【老兵越戰越勇】60 年前的古早儲存科技「磁帶」,為何時至今日仍然屹立不搖?

電腦儲存資料,許多人第一時間想到的就是硬碟還有隨身碟,有些人或許還會加上記憶卡這個選項,不過恐怕大部分的人都沒有想過,在現今的社會中,還有一種存在已經超過了 60 年的儲存技術,正在被各大組織應用的,那就是:磁帶。

超過 60 年歷史的磁帶老科技,正逐漸起死回生

利用磁帶作為儲存的技術,最早可以回朔到 1951 年,當時被用於 UNIVAC 電腦上,距離現在已經有超過 60 年的歷史。

最早期的磁帶體積龐大,往往動輒佔據房間的一大部分,甚至整間房間,然而儲存資料的量卻小的可量,只有數十至數百 KB。

而隨著後期硬碟的發明,以及隨身碟、固態硬碟的問世,加上網路發達、雲端網路興起,雖然磁帶在這些年中也有經過改良,體積不斷縮小、容量也不斷加大,但對於一般消費者而言,這樣的儲存裝置依然過於不實用,眼看著這應該又要成為一款「時代的眼淚」系列科技,消失在眾人眼前。

然而,事情卻並非如此,在 2014 年時,全球磁帶的銷售額創下歷史最低,當時的人們就推測磁帶儲存技術應該差不多了,哪知道接下來的幾年,市場對磁帶的需求卻是不減反增。

體積笨重,讀取不易,為什麼磁帶到了今天依然佔有一席之地呢?

讀取速度快、儲存成本低

這一切要從目前改良過後的磁帶開始說起。

首先,磁帶的讀寫,需要透過磁帶機與磁頭的使用,而磁帶平常不使用時,也會被存放於被稱為磁帶館的設施裡面,從過往的人工管理,到現在已經有自動化機械手臂的現代機種,磁帶的存取依然要經過找尋資料、取得正確的磁帶、放入磁帶機、磁帶轉至正確位置後開始讀寫等一連串指令,相較於硬碟與隨身碟來說不方便許多。

然而,根據研究顯示,雖然在前置作業上,比起隨身碟與硬碟的數秒鐘時間,全自動磁帶處理需要約 40 秒才能完成讀取準備,一旦準備就緒, 資料的讀寫速度卻是飛快的提升,最新的磁帶技術甚至可以將速度提升到一般硬碟的三到四倍, 對於需要短時間內存取大量資料的研究單位而言,磁帶的運用非常廣泛。

除此之外,磁帶的儲存成本相較硬碟與隨身碟來說非常的便宜,由於磁帶的製作技術不斷更新,現在的磁帶已經可以做到一捲數百 GB、甚至數十 TB 的程度,在某些極端的例子之下,還有廠商研發出單捲數百 TB 的磁帶,而且相較於硬碟與隨身碟,磁帶的製作成本較低,這使得相同數據量的儲存成本, 磁帶可以比硬碟省下一半以上的資金, 對於有大量資料須要儲存的單位來說,也省下了一筆不小的開銷。

儲存壽命長達數十年,穩定保存舊資料的好選擇

另外,則是磁帶的穩定性。相較於使用、存放了數年的硬碟就有磁碟壞軌的可能性,一捲正常使用, 保存完善的磁帶壽命可達到數十年 ,對於有資料需要長期保存或是保管的單位來說,磁帶比起硬碟是更好的選項。

還有,磁帶雖然也會有物理損毀的情況,但大多都都只是磁帶斷裂,遇到這種情況只需將磁帶接起來就可搶救,最多也只會損失數百 MB 的數據;相較之下硬碟、隨身碟一旦出現硬體受損,資料的損失往往動輒數十、數百 GB,而且維修不易、成本又高,對於需要做資料保存的單位而言,高下立見。

意料之外的安全性

而對於每次選取一捲磁帶就需要 40 秒起跳的磁帶來說,這樣的特性反而成為了防禦資料的最佳物理屏障。

當一家公司遭受駭客攻擊時,駭客往往只需要數分鐘的時間就可以癱瘓、綁架或竊取整家公司硬碟的所有資料,有必要時甚至可以抹除所有資料;然而,若駭客遇到的是磁帶館與磁帶的話,抱歉,上述的動作至少需要耗費數年,這段時間足夠公司的資安人員採取各種機制來圍堵攻擊了。

HP 的磁帶館。圖片截圖來源:Youtube。
HP 的磁帶館。圖片截圖來源:Youtube

未來挑戰:容量的提升,保管環境的要求,還有讀取磁頭準確度

不過,說了這麼多的優點,磁帶畢竟是 60 年以上的技術,終究還是有一些不足的地方。

目前,磁帶的容量還有可以在提升的空間,若是能夠進一步提高磁帶的容量,江能夠更進一步的降低大量資料儲存的成本;另外由於磁帶的特性,磁帶對於保管環境的溫度、濕度都有一定的要求,才能確保磁帶的長期保存。

最後,磁帶的讀取精準有賴於磁頭的準確度,而磁帶的讀取速度則牽涉到了磁帶的轉速,要如何在提高磁帶速度的狀況下維持磁頭讀取資料的高精度,將會是未來磁帶進一步發展的重點。

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參考資料來源:
維基百科: 磁帶磁帶機
Youtube:Tape Drives As Fast As PossibleThe mesmerizing work of a tape storage robot
T 客邦: 什麼叫老而彌堅:60 歲的磁帶仍是商業儲存首選

(本文提供合作夥伴轉載,首圖截圖來源:Youtube。)

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