Sekundärspeicher

Bandlaufwerke

Bandlaufwerke lösten zu Beginn der 50er Jahre den ersten Sekundärspeicher, die Lochkarten ab. Von Bildern in alten Spielfilmen sind einem vielleicht noch die Bilder monströser Speicherbänke in Erinnerung, wo mehrere Bandlaufwerke Wissenschaftlern den Datenzugriff ermöglichten. Die Technologie der Magnetbandlaufwerke hatte damals enorme Vorteile und übertraf die Lochkartentechnologie auf fast allen Gebieten (bis auf die Haltbarkeit der Daten). Es konnten mit einem Male große Mengen an Daten quasi 'gleichzeitig' (durch eine entsprechende Anzahl von Bandgeräten) dem Rechner zur Verfügung gestellt werden. Die Zugriffszeiten und der Verwaltungsaufwand wurden auf einen Bruchteil reduziert. Außerdem boten sich die transportablen Speichermedien als idealen Austauschdatenträger für Mainframe- und Minicomputer an.

Die ersten Bandlaufwerke besaßen feststehende Köpfe. Sie hatten anfangs 9 Spuren und nutzen 1/2"-Bänder. Die ersten Datenbänder besaßen eine Speicherdichte von ca. 1600 Bit pro Zoll. Bis 1982 entwickelte sich die Technik bis zu einer Datendichte von 6250 Bit pro Zoll. Die Speichermedien erreichten Größen von 225 MB. Durch ihre Unflexibilität starben diese im Vergleich zu modernen Technologien antiken Laufwerke dann auch zu Beginn des Internetzeitalters wegen ungelöster Kompatibilitätsfragen aus. Keineswegs betraf dies jedoch das Speichermedium Band selbst. Als billigstes Medium wird es seine Daseinsberechtigung sicher noch hinüber ins neue Jahrtausend retten. Die Kapazitäten reichen heute von DDS-1 mit 2 GB bis zu 330 GB für High-End DD-2-19mm Bandgeräte von AMPEX. Seit dem Aussterben der 9-Spur-Technik setzten sich 4 Grundtypen bis heute durch:

• 4mm DAT (Digital Audio Tape) oder DDS (Digital Data Storage)

• 8mm Exabyte oder Sony AIT (Advanced Intelligent Tape)

• QIC (Quarter Inch Format)

• DLT (Digital Linear Tape) (0,5")

DAT (Digital Audio Tape)

Die ersten DAT-Laufwerke nach dem weltweit anerkannten ->DDS-Standard kamen 1989 auf den Markt. Die Bänder hatten eine Länge von 60m, die Kapazität betrug 1,3 GB und die maximale (unkomprimierte) Datentransfergeschwindigkeit 183 kB/s. Dies war im Vergleich mit dem damals gebräuchlichen QIC-150 Standard (150 MB, 90kB/s) sehr viel. Erreicht wurde diese Datendichte durch einen sich drehenden Kopf, um den das Band in einem bestimmten Winkel geführt wird. Durch dieses Aufzeichnungsverfahren wird eine extrem hohe Datendichte erreicht. Vergleicht man die Datendichten der oben erwähnten 9-Spur-Laufwerke mit der von DDS-3, erkennt man den Fortschritt: 6250 Bit/Zoll zu 122000 Bit/Zoll. Seit seiner Einführung hat sich der DDS-Standard weiterentwickelt:

1. DDS-1, 1,3 GB-2G B, 183 kB/s, 60-90 m Bandlänge

2. DDS-2, 4 GB, 366 kB/s, 120 m Bandlänge

3. DDS-3, 12 GB, 1 MB/s, 125 m Bandlänge

QIC (Quarter Inch Cartridge)

QIC Geräte waren Mitte der 80er Jahre für den Einsatz in Unix-Workstations und Mainframes sehr beliebt. Ältere Laufwerke (QIC-80 oder QIC-150) wurden jedoch bald zu klein für den zeitgemäßen Datenbestand, der sich mit der schnell wachsenden Kapazität der Festplatten schnell vergrößerte. Eine bahnbrechende Entwicklung auf diesem Gebiet gelang 1997 der Firma Tandberg, die MLR-Systeme (Multichannel Linear Recording) einführte. Die ursprüngliche Größe der Datenmedien wurde beibehalten wodurch sich die einzigartige Möglichkeit ergab, daß MLR-Geräte, die immerhin 12 GB speichern konnten, abwärtskompatibel bis zum früher oft verwendeten QIC-150 Standard waren. Dies machte diese Geräte besonders interessant als Upgradelösung für Systeme mit älterem Datenbestand. Durch die großen Bandlängen (fast 500 m) war nur die mittlere Zugriffszeit insbesondere im Vergleich mit DAT-Laufwerken eher schlecht. Die sequentielle Datenübertragungsrate konnte sich mit 1,5 MB/s Burst aber sehen lassen. Für die Zukunft plant Tandberg auch die Entwicklung und Einführung von MLR-2 und MLR-3 die 1998/99 jeweils 25 GB respektive 50 GB an Speicherkapazität zur Verfügung stellen sollen. Ob die Abwärtskompatibilität zu QIC-150 weiterhin beibehalten werden soll, ist jedoch fraglich.

8mm Exabyte Mammoth/Sony AIT

Im Jahre 1987 führte die Firma Exabyte das erste 8mm Laufwerk mit einer Kapazität von 2,6 GB (unkomprimiert) ein. Genauso wie DAT beruht das Funktionsprinzip dieser Geräte auf einem rotierenden Kopf, einer Technologie, die in den 50er Jahren für das Fernsehen entwickelt wurde. Aktuelle 8mm-Exabyte-Laufwerke rangieren von 3,6 GB bis 20 GB bei Bandlängen von 160 m. Das von Exabyte zu spät auf den Markt gebrachte Mammoth-Laufwerk (20 GB) sieht sich in jüngster Zeit der Konkurrenz von Sonys AIT-Laufwerken ausgesetzt. Diese liefern unkomprimiert 25 MB und 65 MB komprimiert, wobei hier ein speziell von Sony entwickelter optimierter Kompressionsalgorithmus (durchschnittlich 2,6:1) für hohe Kapazität sorgt. Weiter schaffte es Sony, die Zugriffsgeschwindigkeiten von 55 s (Mammoth) auf 20 s zu verringern und die Medienladezeiten von 27 s auf 7 s zu beschränken. Einer Anwendung in Bandbibliotheken für den maschinellen Zugriff auf sehr große Datenmengen bei relativ geringen Zugriffszeiten steht so nichts mehr im Wege.

DLT (Digital Linear Tape)

Im Rahmen eines Übernahmekaufes erwarb Quantum 1994 die von Digital entwickelte DLT-Technologie. Diese erfreut sich aufgrund ihrer zahlreichen Vorteile stetig wachsender Beliebtheit. Sie stellt eine hohe Kapazität zur Verfügung (die ersten Geräte lieferten 20 GB), die Transferrate hielt dem Vergleich mit jedem anderen vergleichbaren Bandspeichermedium stand, und die Medien waren äußerst robust. Hinzu kommt ein Punkt, der beim Einsatz anderer Bandtypen in Multimediabibliotheken (Near Line Storage) und anderen großen Datenbeständen schon oft zu Problemen führte. Während andere Backup- und Archivierungslaufwerke oft für eine 20%ige Einsatzzeit (ein Laufwerk läuft maximal 1/5 eines Tages) vorgesehen waren, wird in manchen Datenbeständen eine Einsatzzeit von bis zu 80% erreicht. Durch ihren geringen Verschleiß bieten sich DLT-Laufwerke für diese Aufgabe als ideal an. Die 4"-Medien sind quadratisch und enthalten nur eine Spule eines 1/2"-Bandes. In der Technik vergleichbar mit frühen 12-Spur-Laufwerken mit automatischem Bandeinzug stellen DLT-Laufwerke jedoch ein viel zuverlässigeres Speichermedium dar. Beim Quantum DLT 7000 wird eine mögliche 100%ige Auslastung angegeben, verbunden mit einer Kopflebensdauer von 30000 Stunden. Ein Band überlebt dabei ca. 500.000 Durchläufe. Die Datendichte bei diesem Laufwerk beträgt 416 Spuren pro Zoll.

Spuranordnung DLT-Laufwerk:

Trotz großer Fortschritte bei der Zugriffsgeschwindigkeit sind Bandlaufwerke eher als Tertiärspeicher zu verstehen. Sie eignen sich aufgrund ihres Aufbaus nur bedingt zum wahlfreien Datenzugriff. Das kontinuierliche Beschreiben von Bändern geht dagegen recht schnell. Moderne DLT/AIT-Laufwerke kommen auf derzeit bis zu 5 MB/s. Das beste Einsatzgebiet ist daher die Archivierung großer Datenmengen, auf die anschließend nur selten zurückgegriffen werden muß. Ideal einsetzbar sind Bandlaufwerke als Backupmedium. Da sich auf Datenbändern auch größte Informationsmengen abspeichern lassen (bei DLT-Laufwerken bis zu 50 GB), werden sie auch als Sekundärspeichermedium in sehr großen Datenbeständen (z. B. Wetterforschung, Genforschung) eingesetzt. Es gibt Autoloader, die imstande sind, z.T. auf mehrere hundert Speichermedien innerhalb weniger Sekunden zuzugreifen. Mit der Einführung der DVD-RAM (bis 18GB) könnten solche Systeme bald Konkurrenz bekommen, da die Kosten eines Wechslersystems und der Platzbedarf deutlich geringer ausfallen.