Lebensverlängerung für Magnetbänder

IBM und Fujifilm wollen die Speicherdichte von Backup-Tapes für Firmen deutlich erhöhen.

Musikliebhaber haben sie schon lange aufgegeben, doch zur Speicherung großer digitaler Datenmengen sind Magnetbänder nach wie vor unverzichtbar. Neue Forschungsergebnisse könnten nun sicherstellen, dass das noch viele Jahre so bleibt: IBM und Fujifilm wollen die Speicherdichte der vor allem bei Firmen zur Datensicherung eingesetzten Backup-Tapes bald deutlich erhöhen.

Mitarbeiter am IBM-Forschungslabor in Zürich und bei Fujifilm in Tokio haben dazu neben einem neuartigen Bandmaterial auch ein neues Leseverfahren entwickelt. In Kombination sollen beide Neuerungen bis zu 29,5 Gigabit pro Quadratzoll Speicherkapazität bieten. Das erlaubt eine Kapazität von rund 35 Terabyte pro Bandkassette (Cartridge) – mehr als 40 Mal so viel wie bei heute gebräuchlichen Systemen. Obwohl die Speicherdichte aktueller Festplatten etwa um einen Faktor zehn höher ist, sollen so deutlich mehr Datenn pro Volumen gespeichert werden, als bei Festplatten gleicher Baugröße.

Die Forscher nutzten mit Bariumferrit ein relativ neues magnetisches Medium. Darin werden die einzelnen Magnetpartikel senkrecht ausgerichtet statt der Länge nach. Das entspricht der heute auf aktuellen Festplatten üblichen Perpendicular Magnetic Recording-Technik, kurz PMR, die schon dort Kapazitätssprünge erlaubte. So lassen sich mehr Bits auf die bestehende Fläche quetschen, während die Magnetfelder zum Auslesen stabil bleiben. Hinzu kommt, dass dieAusrichtung der Partikel ein dünneres Band ermöglicht, so dass sich die Gesamtlänge pro Cartridge um zwölf Prozent erhöht.

Durch die höhere Datendichte wird es allerdings etwas schwerer, das Band jederzeit verlässlich zu lesen. Es kommt zu elektromagnetischen Interferenzen, zudem werden die Lese- und Schreibköpfe selbst leicht magnetisiert. Um dieses Problem zu lösen, entwickelten die IBM-Forscher neue Signal-Processing-Algorithmen, die gleichzeitig die ankommenden Daten verarbeiten und die möglichen Auswirkungen elektromagnetischer Einstreuung beim weiteren Auslesen vorhersagen können.

Festplatten können auf einer flachen Oberfläche mehr Daten vorhalten als ein Magnetband und sie außerdem auch schneller auslesen. Weil sich jedoch Hunderte Meter Bandmaterial auf einer einzelnen Rolle organisieren lassen, ist die Datendichte auf das Volumen umgerechnet doch höher, wie Evangelos Eleftheriou, Leiter der Speichertechnologiegruppe bei IBM Zürich, erläutert.

Außerdem sind die Bänder viel billiger. "Das Wichtigste sind hierbei die Kosten pro Gigabyte", meint er. Solid-State-Laufwerke verschlingen zwischen 3 und 20 Dollar, während das Gigabyte Information auf einem Backup-Tape gespeichert weniger als einen Cent kostet. Der Markt ist dementsprechend noch immer signifikant: Im dritten Quartal 2009 wurden weltweit etwa eine halbe Milliarde Dollar mit BAckup-Tapes umgesetzt.

Mit der Technik der Schweizer könnte sich die eigentlich altertümliche Speichertechnik nun noch viele Jahre weiter behaupten. Gänzlich neue Ideen wie die holographische Datensicherung, bei der Muster aus Lichtinterferenzen genutzt werden, um mehrere Datenbits an einem einzelnen Punkt im Medium abzulegen, sind nach wie vor nicht marktreif oder zu teuer.

"Die Magnetbänder dürften weiter Sieger bleiben, allerdings nur im Bereich sehr großer Datenvolumina", meint James Hamilton, Vizepräsident bei Amazon.com und als Ingenieur mitverantwortlich für die Web-Services-Abteilung des E-Commerce-Riesen. Die Technik eigne sich aber vor allem für die "kalte" Speicherung, also nur dann, wenn Daten selten abgerufen werden. Da sich die Datenmengen ständig erhöhten, gebe es einen großen Bedarf für mehr Platz auf den Bändern.

Allerdings wird es noch einige Zeit dauern, bis die 35 Terabyte-Bänder von IBM und Fujifilm tatsächlich verfügbar sind. Dort rechnet man mit einer Marktreife in gut fünf Jahren. "Wir haben aber trotzdem gezeigt, dass mindestens weitere zehn Jahre Leben in der Technik stecken", sagt Eleftheriou. (bsc)