理的數(shù)據(jù)存儲方式。

此外，還有一組重要的數(shù)據(jù)表明，既要滿足節(jié)能減排，又要滿足數(shù)據(jù)歸檔的冷存儲，依靠磁帶存儲成為了不錯的選擇。

一方面，到2021年，全球?qū)⒂?．3 ZB的數(shù)據(jù)被存儲，其中62％的數(shù)據(jù)會選擇HDD磁盤存儲，9％的數(shù)據(jù)選擇固態(tài)硬盤（SSD），15％的數(shù)據(jù)選擇磁帶存儲，14％的數(shù)據(jù)選擇NVM和光盤存儲。從中可見磁帶存儲的發(fā)展?jié)摿σ廊痪薮蟆?/p>

另一方面，這五類存儲具有不同的介質(zhì)、技術(shù)與經(jīng)濟性。就HDD磁盤而言，質(zhì)保期一般在5年左右，而磁帶介質(zhì)壽命通常超過了30年，只要在正常的工作狀態(tài)和適宜環(huán)境中保存，磁帶的壽命可達70年，甚至更長時間，而且關(guān)鍵的問題是磁帶存儲的數(shù)據(jù)完整無損。

不僅存儲介質(zhì)壽命有著如此大的區(qū)別，而且在存儲密度、TCO成本、穩(wěn)定性方面也有著明顯的不同。與HDD磁盤相比，磁帶的存儲密度更具有優(yōu)勢，采用納米級磁性顆粒后，磁顆粒變小，物理性能更加穩(wěn)定，單位面積存儲數(shù)據(jù)容量更大。同時磁帶的擴容成本更低，一個磁帶驅(qū)動器對應多個磁帶產(chǎn)品，擴容成本主要聚焦在存儲介質(zhì)本身，但HDD磁盤擴容的成本是整體性的，同時還必須考慮到日常功耗帶來的成本。此外磁帶本身的介質(zhì)特性帶來了長久保存的穩(wěn)定性，已經(jīng)多次在極端的環(huán)境下得到驗證，磁帶存儲已經(jīng)被證明每讀寫1萬PB數(shù)據(jù)量后才有可能出現(xiàn)一次故障，本身可選擇的不可覆蓋無法修改的特性，一次寫入可以多次讀取，更利于重視數(shù)據(jù)保存合規(guī)方面的用戶要求。

當前，在存儲的所有信息中有60％到80％屬于冷數(shù)據(jù)，這些冷數(shù)據(jù)而言，訪問頻次雖然低，卻仍然具有價值，并且不能刪除，通常保存在HDD磁盤上。如果將冷數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到現(xiàn)代磁帶存儲上，必然為全球節(jié)能減排帶來很好的效果。因此，為了將積累的大量冷數(shù)據(jù)活用到下一代技術(shù)的開發(fā)上，今后對冷數(shù)據(jù)進行安全、廉價且長期保管的需求會越來越多。

可見，節(jié)能減排勢在必行，對于可持續(xù)發(fā)展而言，磁帶的廣泛應用更有現(xiàn)實意義。據(jù)富士膠片對LTO 8二氧化碳當量的生命周期估計，包括磁帶驅(qū)動器使用產(chǎn)生的二氧化碳，在十年的生命周期內(nèi)將產(chǎn)生0．114kg的二氧化碳當量，比HDD磁盤減少95％。

根據(jù)Brad Johns咨詢公司的研究，對比硬盤和磁帶歸檔十年以上的平均成本，假設(shè)需要對100PB信息進行10年的保存， 并對其存儲介質(zhì)的影響進行評估。與僅使用HDD磁盤的解決方案相比，將HDD磁盤上60％的數(shù)據(jù)動態(tài)歸檔到磁帶上，那么將減少57％的碳排放、48％的電子垃圾以及44％的總擁有成本（TCO）。此外，如果所有的數(shù)據(jù)都是冷數(shù)據(jù)，并被轉(zhuǎn)存到磁帶上，碳排放量將減少95％、電子垃圾減少80％，總擁有成本（TCO）降低73％。放眼全球，將硬盤上60％的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到磁帶上，可以減少7200萬噸的碳排放，這對全球碳排放的降低有著極大的貢獻。對于企業(yè)來說，在幫助全球降低碳排放和 電子垃圾的同時，通過實施這一遷移所節(jié)省的TCO，其經(jīng)濟收益也十分吸引人。

磁帶存儲加速創(chuàng)新，LTO 9擔當新數(shù)據(jù)時代重任

實際上，磁帶冷存儲再次熱起來，與LTO技術(shù)的不斷發(fā)展分不開。

早在1997年11月，由HP、IBM、Seagate聯(lián)合推出了LTO（Linear Tape Open）技術(shù)，即線性磁帶開放協(xié)議。自二十多年前推出第一代以來，從LTO 1到LTO 2、LTO 3、LTO 4、LTO 5、LTO 6、LTO 7、LTO 8、LTO 9，帶來了磁帶讀寫速度與容量的不斷升級。

對比一下影響力頗大的LTO 8與LTO 9，就富士膠片的LTO Ultrium 8與LTO Ultrium 9系列磁帶而言，LTO 8采用了BaFe鋇鐵氧體磁性材料，及富士膠片專利的納米超薄涂層技術(shù)。原生數(shù)據(jù)可以存儲12TB容量，壓縮數(shù)據(jù)高達30TB，存儲速度為750MB／s，在未壓縮情況下可以實現(xiàn)360MB／s。

LTO 9采用了富士膠片NANOCUBIC獨有技術(shù)后，將鋇鐵氧體磁性材料配置成細顆粒，均勻分布在磁帶表面，形成光滑薄磁性層。原生數(shù)據(jù)可以存儲18TB容量，壓縮數(shù)據(jù)高達45TB，比LTO 8系列磁帶提高了50％。存儲傳輸速度為1000 MB／s，在未壓縮情況下也可以達到400MB／s，相比LTO 8有了明顯提高。

值得一提的是在可靠性方面，LTO 9表現(xiàn)更為突出，富士膠片LTO Ultrium 9系列磁帶實現(xiàn)了高品質(zhì)的回讀信號和低錯誤率。通過優(yōu)化材料設(shè)計，讓磁頭高精度跟蹤和運行耐久性得到了很好保障，可以穩(wěn)定讀取和寫入數(shù)據(jù)，帶給數(shù)據(jù)中心用戶很高的可靠性。

其安全性表現(xiàn)更令數(shù)據(jù)中心用戶所認同，磁帶存儲具備不可改變性、實現(xiàn)磁帶硬件層面加密、擁有真正物理隔離，能夠在網(wǎng)絡(luò)隔離的狀態(tài)下保管數(shù)據(jù)，可以很好避免系統(tǒng)故障、病毒感染、網(wǎng)絡(luò)攻擊等可能帶來的數(shù)據(jù)損壞、滅失風險，有效防護勒索軟件的破壞，讓用戶重要數(shù)據(jù)可以安全保存。加上采用BaFe磁性體的磁帶具有50年以上磁性穩(wěn)定屬性。與HDD磁盤存儲相比，磁帶存儲能夠明顯有效降低能耗進行數(shù)據(jù)的長期安全保管，這成為每個綠色數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的良好策略之一。

隨著5G、4K／8K高清視頻的推廣、IoT發(fā)展、AI大數(shù)據(jù)分析的普及，全球數(shù)據(jù)量劇增，其中訪問頻率低的冷數(shù)據(jù)占了全球數(shù)據(jù)總量的80％以上。憑借LTO 9的優(yōu)勢技術(shù)能力，自然實現(xiàn)了對海量數(shù)據(jù)進行低成本的長期安全保管，從而在數(shù)據(jù)中心必將獲得越來越廣泛的應用。LTO Ultrium 9系列磁帶滿足全球?qū)��?shù)據(jù)存儲、網(wǎng)絡(luò)安全和節(jié)能減排等方面不斷變化的需求，從而為綠色數(shù)據(jù)中心的可持續(xù)發(fā)展擔當重任。

在2021年9月7日，富士膠片的FUJIFILM LTO Ultrium 9磁帶產(chǎn)品已經(jīng)在全球銷售。

然而，線性磁帶開放LTO產(chǎn)品路線圖已經(jīng)呈現(xiàn)出第12代，預計單盤容量原生數(shù)據(jù)存儲可以高達144TB，壓縮后甚至可以實現(xiàn)360TB。在2020年底，富士膠片與IBM共同研發(fā)了一項新的磁帶技術(shù)，實現(xiàn)存儲密度為每平方英寸317GB，這意味著采用該項磁帶技術(shù)制造的一盤磁帶，存儲容量將高達580TB。

LTO技術(shù)創(chuàng)新帶來每平方英寸比特數(shù)的單位面積密度持續(xù)大幅度提升，這意味著每一代的LTO誕生都必然將存儲更多數(shù)據(jù)，并帶來總體擁有成本TCO降低，實現(xiàn)二氧化碳排放的降低。

對于數(shù)據(jù)中心而言，可再生資源利用僅占據(jù)總體能源消耗比較小的比例，節(jié)約能源和優(yōu)化能源使用自然成為每一個大型數(shù)據(jù)中心運營商必須關(guān)注的重點。通過同等重視減少能耗和減少能源浪費，有助于大型數(shù)據(jù)中心運營商更好地實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。磁帶存儲通過離線存儲數(shù)據(jù)而不消耗能源，對于用戶而言可以將磁帶系統(tǒng)作為近線、動態(tài)歸檔存儲，在不消耗處理能力的情況下實現(xiàn)生產(chǎn)性使用，在不讀寫數(shù)據(jù)時幾乎不需要耗電環(huán)境資源�？梢�，借助磁帶存儲技術(shù)的應用，必然有助于加速綠色數(shù)據(jù)中心的建設(shè)。

富士膠片創(chuàng)新性地將磁帶存儲中的鋇鐵氧體（BaFe）進化為鍶鐵氧體（SrFe）后，磁帶將獲得更高的存儲密度，而且性能屬性也大大提升。當前磁帶存儲每年保持30％的增長速度，平均2．5年容量即可翻一番。除了磁帶介質(zhì)本身的發(fā)展?jié)撡|(zhì)外，目前磁帶機與磁帶庫產(chǎn)品的相關(guān)供應商也保持著行業(yè)發(fā)展的步伐，在生態(tài)構(gòu)建、磁帶整體解決方案方面不斷完善與豐富。

面向未來，整合磁帶方案優(yōu)勢助推冷存儲更綠色。通過磁帶存儲既能降低成本又能降低能耗的可持續(xù)性方案，讓每個綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)實現(xiàn)碳排放顯著減少，對環(huán)境的影響也降到最低，減少開支提高利潤，也方便落地實施。

IDC的分析認為，結(jié)合可持續(xù)存儲戰(zhàn)略，加速綠色數(shù)據(jù)中心的發(fā)展，在全球范圍內(nèi)，協(xié)同專項轉(zhuǎn)向磁帶存儲所能避免的耗電量和二氧化碳排放值得關(guān)注。

目前，在企業(yè)數(shù)據(jù)保管中已經(jīng)采用磁帶存儲的微軟Azure負責人Jason Adrian分析指出，作為離線保存數(shù)據(jù)的磁帶，不僅日常保存不會消耗電力，而且磁帶由較少的材料制造而成，相對于使用大量的鋁、玻璃、磁性體制造的硬盤，磁帶在使用時耗電量低，對資源的消耗量也很低，因而在冷數(shù)據(jù)存儲領(lǐng)域，磁帶表現(xiàn)出更為合適的現(xiàn)實優(yōu)勢。

磁帶存儲不僅對于大型數(shù)據(jù)中心的綠色低碳發(fā)展有利，削減以數(shù)據(jù)中心為首的存儲領(lǐng)域CO2排放，同時對于生命科學、數(shù)字媒體、醫(yī)療成像、金融歸檔、宇航探索、視頻安防、自動駕駛等具有大量存儲數(shù)據(jù)的行業(yè)來說，將冷數(shù)據(jù)從硬盤轉(zhuǎn)存到磁帶存儲，不僅是加速推進節(jié)能減排的有效舉措，也是保護關(guān)鍵業(yè)務數(shù)據(jù)和實施災難恢復解決方案的有效途徑。

隨著LTO磁帶技術(shù)的創(chuàng)新加持，面向可持續(xù)發(fā)展，每個綠色數(shù)據(jù)中心都不能少了磁帶技術(shù)帶來的綠色存儲。由此而言，磁帶的角色正在發(fā)生轉(zhuǎn)變，這進一步提高了它的綠色環(huán)保價值，成為冷存儲當仁不讓的王者。（by Aming）

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