Vybrané články
z týdeníku The Economist

Oprašte magnetofony. Páska má budoucnost v ukládání dat

Budoucnost ukládání dat možná není ani v cloudu, ani v diskových polích, ale na magnetických páskách.

Oprašte magnetofony. Páska má budoucnost v ukládání dat
ilustrační foto | Shutterstock.com

Svist navíjené magnetické pásky v člověku vyvolá spíš nostalgii než úžas nad pokročilou technologií. I dnes je však magnetická páska velmi důležité médium pro ukládání dat. V datových centrech po celém světě jsou jich miliony kilometrů. Nepřímo tak na ní den co den závisí většina počítačů, říká Mark Lantz z IBM. 

Páska sice může v dnešní době působit archaicky, ale pořád se zdokonaluje. V roce 2015 představil Lantzův tým verzi schopnou pojmout 123 gigabytů dat na čtvereční palec (19 Gb na čtvereční centimetr, ale výrobci magnetických pásek stále používají imperiální jednotky). V roce 2017 už se s hustotou záznamu dostali na 201 Gb na čtvereční palec. A letos 15. prosince představili pásku s hustotou 317 Gb na čtvereční palec. V rychlosti zvyšování kapacity se s magnetickou páskou nemůže žádná z konkurenčních technologií měřit.

Zlatý věk při ukládání počítačových dat zažívaly pásky v 50. letech. Už v roce 1956 však vznikly pevné disky, které začaly pásky rychle vytlačovat, protože je nebylo zapotřebí zdlouhavě převíjet. Po desítkách let selektivního investování mají dnes také vyšší hustotu záznamu dat než pásky. Nejlepší harddisky dokážou pojmout víc než 1000 Gb na čtvereční palec. Proto je po nich také vysoká poptávka – jen v roce 2018 se prodaly pevné disky s celkovou kapacitou 800 miliard gigabytů, což je osminásobek prodané kapacity magnetických pásek. Ale i disky mají nevýhody. Jsou dražší než pásky, mají kratší životnost a při otáčení jejich ploten vzniká mnohem víc nežádoucího tepla.

Solidních 34 procent

To vede k tomu, že je magnetická páska dodnes oblíbeným médiem v takzvaných „studených“ úložištích dat, která nejsou příliš často vyhledávána. Výhody pevných disků slábnou i na dalších frontách. V 90. letech se jejich kapacita rok co rok zdvojnásobovala. V posledním desetiletí se růst propadl na pouhých 7,6 procenta, protože výrobci narazili na strop svých možností. K usměrnění menších magnetických částic je zapotřebí většího množství energie a magnety, které ji dodávají, už se přibližují ke svým teoretickým hranicím možností. Hustota záznamu magnetické pásky naproti tomu už tři desítky let roste v průměru o 34 procent ročně. To znamená, že by páska mohla za pět let dohnat harddisk.

Aby toto závratné tempo zvyšování kapacity udrželi, zaměřili se doktor Lantz a jeho lidé na tři věci. Zaprvé zmenšili velikost magnetických zrn, která tvoří záznamovou vrstvu na pásce, když dosud standardní barnaté ferity nahradili strontnatými ferity. Zadruhé třicetinásobně zmenšili velikost čtecí hlavy, což umožňuje ukládání dat v mnohem tenčích stopách. A zatřetí vyvinuli systémy schopné zjistit a opravit pozici pásky pohybující se pod hlavou s přesností jednoho nanometru, díky čemuž nedojde k vychýlení hlavy a zkreslení signálu. Může trvat deset let, než se tato vylepšení dostanou do výroby, ale pokrok už nyní zvyšuje důvěru v dlouhodobou využitelnost magnetické pásky.

Na obzoru jsou navíc i další inovace. Okoši Šin-iči z Tokijské univerzity například prosazuje využívání epsilon fáze oxidu železitého. Tento materiál je mimořádně magneticky stabilní, což znamená, že se dá výrazně snižovat velikost jednotlivých zrn (a tím zvyšovat hustota záznamu), aniž by hrozilo, že se pole náhodně přepóluje, a záznam se tak změní.

Drahý flash

Poptávka po vyšší záznamové kapacitě je jistotou. Podle odhadů vznikne v roce 2025 čtyřikrát víc dat než v roce 2019. A v části trhu datových úložišť, kde v současnosti magnetická páska dominuje, bude pravděpodobně vládnout dál.

Největší hrozbu pro pásky představuje technologie pamětí flash. Ta stojí na ukládání dat v poli unipolárních tranzistorů, a nepotřebuje tedy mechanické součásti ke čtení zmagnetizovaných částic. Díky tomu dosahuje flash dokonce ještě větší hustoty dat než harddisky. Díky absenci pohyblivých částí je také tzv. solid-state drive (česky polovodičový disk, známější však pod zkratkou SSD) rychlejší při zápisu i čtení informací. Flash disky jsou na druhou stranu mnohem dražší než magnetický záznam, a navíc nemají takovou životnost. Ukládání dat na ně proto stojí ročně desetkrát víc než na pevné disky a téměř padesátkrát víc než na magnetické pásky. Uložit na ně cokoli jiného než ty největší datové klenoty by tedy bylo šíleně drahé. A dokud se to nezmění, kotouče s magnetickými páskami se budou vesele točit dál.

© 2020 The Economist Newspaper Limited
All rights reserved. Publikováno na základě licence s The Economist, přeloženo týdeníkem Hrot.
Originální článek v angličtině najdete na www.economist.com.