Магнитооптические накопители

Магнитооптические носители представляют собой многослойные диски, запись и чтение данных на которых основаны как на магнитных, так и на оптических свойствах. При обычных температурах носитель не подвержен влиянию магнитных и электрических полей и потому чрезвычайно надежен — считается, что гарантированный срок хранения данных превышает 30 лет.

Рис. 3.25. Принцип работы магнитооптического накопителя

Оптической частью магнитооптического накопителя является лазерный луч, который во время стирания работает в режиме высокой мощности, разогревая необходимый участок магнитооптического диска до температуры порядка 200°C (“точка Кюри”, в которой немагнитное в нормальных условиях вещество становится восприимчивым к магнитному полю). Это позволяет стереть любую существующую на разогретом участке информацию с помощью однородного магнитного поля, не задевая другие части диска, которые имеют нормальную температуру.

После этого лазерный луч и магнитное поле используются для записи информации в определенное место за счет увеличения излучаемой мощности лазера и приложения контролируемого магнитного поля к носителю.

При чтении данных используется эффект Керра: изменение поляризации отраженного лазерного луча в зависимости от направления намагниченности облучаемого участка диска. При считывании лазер используется в режиме низкой мощности для создания нейтрально поляризованного освещения на поверхности магнитооптического диска. Места на диске, которые содержат логический 0, отражают свет с углом поляризации, отличным от угла поляризации областей, содержащих логическую 1.

В старых магнитооптических накопителях для считывания и записи необходимы две различные операции, однако в более современных, начиная с Plasmon DW260, выпущенного в 1997 году, применяется метод LIMDOW (Light Intensity Modulated Direct Overwrite) для одной операции с определенными типами носителей. В накопителях LIMDOW магниты встроены непосредственно в сам диск, а не используются в виде отдельных магнитов, как в старых накопителях. Производительность накопителей LIMDOW достаточна для воспроизведения видеодан_ных в формате MPEG_2, а кроме того, они удобны для хранения больших объемов информации.

Магнитооптические устройства получили широкое распространение в компьютерных системах высокого уровня благодаря своей универсальности. С их помощью без особых проблем решаются задачи резервного копирования, обмена данными и их накопления. Однако достаточно высокая стоимость приводов и носителей не позволяет отнести магнитооптику к устройствам массового спроса. В этом секторе параллельно развиваются 5,25- и 3,5-дюймовые накопители, носители для которых отличаются в основном форм-фактором и емкостью.

В настоящее время известны обычные магнитооптические носители (Magneto Optical) с однократной записью стандарта CCW (Continuous Composite WORM) и перезаписываемые стандарта LIMDOW (Light Intensity Modulation /Direct OwerWrite). Последнее поколение носителей формата 5,25 дюйма достигает емкости 9,1 Гбайт. Стандартная емкость для 3,5-дюймовых носителей — 640 Мбайт. В формате 3,5 дюйма была разработана новая технология GIGAMO. Она обеспечивает емкость носителей в 2,3 Гбайт и полностью совместима сверху вниз с предыдущими стандартами. Накопители и диски форм-фактора 5,25 дюйма поддерживают технологию NFR (Near Field Recording), которая обеспечивает емкость дисков до 40 Гбайт.

Ленточные накопители

Существуют такие области деятельности, где до сих пор отлично чувствуют себя «древние» ленточные накопители, история которых прослеживается с 1972 года — времени появления стримера с кассетой формата QIC (Quarter-Inch tape Cartridge — четвертьдюймовая кассета). С тех пор ни один другой вид носителя не смог превзойти магнитную ленту по сочетанию низкой стоимости хранения единицы данных и надежности.

Стримеры широко используют в системах разведки, безопасности, связи, навигации и в десятке других областей, где надо непрерывно записывать огромные массивы данных при безусловном обеспечении надежности хранения. Для домашнего компьютера использование стримера может быть актуальным в случае увлечения владельца видеосъемкой.

На сегодняшний день существует несколько форматов носителей (и стримеров) на магнитной ленте. Одним из самых распространенных является формат Travan различных версий. Актуальная ныне спецификация Travan-5 имеет емкость кассет 10 Гбайт (20 Гбайт в сжатом виде) при скорости передачи данных до 1,8 Мбайт/с.

Спецификация DAT (Digital Audio Tape — цифровая звуковая лента) появилась, как явствует из названия, в сфере профессиональной звукозаписи. Этот формат характеризуется повышенной скоростью движения ленты, использующей технологию спиральной развертки. Емкость кассет стандарта DDS-4 достигает 20 Гбайт, а скорость передачи данных — 4,8 Мбайт/с.

В 1996 г. компанией Exodata был разработан собственный формат 8-мм магнитной ленты со спиральной разверткой — AIT (Advanced Intelligent Таре). В кассету встроена микросхема флэш-памяти, содержащая информацию о параметрах самой кассеты и расположении данных на ленте. Ныне действующая спецификация AIT-3 рассчитана на кассеты емкостью 100 Гбайт (260 Гбайт со сжатием данных) и скорость передачи данных до 12 Мбайт/с. Формат AIT-6 предусматривает увеличение емкости до 800 (2000) Гбайт и скорости до 95 Мбайт/с.

Компания Quantum выпускает стримеры с кассетами формата Super DLT (Digital Linear Tape), отличающиеся «нежным» обращением с лентой. В результате срок службы головки стримера достигает 30 тысяч часов. Емкость кассеты SDLT-320 составляет 160 Гбайт (320 Гбайт со сжатием данных), скорость передачи данных — до 16 Мбайт/с. Носители формата LTO (Linear Tape Open) разработаны как свободная от лицензионных отчислений версия SDLT. Согласно спецификации Ultrium кассеты LTO обеспечивают емкость 100 (200) Гбайт, а скорость передачи данных составляет около 20 Мбайт/с.

Рис. 3.26. Многодорожечная запись (технология ADR компании OnStream) и механизм записи со спиральным сканированием (технология DAT компании Sony).

Не секрет, что, попытавшись хотя бы раз использовать ленточные накопители в качестве устройств резервного копирования данных, многие пользователи переходят к другим технологиям. Это происходит по ряду причинам.

- Для создания резервной копии файлов или дисков практически всегда нужна специальная программа; несколько моделей ленточных накопителей, таких, как Tecmar (изначально Iomega) серии Ditto Max и OnStream ADR, позволяют получать прямой доступ к содержимому ленты, однако такая возможность далеко не универсальна.

- Восстановление данных с большинства ленточных устройств резервного копирования должно осуществляться на жесткий диск; с другими устройствами резервного копирования можно работать напрямую через букву диска.

- Восстановление и копирование данных на ленту происходит последовательно; пока не прочитана вся лента, последний сохраненный файл недоступен; другие устройства резервного копирования обеспечивают произвольный доступ, что позволяет найти любой файл в накопителе в течение нескольких секунд.

- Резервные копии на лентах требуют особого ухода — их легко стереть или поцарапать, что приводит к потере данных на ленте; остальные типы устройств резервного копирования более надежны.

- Дешевые ленточные резервные накопители, использующие технологию QIC, QIC_Wide или Travan, могут вместить данные всего жесткого диска, а по стоимости сравнимы с жесткими дисками. Современные жесткие диски обычно имеют емкость от 80 до 320 Гбайт и дешевле большинства ленточных накопителей такого же объема.

- Новейшие технологии резервного копирования, например создание зеркальной копии диска, конкурируют по простоте с ленточным резервным копированием и позволяют восстанавливать данные с более дешевых оптических накопителей, в частности CD-R.

По этим причинам некогда нерушимая позиция ленточных накопителей как обязательных устройств резервного копирования данных теперь оказалось довольно шаткой. На рынке появилось большое количество альтернатив ленточному резервному копированию.

Хотя ленточные накопители больше не являются панацеей от всех бед, они могут занять достойное место вобласти безопасного сохранения данных. Существует несколько серьезных причин, по которым могут понадобиться ленточные накопители резервного копирования.

- В ленточных накопителях можно использовать отдельные картриджи для каждого пользователя, отдельного компьютера или сетевого сервера.

- Если вы или ваша компания до этого делали резервные копии на лентах, вам понадобится ленточный накопитель для работы с этими данными или для их восстановления. Ленточные накопители резервного копирования понадобятся в том случае, если вам потребуется восстановить старые резервные копии.

- Если вам нужен простой метод переноса данных для сохранения нескольких полных резервных копий систем, ленточный накопитель окажется неплохим выбором.

В общем, ленточные накопители используются тогда, когда большая емкость и высокая надежность носителей играют первостепенную роль. Накопители этого типа могут показаться вначале довольно дорогими, но благодаря низкой стоимости носителей все-таки оказываются достаточно экономными.

Переносные диски

Внешние переносные жесткие диски не относятся к какойлибо особой категории носителей — их параметры в точности соответствуют внутренним моделям. Технические решения, обеспечивающие переносимость обычных жестких дисков (Mobile Rack), известны сравнительно давно (благодаря внедрению «противоударных» технологий) и успели завоевать популярность среди массовых пользователей. Суть технологии заключается в том, что в корпусе компьютера, в одном из отсеков для внешних устройств (обычно формата 5,25 дюйма) устанавливается разъем, подключенный к интерфейсу IDE/ATA и блоку питания. В этот отсек может вставляться съемный пластиковый контейнер с соответствующим разъемом, внутри которого закреплен обычный жесткий диск. При подключении к системе жесткий диск опознается как еще один винчестер и конфигурация происходит автоматически. Если необходимо перенести данные на другой компьютер, они копируются на переносной диск, система выключается, контейнер вынимается из отсека и переезжает в такой же отсек, оснащенный таким же разъемом.

В последнее время на рынке расширяется предложение внешних накопителей с интерфейсами FireWire (IEEE1394) и USB 2.0, которые превосходят систему Mobile Rack (с интерфейсом IDE) по универсальности. Поддержка USB обеспечена на всех без исключения платах стандарта ATX, однако по скорости работы такое решение не вполне удовлетворяет современным требованиям. К тому же USB не всегда может обеспечить жесткий диск достаточным электропитанием и иногда требуется дополнительный кабель на порт PS/2 или внешний блок питания. Однако появившиеся в последнее время вполне доступные по цене внешние накопители 320 - 500 Гбайт с питанием от разъема USB, а также накопитель с емкостью 1 Тбайт (появляются на рынке уже и 1,5 – 2 Тбайт) с внешним питанием, говорят сами за себя. Простое сравнение (в ценах лета 2009 года): в одном и том же магазине продаются диски DVD-RW по 45 рублей (около 10 р за Гбайт) и внешний накопитель Seagate 1 Тбайт по 5700 рублей (5,7 р/Гбайт). А ведь DVD еще надо отписать, да еще можно поцарапать!