Старые добрые ленточные хранилища делают камбэк. Откуда взрыв популярности?
Накопители с магнитной лентой могут показаться какими-то динозаврами из эпохи дискет, чудом дожившими до наших дней. Информацию на такие записывали еще наши деды — вспомним советские аудиокассеты МК-44, которые нужно было проматывать, вставив карандаш. Собственно, кто-то еще помнит само слово «магнитофон», и откуда оно появилось?
Магнитные ленты постепенно отходили на второй план, вытесняемые SSD, HDD и так далее. Олдскульный формат хранения данных находился в упадке. Отгрузки накопителей снизились с 800 000 единиц в 2008 году до 400 000 единиц в 2010 году. И менее чем до 250 000 единиц к концу 2016 года.
И правда, кому он нужен, этот формат прошлого века, если у нас для всего сейчас есть флешки и облака?
Но с 2016 года всё начинает меняться. Производство накопителей с магнитной пленкой в мире начинает расти на 30–40% в год. Сейчас каждый год отгружается уже под 150 эксабайт (миллионов терабайт) таких накопителей. Для сравнения, HDD в мире в год продается примерно на 1000 эксабайт. То есть, две индустрии отличаются меньше чем на порядок. При этом продажи HDD продолжают падать со своего пика в 2010 году уже двенадцатый год подряд. А продажи устройств на магнитных лентах, наоборот, очень быстро растут. Последние годы — рекордными темпами для индустрии.
Что вообще происходит?
Данные на ленте
Существуют системы хранения на основе магнитных лент, восходящие еще к первым коммерческим ПК 50-х годов. Но те накопители, которые активно используются сегодня, это Linear Tape-Open (LTO). Они появились чуть позже, в 90-х. По сути, это открытый стандарт для хранения данных, созданный межотраслевым консорциумом и выпускаемый сегодня такими компаниями, как HP Enterprise, IBM и Quantum Corporation.
Картриджи LTO с виду довольно похожи на жесткие диски, они примерно такие же по размерам и сравнимы по стоимости. Только внутри — одна магнитная пленка на большой катушке.
Прошлый год был особенно звездным для LTO. Согласно отчету о продажах, основанному на данных компаний, ответственных за производство лент LTO, в 2021 году было отгружено 148 экзабайт общей емкости лент. Это намного больше, чем в 2020-м, когда было отгружено 105 экзабайт (на фоне пандемии). Или в предыдущем рекордном году, 2019-м, когда емкость составила 114 эксабайт. Такого роста индустрия не видела 15 лет. И, по всей видимости, нет причин думать, что он остановится.
Развитие индустрии
Всё больше важной информации в мире хранится на лентах. Научные данные о физике частиц, астрономические данные, национальные архивы, культурное наследие, банковские данные и так далее. Google сообщал, что записывает резервные копии на пленку, в том числе даже для всех наших Gmail. И в Azure тоже говорят, что используют плёночное оборудование для дополнительной защиты своих пользователей.
Небольшое хранилище с картриджами
Всё последнее десятилетие индустрия очень тихо, но стабильно развивалась, в основном усилиями IBM. Казалось бы, только в 2015-м появился картридж LTO-7, способный хранить 6 ТБ данных. А сейчас все активно переходят уже на LTO-9 с емкостью 18 ТБ. Ожидается, что один картридж стандарта LTO-12 будет хранить до 144 ТБ данных, что находится за пределами всех остальных носителей.
Два года назад IBM с Fujifilm в качестве эксперимента даже создали ленточный накопитель объемом 580 ТБ — рекорд среди любых носителей информации. Максимальная емкость SSD, например, не превышает 100 ТБ, а жестких дисков — около 30 ТБ.
В плане характеристик LTO сейчас развиваются куда быстрее чем HDD. Даже скорости считывания и записи данных за последние шесть лет у магнитных лет тоже повысились в три с лишним раза (до 1000 МБ/с). Они у лент теперь выше, чем у HDD. Проблема осталась только в скорости поиска данных: листать ленту долго, это может занять вплоть до минуты (вместо 10–20 миллисекунд у конкурентов). Но постепенно это время сокращается.
Начиная с пятого поколения LTO также поддерживают разбитие на разделы. Это, в частности, позволяет использовать файловую систему LTFS от IBM, позволяющую просматривать содержимое ленты в привычном формате дерева каталогов с файлами. Постепенно магнитные ленты становятся довольно продвинутыми и удобными.
Но главное, что картриджи LTO считаются очень надежными. Сроки хранения данных на пленке — от 15 до 30 лет. Причем этот срок можно удвоить, если при каждом плановом резервном копировании записывать только 50% емкости ленты. Скорость потоковой передачи данных тоже уже превышает скорость передачи данных на диске. То есть, если нужно именно копировать большие объемы информации, а не выискивать точечный файл, LTO по скорости значительно превосходит альтернативы. Кроме того, картриджи легко транспортировать, а последнее поколение уже может хранить больше данных, чем другие форматы съемных хранилищ.
Легко заметить, что лента не очень-то подходит для частного пользователя. В игру с картриджей не поиграешь, в виде флешки тоже использовать так себе. А главная проблема в том, что наши ПК, а тем более ноутбуки — не имеют никаких слотов для считывания данных с пленки. Таких слотов в них просто не может быть. Поэтому чтобы распознавать данные нужно купить специальное устройство, стример. И для любой небольшой емкости выходит так, что стоимость нового стримера + стоимость картриджа LTO — намного выше, чем цена нового жесткого диска. Какой-то смысл покупать стример появляется только если вам нужно считывать данные с десяти и более картриджей.
Стример и картридж
Но большинство новых ленточных картриджей сами по себе уже имеют более низкую цену за гигабайт, чем жесткие диски. И при этом могут лучше хранить сжатую информацию. Поэтому при большой емкости подсистем общая стоимость ленточного хранилища может быть ниже, чем хранилища на основе жестких дисков. Особенно если учитывать более высокие эксплуатационные расходы HDD. Пленка же лишних денег не тратит: если данные уже записаны, ей не нужно питание для их хранения.
К тому же начиная с 19 года, а особенно с развитием криптовалют вроде Chia, использующих HDD для майнинга, цены на жесткие диски начинают расти. Но на магнитных лентах пока что майнить никто не догадался! Цены здесь адекватные и прогнозируемые. Пленка ничтожно дешевая, и дешевеет со временем. Для неё все еще действует закон Мура. Темпы уплотнения записи на квадратный сантиметр не спадают, а сохраняются в районе 33% в год. Жесткие диски сейчас «уплотняются» только на 10–15% ежегодно.
Большое хранилище LTO
Если данные нужно хранить десятилетиями, ленточные библиотеки являются лучшей альтернативой облачному хранилищу или жестким дискам — в итоге их стоимость выходит на 20–30% дешевле. Преимущество очень солидное. Но стандартизация цифрового формата и удобство быстрого доступа к данным всё-таки делает жесткие диски однозначными лидерами. Конечно, пользователям, желающим получить доступ к сайту, не хочется ждать по минуте, пока какие-то данные будут найдены.
Поэтому резкий рост популярности LTO все-таки обусловлен другим. А именно — попыткой компаний защититься от разгулявшихся киберпреступников.
Защита от программ-вымогателей
Самое популярное использование накопителей с лентой — в качестве офлайновой копии данных. Попросту говоря, создается воздушный зазор. И из LTO собирается отдельное хранилище данных, которое находится в автономном режиме и недоступно без физического доступа к нему.
Это оказывается эффективной (и единственной 100%-й) защитой от программ-вымогателей. Если информацию зашифровали или удалили — из дальнего угла достается блок LTO, на которые периодически копировали данные. И вот уже, ценой малых потерь, не приходится платить вымогателям сто биткоинов. В 2019 году, на фоне роста количества таких хакерских атак, многие компании начали использовать ленты для резервного копирования и архивирования.
Хранилища настолько крупные, что данные в них помогают выискивать роботы
По сути, ленточные накопители сам по себе не является каким-то уникальным решением для защиты от вредоносных программ. Просто они мало стоят, обладают большой емкостью и могут очень долго храниться в автономном режиме. Именно поэтому их используют Google, Microsoft, Amazon, а также другие, менее крупные хостинг-провайдеры. В последние годы, начиная с 2015-го, LTO для обеспечения сохранности данных начинают закупать и небольшие компании со своими серверами, создающие дополнительный спрос.
В последнее время кибератаки стали довольно частым явлением. Самая нашумевшая случилась в конце марта. Она была совершена группой Lapsus$, которая взяла на себя ответственность за взломы серверов Microsoft, Nvidia, Samsung и других компаний. Хакерская группа (предположительно, из Великобритании) украла логины и пароли более 71 000 сотрудников Nvidia. И это всего лишь капля в море.
Количество успешных атак на компании с использованием программ-вымогателей в прошлом году удвоилось. В 2021 году их засекли 2690 штук — по сравнению с 1389 атаками в 2020 году. Интересно, если старейший формат, пришедший к нам еще из 1950-х годов, поможет нам со всем этим бороться.
