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Die IBM 3592 Speicherlösung: Ein Vorgeschmack auf die Zukunft (Anne Ingenhaag)

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Erfahren Sie, was die Hersteller von Tape Technologien aus technischer Sicht alles beachten müssen, damit Tapes mit einer Kapazität von bis zu 20TB und einer Transferrate von bis zu 400MB/s, bei exzellenter Performance, auf den Markt gebracht werden können. Lernen Sie, was die Zukunft der Technologie bringt und woran wir heute schon forschen. Fokus wird hierbei auf den technologischen Unterschieden zwischen der herkömmlichen LTO Technologie und der Enterprise (Jaguar) Technologie von IBM liegen. Die 3592 Technologie bietet nicht nur 67% mehr Speicherkapazität, eine 10-fach höhere Datenintegrität, eine längere Lebensdauer und weniger Migrationszyklen als die LTO8 Technologie, sondern beinhaltet einige technische Features, die den Zugriff auf die Daten um bis zu 50% beschleunigen.

Die IBM 3592 Speicherlösung: Ein Vorgeschmack auf die Zukunft (Anne Ingenhaag)

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Die IBM 3592 Speicherlösung:
Ein Vorgeschmack auf die Zukunft
Erhöhte Kapazität ... Rekordverdächtige Geschwindigkeit ...
Regelmäßiger Zugriff auf Daten ... Intensive Nutzung des
Laufwerks
Fujifilm Recording Media GmbH
Tel.: +49 (0) 2821 – 509457
Mobil: +49 (0) 151 – 19007104
E-Mail: anne.ingenhaag@fujifilm.com
2
Seite 2
Seite 9
Seite 22
Seite 32
Seite 35
Seite 59
Seite 71
Inhaltsverzeichnis
Einleitung
Die Erhöhung der Speicherkapazität hängt von der Sicherung der Datenintegrität ab
Wie können wir die Kapazität von neuen Tape-Generationen erhöhen?
BER (Bit-Error-Rate) & die Interpretation der BER
Die Schreibgeschwindigkeit wird 400 MB/s erreichen…
Intensive Nutzung und häufiger Zugriff auf die Daten
Wie können die Kosten des Storage Systems reduziert werden?
3
Die Tape-Anbieter liefern jeden Monat ein Äquivalent
von einem Exabyte in den europäischen Ländern aus.
1.000.000
…das entspricht einer Million Festplatten mit
einer Kapazität von jeweils 1 TB Kapazität.
4
Data Storage Tapes = Ein wachsender Markt
100
124
151
159
207
271
2012 2013 2014 2015 2016 2017
Zweites Jahr in Folge mit
einem Wachstum von 30%
Entwicklung der Speicherkapazität, die
zwischen 2012 und 2017 auf
Bandtechnologie geliefert wurde.
Alle Zahlen sind für das Jahr 2012 auf den
Basiswert von 100 indexiert.
Welche Tape-Coating-Technologie ist am
gefragtesten?
Im Folgenden sind die weltweiten Anteile an
Magnetbändern pro Technologie aufgeführt -
alle Angaben sind in % der ausgelieferten
Speicherkapazität angegeben.
Metall
Partikel
85%
Barium
Ferrite
15%
Metall
Partikel
19%
Barium
Ferrite
81%
2012
2017
5
Welche Unternehmen
speichern Daten auf Tape?
Ihre privaten
E-Mails
Die Videos,
die Sie im
Internet
sehen
Ihre
Bankdetails
Ihre
medizinischen
Daten
Die
Schulaufzeichnungen
Ihrer Kinder
Die Regierung
hält ihre Daten
auf Tape
Ihre Steuern werden
auf Tape gespeichert
(unglücklicherweise)
Die Filme, die Sie
schauen
Ihre Bilder auf
sozialen
Netzwerken
Der
wissenschaftliche
Bereich hält die
Daten auf Tape vor
Telekommunikationsunternehmen
Ihr Stromversorger
Autohersteller
Eisenbahnunternehmen
Fluggesellschaften
Die
Wettervorhersagen
Satelliten-
bilder
Mehr als 97% der
größten 10.000
europäischen
Unternehmen
halten die Daten
auf Tape vor
TV Kanäle
6
3592JE
Tapes
3592JD
Tapes
3592JD
Tapes
im TS 1160
Laufwerk
und der TS
4500 Library 20 TB
400 MB/s
15 TB
360 MB/s
10 TB
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Die 3592 ID Karte
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Die IBM 3592 Speicherlösung: Ein Vorgeschmack auf die Zukunft (Anne Ingenhaag)

  • 1. Die IBM 3592 Speicherlösung: Ein Vorgeschmack auf die Zukunft Erhöhte Kapazität ... Rekordverdächtige Geschwindigkeit ... Regelmäßiger Zugriff auf Daten ... Intensive Nutzung des Laufwerks Fujifilm Recording Media GmbH Tel.: +49 (0) 2821 – 509457 Mobil: +49 (0) 151 – 19007104 E-Mail: anne.ingenhaag@fujifilm.com
  • 2. 2 Seite 2 Seite 9 Seite 22 Seite 32 Seite 35 Seite 59 Seite 71 Inhaltsverzeichnis Einleitung Die Erhöhung der Speicherkapazität hängt von der Sicherung der Datenintegrität ab Wie können wir die Kapazität von neuen Tape-Generationen erhöhen? BER (Bit-Error-Rate) & die Interpretation der BER Die Schreibgeschwindigkeit wird 400 MB/s erreichen… Intensive Nutzung und häufiger Zugriff auf die Daten Wie können die Kosten des Storage Systems reduziert werden?
  • 3. 3 Die Tape-Anbieter liefern jeden Monat ein Äquivalent von einem Exabyte in den europäischen Ländern aus. 1.000.000 …das entspricht einer Million Festplatten mit einer Kapazität von jeweils 1 TB Kapazität.
  • 4. 4 Data Storage Tapes = Ein wachsender Markt 100 124 151 159 207 271 2012 2013 2014 2015 2016 2017 Zweites Jahr in Folge mit einem Wachstum von 30% Entwicklung der Speicherkapazität, die zwischen 2012 und 2017 auf Bandtechnologie geliefert wurde. Alle Zahlen sind für das Jahr 2012 auf den Basiswert von 100 indexiert. Welche Tape-Coating-Technologie ist am gefragtesten? Im Folgenden sind die weltweiten Anteile an Magnetbändern pro Technologie aufgeführt - alle Angaben sind in % der ausgelieferten Speicherkapazität angegeben. Metall Partikel 85% Barium Ferrite 15% Metall Partikel 19% Barium Ferrite 81% 2012 2017
  • 5. 5 Welche Unternehmen speichern Daten auf Tape? Ihre privaten E-Mails Die Videos, die Sie im Internet sehen Ihre Bankdetails Ihre medizinischen Daten Die Schulaufzeichnungen Ihrer Kinder Die Regierung hält ihre Daten auf Tape Ihre Steuern werden auf Tape gespeichert (unglücklicherweise) Die Filme, die Sie schauen Ihre Bilder auf sozialen Netzwerken Der wissenschaftliche Bereich hält die Daten auf Tape vor Telekommunikationsunternehmen Ihr Stromversorger Autohersteller Eisenbahnunternehmen Fluggesellschaften Die Wettervorhersagen Satelliten- bilder Mehr als 97% der größten 10.000 europäischen Unternehmen halten die Daten auf Tape vor TV Kanäle
  • 6. 6 3592JE Tapes 3592JD Tapes 3592JD Tapes im TS 1160 Laufwerk und der TS 4500 Library 20 TB 400 MB/s 15 TB 360 MB/s 10 TB 360 MB/s Die 3592 ID Karte im TS 1155 Laufwerk im TS 1150 Laufwerk und der TS 4500 Library und der TS 4500 Library
  • 7. 7 Ein paar Fakten zur 3592 Tape Storage-Lösung… 67% mehr Speicherkapazität als LTO8 IBMs TS 4500 Library 30% schnellere Transferrate als LTO8 3x schnellere Schreibgeschwindigkeit als neuere Festplattengenerationen Ermöglicht eine intensive Nutzung des Laufwerks - LTO erlaubt dies nicht Ein Datenzugriffssystem, das dem des LTO weit überlegen ist Eine Roadmap bis in die 2030er Jahre (SrFe- Technologie) IBMs neuer TMR- Terzetto Schreib- / Lesekopf 10-fach höhere Datenintegrität als LTO- Tape (weniger Datenverlust) Die Lebensdauer der Hardware ist länger als bei LTO8 Ein weniger häufiger, einfacherer und schnellerer Migrationsprozess Kosten der Nutzung - 3592 reduziert die benötigte Festplattenkapazität für den Zugriff auf Daten
  • 8. 8 Quelle: Storage Newsletter April 7, 2017 25 24 32 42 29 25 35 45 46 51 33 13 • Erfordert Datenschutz • Daten, die bereits geschützt sind 2010 2015 2020 2025 • Erfordert Datenschutz • Daten, die noch nicht geschützt sind • Erfordert keinen Datenschutz Anwender haben uns mitgeteilt, dass… ... 87% dieser Daten geschützt werden müssen. • Archivlaufzeit • Datenintegrität • Schutz gegen Viren und Hacker 2015 2025 16,1 ZB 163 ZB Quelle: IDC’s Data Age 2025 Studie, sponsored von Seagate, März 17 ... sich die Menge der neu erstellten Daten in den nächsten 10 Jahren um den Faktor 10 erhöht. … diese Daten alle Größen umfassen. Trotzdem müssen Anwender sicher sein, dass sie auf die Daten zugreifen können. • Optimieren Sie die Backup- Zeit für kleine Dateien • Ermöglichen Sie häufigen Zugriff auf die Daten Wir müssen die Speicherkapazität der Bandtechnologie schnell erhöhen
  • 9. 9 Die Erhöhung der Speicherkapazität hängt von der Sicherung der Datenintegrität ab 1
  • 10. 10 LTO5 3592JC LTO6 3592JD TS1150 LTO7 3592JD TS1155 LTO8 3592JE TS1160 1,5TB 4TB 2,5TB 10TB 6TB 15TB 12TB Limit der Entwicklung der MP-Technologie Verwendung der BaFe 1-Technologie Verwendung der BaFe 2- Technologie (10-15% kleinere Partikel) 2010 2013 2016 2019 Die Tape-Markt- Segmentierung Große Unternehmen oder Nutzer großer Datenmengen KMU* 20TB *KMU: Kleine- und Mittelständische Unternehmen
  • 11. 11 Höhe 180 cm Auf 4,23 m2 Grundfläche können 11 PB Daten (550 Slots) untergebracht werden. TS 4500 = die beste Kapazität / Grundfläche im IT-Markt Wartungsbereich 76,2 cm 78,2 cm 121,2 cm 180 cm Ein TS 4500 Library Frame 11 PB Geschwindigkeit: Diese Library kann eine Übertragungsrate von bis zu 4,8 GB/s erreichen (bis zu 12 TS1160 Laufwerke).
  • 12. 12 76,2 cm 76,2 cm 31 PB Höhe 180 cm Länge 154 cm Auf 6,29 m2 Grundfläche können 31 PB Daten (1.550 Slots) untergebracht werden. Geschwindigkeit: Diese Library kann eine Übertragungsrate von bis zu 11,2 GB/s erreichen (bis zu 28 TS1160 Laufwerke) TS 4500 = die beste Kapazität / Grundfläche im IT-Markt
  • 13. 13 Höhe 180 cm 76,2 cm 76,2 cm 51 PB Länge 230 cm Geschwindigkeit: Diese Library kann eine Übertragungsrate von bis zu 17,6 GB/s erreichen (bis zu 44 TS1160 Laufwerke). TS 4500 = die beste Kapazität / Grundfläche im IT-Markt Auf 8,36 m2 Grundfläche können 51 PB Daten (2.550 Slots) untergebracht werden.
  • 14. 14 Die maximale Kapazität einer TS 4500 Library:  351 PB Daten  51,2 GB/s Transferrate TS 4500 = die beste Kapazität / Grundfläche im IT-Markt
  • 15. 15 FRAME ‘’L’’ TYPE FRAME ‘’D’’ TYPE FRAME ‘’S’’ TYPE FRAME ‘’L’’ TYPE – ’’L’’ steht für “Library” • Ist die Basis-Library oder der Basisframe • In Position 1: Platz für bis zu 550 Tapes und 12 Laufwerke. • In jeder anderen Position: Platz für bis zu 660 Tapes und 16 Laufwerke. FRAME ‘’D’’ TYPE – ‘’D’’ steht für Laufwerke / “Drives” • Ist ein zusätzlicher Frame oder Erweiterungsframe • In Position 1: Platz für bis zu 590 Tapes und 12 Laufwerke. • In jeder anderen Position kann er bis zu 740 Tapes und 16 Laufwerke aufnehmen. FRAME ‘’S’’ TYPE – ‘’S’’ steht für „Storage” • Ist ein zusätzlicher Frame oder Erweiterungsframe • In Position 1: Platz für bis zu 798 Tapes. • In jeder anderen Position kann er bis zu 1000 Bandkassetten aufnehmen. • Er enthält jedoch kein Laufwerk. TS 4500 Konfiguration: Sie können Ihre Library mit drei verschiedenen Frametypen zusammenstellen (II)
  • 16. 16 FLEXIBLE KAPAZITÄT • Die TS4500 ist skalierbar und kann je nach Wunsch des Kunden nach rechts oder nach links erweitert werden. • Abhängig von der Position des Frames kann die maximale Anzahl von Laufwerken und Tapes, die die Library aufnehmen kann, variieren, da einige Positionen unbrauchbar werden (siehe Tabelle unten). L25/55 D25/55 S25/55 Maximale Kapazität des Frames in Position 1 (ganz links) Anzahl der Tapes 550 590 798 Anzahl der Laufwerke Bis zu 12 Laufwerke Nur Tapes Maximale Kapazität des Frames in Position 2 (rechts neben dem Basisframe) Anzahl der Tapes 660 740 1.000 Anzahl der Laufwerke Bis zu 16 Laufwerke Nur Tapes Deaktivierte Zone Gültiger Bereich Frame in Position 1 (ganz links) Frames in Position 2 (rechts vom Basisframe) Unabhängig von dem Framemodell, L, D oder S, wird die Kapazität des Frames, der in Position 1 (ganz links) platziert wird, verringert, da ein Teil des Frames für den Arm der Library nicht erreichbar ist. In der untenstehenden Zeichnung sieht man den Teil der Library, der bei dem Frame an Position 1 nicht verwendet werden kann. TS 4500 Konfiguration: Sie können Ihre Library mit drei verschiedenen Frametypen zusammenstellen (II) Warum haben verschiedene Frames je nach ihrer Position in der Library zwei unterschiedliche Kapazitäten? VERSCHIEDENE KAPAZITÄTEN PRO FRAME
  • 17. 17 8,4 14,6 20,8 24,9 31,1 35,2 6,3 10,4 12,5 16,6 20,8 22,8 4,2 4,2 6,3 6,3 6,3 6,3 5PB 10PB 15PB 20PB 25PB 30PB LTO5 LTO6 3592JE 6,1 7,6 8,1 8,5 8,7 8,8 8,9 51 111 151 211 251 311 351 TS 4500 = Schätzung der benötigten Stellfläche je Speicherkapazität Bodenfläche – Wie viele Quadratmeter benötigen 5 bis 30 PB Daten in einer TS4500 Library? Welche Speicherkapazität pro m² können wir in einer TS4500 / 3592JE Library erhalten? Speicherkapazität in TB • Dies bedeutet, dass die 3592JE Library für einen Benutzer, der 51 PB Daten speichert, durchschnittlich das Äquivalent von 6,1 PB Daten pro m² enthalten kann. • In diesem Bereich wird auch der für die Handhabung der Library erforderliche Wartungsbereich berücksichtigt.
  • 18. 18 TS 4500 Max. Anzahl der Slots pro Frame (Jaguar) Kumulierte Slots (Jaguar) Größe in m² (ohne Wartungs- bereich ) Größe in m² (mit Wartungs- bereich ) Kapazität mit 3592JE in PB Base 550 550 0,95 4,23 11 1 exp 1 000 1 550 1,86 6,29 31 2 exp 1 000 2 550 2,78 8,36 51 3 exp 1 000 3 550 3,69 10,42 71 4 exp 1 000 4 550 4,61 12,49 91 5 exp 1 000 5 550 5,52 14,55 111 6 exp 1 000 6 550 6,44 16,62 131 7 exp 1 000 7 550 7,35 18,68 151 8 exp 1 000 8 550 8,26 20,75 171 9 exp 1 000 9 550 9,18 22,81 191 10 exp 1 000 10 550 10,09 24,88 211 11 exp 1 000 11 550 11,01 26,95 231 12 exp 1 000 12 550 11,92 29,01 251 13 exp 1 000 13 550 12,84 31,08 271 14 exp 1 000 14 550 13,75 33,14 291 15 exp 1 000 15 550 14,67 35,21 311 16 exp 1 000 16 550 15,58 37,27 331 17 exp 1 000 17 550 16,50 39,34 351 Sie können Ihre eigene Schätzung der Standfläche Ihrer TS 4500 Library erstellen WIE LESEN SIE DIESE TABELLE? Mit einer Konfiguration, die Folgendes umfasst: * Ein Basisframe "L" an Position 1 (550 Slots) * Zwei Erweiterungsframes 'S' an anderen Positionen (jeweils 1000 Slots) Es ist möglich, eine Library einzurichten, die bis zu 51 PB Speicher bieten kann Kapazität. • In der nebenstehenden Tabelle sehen wir, dass die von der Library belegte Fläche 8,36 m² beträgt. • Wir können also sehen, dass eine TS 4500 Library aus bis zu 18 Frames bestehen kann und somit 351 PB Daten enthalten kann. • Diese Art der Konfiguration bedeutet, dass der Benutzer nicht mehr als 12 Laufwerke benötigt. Andernfalls hätte der Benutzer einen "D" -Typ eines Erweiterungsframes benötigt, der die Laufwerksanforderungen des Benutzers hätte ergänzen können. Ein Erweiterungsframe vom Typ „D“ kann bis zu 740 Slots enthalten.
  • 19. 20 TB 417 834 1 250 1 667 250 500 750 1 000 5PB 10PB 15PB 20PB LTO8 3592JE 19 Wie speichern Sie Ihre Daten auf einer begrenzten Grundfläche? LTO8 3592JE 12 TB Die Speicherkapazität des 3592JE ist um 67% höher als die eines LTO8- Tapes 167 Tapes weniger 334 Tapes weniger 500 Tapes weniger 667 Tapes weniger Anzahl der Tapes, die zur Aufbewahrung der Daten benötigt werden - 3592JE im Vergleich zum LTO8-Tape
  • 20. 2 500 3 334 4 167 5 000 5 834 6 667 7 500 8 334 1 500 2 000 2 500 3 000 3 500 4 000 4 500 5 000 30PB 40PB 50PB 60PB 70PB 80PB 90PB 100PB LTO8 3592JE 20 1.000 Tapes weniger 1.334 1.667 2.000 2.334 2.667 3.000 3.334 Anzahl der Tapes, die zur Aufbewahrung der Daten benötigt werden - 3592JE im Vergleich zum LTO8-Tape 3592JE im Vergleich zu älteren LTO Tape- Generationen. Ein 3592JE-Tape kann... • 8 LTO6-Tapes • 13 LTO5-Tapes • 25 LTO4-Tapes ...enthalten. X25 X13 X8 Wie speichern Sie Ihre Daten auf einer begrenzten Grundfläche (II)?
  • 21. 30 40 50 60 70 80 90 100 - 20 000 40 000 60 000 80 000 100 000 120 000 140 000 160 000 180 000 200 000 21 Flächenreduzierung - Migration von LTO6 auf 3592JE = erhebliche Einsparungen • Eine europäische Bank wird innerhalb von 5 Jahren ein Datenwachstum von 40 PB auf 100 PB beobachten. Durchschnittlich wird 1 PB an neuen Daten pro Monat erstellt. • Dieser Benutzer speichert seine Daten auf LTO6-Tapes. • Die Daten werden „im Regal" aufbewahrt, d. h. die Tapes bleiben nicht in der Library: Sie werden langfristig in einem Lager speziell für die Aufbewahrung der Tapes gelagert. • Der Benutzer schätzt, dass die durchschnittlichen monatlichen Kosten für die Aufbewahrung eines Tapes 0,12 Euro betragen. 40 PB 100 PB Durch die Migration auf 3592JE Tapes würde diese Bank innerhalb von 5 Jahren 179.340 Euro einsparen. KapazitätinTB UnterschiedderKostenin€fürdieKonservierung von3592JETapesvs.LTO6 Einsparungen in € zwischen den Kosten für die Erhaltung der 3592JE- Tapes und LTO6- TapesSpeicherkapazität auf Tape gespeichert Monat 0 Monat 60 Monat 30 179K Eu
  • 22. 22 LTO7 6 TB LTO8 12 TB Laufwerk Tape WECHSEL KEIN WECHSEL WECHSEL KEIN WECHSEL GMR Kopf TMR Kopf 1. Gen. von BaFe Partikeln 2. Gen. Von BaFe Partikeln = 10/15% kleiner Die Erhöhung der Leistung der Hardware erzeugt eine Erwärmung in den Kopfelementen. Diese Erwärmung stört das Magnetfeld. Die Verwendung von kleineren Partikeln kann ein Risiko für den SNR (Signalrauschabstand) darstellen. Es wird daher notwendig sein, den magnetischen Output der neuen Teilchen zu korrigieren und richtig zu kalibrieren. 3592JE 20 TB Wie können wir die Speicherkapazität neuer Tape-Generationen erhöhen?
  • 23. 23 GMR Kopfelemente Aktuell Aktuell Widerstand TMR Kopfelemente Temperaturanstieg innerhalb der Kopfelemente Stabile Temperatur innerhalb der Kopfelemente Eine zu hohe Temperatur kann das Magnetfeld stören Der Kopf des Laufwerks bleibt bei seiner anfänglichen Temperatur - er bleibt „kalt“ und ändert seine magnetischen Eigenschaften hierdurch nicht. Ab einem bestimmten Systemleistungsniveau kann der Stromfluss den SNR beeinflussen. Der TMR Kopf generiert spektakuläre Fortschritte im Bereich der Datenintegrität (I)
  • 24. © Copyright IBM Corporation 2015 Der TMR-Terzetto-Kopf erfasst 4-mal mehr Signale als der GMR-Terzetto-Kopf. 24 Dieses Ergebnis wird erreicht, indem beide Köpfe unter ähnlichen Bedingungen getestet werden: • Die gleiche Testplattform • Populationen gleicher Größe • Gleiche Spurbreite, Aufsprechstrom • Gleicher Tape-Typ Tapes + GMR Tapes + TMR 12.4 dB (4,2x) Kopf-Rückkopplungsausgang(dB) • Der höhere magnetische Signalpegel ermöglicht ein besseres Lesen der Daten. • Der TMR-Kopf verbessert das SNR-Niveau. • Das höhere Leistungsniveau des TMR ermöglicht daher die Herstellung von Tapes mit mehr als 15 TB an Daten. Der TMR Kopf generiert spektakuläre Fortschritte im Bereich der Datenintegrität (II) Anzahl
  • 25. SIGNAL-TO-NOISE RATIO (SNR-Signalrauschabstand) MP-Partikel Hohe Geschwindigkeit Zeit (langfristig) Horizontale Polarisierung IBMs Terzetto Kopf Barium Ferrite- Tapes Tape näher am Kopf WAS KANN DEN SNR VERBESSERN...WAS DEN SNR SCHÄDIGEN KANN... FOLGEN EINES SCHLCHTEN SNR Lese- und Schreibfehler Verlust der Kapazität Niedrige Lese- / Schreibgeschwindigkeit Lebensdauer der Hardware Vertikale Polarisierung 25 Verbesserung der Datenintegrität durch die Verbesserung der SNR-Werte
  • 26. 26 MP-Partikel sind größer: Ihr magnetisches Signal ist absolut gesehen höher als der von BaFe Partikeln Rauschanteil = nicht nutzbar Nutzbares Signal MP-Partikel BaFe-Partikel 1. Generation BaFe-Partikel 2. Generation BaFes SNR ist dem von MP überlegen: * Das nutzbare Geräusch ist stärker * Das Rauschen ist schwächer Die Reduzierung des Rauschens erhöht trotz der kleineren Partikelgröße den SNR insgesamt. Die Natur der Nanocubic Barium Ferrite- Technologie ermöglicht eine konstante Erhöhung des SNR • Kleinere Partikel in Kombination mit der Nanocubic Technologie ermöglichen dünnere und glattere Tape-Beschichtungen. • Dies führt zu einer signifikanten Reduzierung des Rauschens und Verbesserung des SNR. • „Das Ideal wäre, nur eine Schicht von Partikeln auf einem Band zu verwenden.“ - Dr. Schmeinck -
  • 27. Die magnetische Eigenschaft von Strontium Ferrite ermöglicht eine Leistung, die der von BaFe ebenbürtig ist und dabei eine Partikelgröße möglich macht, die um 40% kleiner ist. 27 MP BaFe SrFe Große Partikelgröße Kleine Partikelgröße Überlegene magnetische Eigenschaften Niedrigere magnetische Eigenschaften 4.000 nm3 2.000 nm3 1.600 nm3 900 nm3 MP BaFe 1 BaFe nächste Generation SrFe BaFe ermöglicht die Herstellung von Tapes mit einer Kapazität von 220 TB SrFe ermöglicht die Herstellung von Tapes mit einer Kapazität von 400 TB Strontium Ferrite - kleinere Partikel mit höherer magnetischer Leistung
  • 28. 28 Entwicklung der Partikelgröße • Aktuelle BaFe-Partikel (z. B. für LTO7) • Volumen eines Teilchens: 1.900 nm³ • BaFe-Partikel für eine technische Demonstration im Jahr 2015 (220 TB auf einem einzelnen Tape) • Volumen eines Teilchens: 1.600 nm³ • Strontium Ferrite-Partikel • Volumen eines Teilchens: 900 nm³ • Kapazität = 400 TB auf einem einzelnen Tape Barium Ferrite Erste Generation Barium Ferrite 220 TB-Rekord Strontium Ferrite Erste Generation
  • 29. 29 Die Bedingungen, um die Kapazität zu erhöhen = Risiko von SNR-Abnahme Lösungen • Barium Ferrite • Vertikale Polarisierung der Teilchen • IBMs Terzetto-Kopf Tapes < 3 TB 3 TB < Tapes <12 – 15 TB Tapes > 10 TB • TMR-Kopf • Dünnere und glattere Tape-Beschichtung • Reduzierung der Partikelgröße • Reduzierung der Spurbreite • Schnellere Schreibgeschwindigkeit • Reduzierung der Kopfgröße des Laufwerks SNR-Level erforderlich für eine stabile Aufzeichnung Abnahme des SNR Gültig auf lange Sicht Wie können wir die Speicherkapazität der Tape-Technologie erhöhen?
  • 30. 30 VORGESTERN Die Zeit vor Barium Ferrite: LTO4, LTO5, LTO6 bis 2012. . Gestern Beginn der Barium Ferrite Ära: 6 TB (LTO7) für KMUs, 15 TB (3592JD) für große Unternehmen. HEUTE Mit 3592JE werden neue Rekorde aufgestellt: Bis zu 20 TB und 400 MB/s. LTO8 bietet 12 TB und 360 MB/s. MORGEN Entwicklung von Tapes mit mehr als 50 - 60 TB, geplant für 2022- 2023. DIE 2030er JAHRE Verwendung der Strontium Ferrite-Technologie: Tapes mit nativen Kapazitäten von über 100 TB! Unsere Vision der Zukunft, in 5 Phasen...
  • 31. 31 Entwicklungspotential von Tape LTO6 LTO7 LTO8 3592JD 3592JE LTO9 3592JF BaFe- Rekord Strontium Ferrite 2,5 TB 6 TB 12 TB 15 TB 20 TB 18-24 TB 40 TB 220 TB 400 TB Projekte - müssen noch bestätigt werden IBM + Fujifilm. Die Entwicklung von Speicherkapazität, wie unser R&D Team es sieht.
  • 32. Was sind die BERs (Bit Error Rates) der Tape-Technologie und der Festplatte? 1 X 1014 1 X 1015 1 X 1016 1 X 1017 1 X 1019 1 X 1020 Sie können 1.000-mal mehr Daten auf einem 3592JD-Tape als auf einem LTO6-Tape oder einer SSD schreiben, bevor Sie einen Schreibfehler riskieren. Das bedeutet, dass Sie 10.000-mal mehr Daten auf einem LTO7-Tape schreiben können als auf einer SATA Festplatte, bevor Sie einen Schreibfehler riskieren. 32 HDD Desktop HDD Enterprise SATA HDD Enterprise FC/SAS LTO6 SSD LTO7 3592JD
  • 33. 33 Welche Speicherkapazität können Sie speichern, bevor Sie einen Schreibfehler riskieren? Wie viele Tapes oder 6 TB Festplatten können wir verwenden, bevor wir einen Schreibfehler riskieren? 100 TB 1.250 PB 12.500 PB Wie können wir die BER in konkrete Informationen übersetzen? 1.250 PB 1,3 PB 12,5 PB DISK SATA DISK FUTURE LTO6 LTO7 LTO8 3592 JD DISK SATA DISK FUTURE LTO6 LTO7 LTO8 3592 JD 830.000 104.000 208.000 5.00010421
  • 34. 34 Anzahl der Tage, an denen das Laufwerk oder die Festplatte vollständig genutzt wurde, bevor ein Schreibfehler aufgetreten ist. DISK SATA DISK FUTURE LTO6 LTO7 LTO8 3592 JD 11 86 1.130 60.282 50.235 502.347 ACHTUNG: • Die Daten in der nebenstehenden Tabelle sind statistische Testergebnisse. • Nur der empirische Gebrauch des Systems ermöglicht es, ein Ergebnis zu erzielen, was sehr nahe an ein Ergebnis in der Realität herankommt. • Diese Tests haben jedoch den Vorteil, den großen Unterschied in der Zuverlässigkeit zwischen der 3592- Technologie und anderen Datenspeicherlösungen hervorzuheben. Wie können wir die BER in konkrete Informationen übersetzen (II)?
  • 36. 36 LTO6 LTO7 LTO8 3592JE 160 MB/s 300 MB/s 360 MB/s 400 MB/s 96 MB/s 180 MB/s 216 MB/s 280 MB/s 35 Std. 19 Std. 15 Std. 14 Std. 58 Std. 31 Std. 26 Std. 20 Std. Erwartete Backup-Zeit für 20 TB Daten mit nur einem Laufwerk (in Stunden) Reale Backup-Zeit (in Stunden) Was ist die wirkliche Backup-Zeit der Tape-Technologie? 1 / Bei der Frage der Schreibgeschwindigkeit fragen uns Nutzer nicht unbedingt nach einer Erhöhung der offiziellen Übertragungsrate. 2/ Während des Schreibprozesses wird eine Anzahl von Phänomenen die Backup-Zeit beeinflussen. Am Ende ist die tatsächliche Sicherungszeit oft länger als die offizielle Übertragungsrate. Sehen Sie dafür den Test auf der rechten Seite. 3/ Was die Benutzer uns vor allem bitten, ist, die Verschlechterung der Transferrate so weit wie möglich zu verhindern und die Sicherungszeit zu reduzieren.  Wir kennen die offizielle Transferrate. Auf der anderen Seite: Was ist die tatsächliche Transferrate beim Schreiben von Daten auf ein Tape? Offizielle Schreibgeschwindigkeit in MB/s Tatsächliche Schreibgeschwindigkeit in MB/s
  • 37. 37 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Übertragungsrate = maximale Geschwindigkeit (oder ideale Geschwindigkeit) Schmutz oder Verunreinigungen, die sich am Laufwerkskopf ansammeln Entgleisung des Kopfes aus der Schreibspur Schwacher SNR - Schreib- und Lesefehler Dateimarkierungen Speichern von Dateien mit einer Größe von 1 GB Speichern von Dateien mit einer Größe von 500 MB Speichern von Dateien mit einer Größe von 20 MB Schreibgeschwindigkeitsverlust - längere Backup-Zeit Der gemeinsame Punkt zwischen all diesen Ereignissen ist, dass sie während des Schreibprozesses Stopps (Backhitches) erzeugen. Eine Tape-Oberfläche, die nicht glatt genug wäre Was ist die wirkliche Backup-Zeit der Tape-Technologie?
  • 38. 38 Allgemeine Prinzipien zur Schreibgeschwindigkeit 1. Die offiziellen Transferraten von 3592JE, 3592JD und LTO8 sind fast vergleichbar: * 3592JE; 400 MB/s * 3592JD: 360 MB/s * LTO8: 360 MB/s 2. Wenn wir jedoch die Schreibgeschwindigkeiten von 3592 betrachten, sehen wir größere Unterschiede. Es ist in der Tat realistischer, die Sicherungszeit durch Berücksichtigung der folgenden theoretischen Geschwindigkeiten zu schätzen: * 3592JE: 280 MB/s * 3592JD: 252 MB/s * LTO8: 216 MB/s 3. Das Grundprinzip besteht darin, dass während des Backup-Vorgangs mehrere Ereignisse die Backup- Zeit mechanisch verlangsamen. Das schnellste System ist, welches den Zeitverlust während des Backup- Prozesses am meisten begrenzt. 4. Dies erklärt, dass trotz einer Übertragungsrate, die nur 11% höher als die des LTO8 ist, die tatsächliche Schreibgeschwindigkeit des 3592JE wie folgt aussieht: • 30% schneller als LTO8 für 1 GB große Dateien • Mehr als 50% schneller für Dateien kleiner als 200 MB. „Das schnellste System ist jenes, welches den Zeitverlust während des Backup-Prozesses am meisten begrenzt“
  • 39. 120 170 140 210 160 300 360 360 400 48 51 70 84 96 180 216 252 280 LTO4 HDD Standard LTO5 HDD Futur LTO6 LTO7 LTO8 3592JD 3592JE Taux de transfert officiel en MB/s Vitesse opérationnelle d'écriture en MB/s 39 Offizielle Übertragungsrate vs. operative Schreibgeschwindigkeit 1. Stagnation der Technologie 2. Beschleunigung der Technologie 3. Zweite Welle der Beschleunigung der Technologie Beim Speichern von 1 GB großen Dateien Offizielle Übertragungsrate in MB/s Schreibgeschwindigkeit in MB/s
  • 40. 40 2008 2011 2014 2017 2019 3592 LTO Entwicklung der operativen Schreibgeschwindigkeit Beim Speichern von 1 GB großen Dateien LTO4 48 MB/s LTO5 70 MB/s LTO6 96 MB/s LTO7 180 MB/s LTO8 216 MB/s 3592JB 96 MB/s 3592JC 150 MB/s 3592JD 252 MB/s 3592JD 252 MB/s 3592JE 280 MB/s Priorität von 3592 = Erhöhung der Geschwindigkeit des Schreibens von Dateien größer als 1 GB Die Priorität von 3592 = Reduzierung der Geschwindigkeitsverschlechterung beim Speichern kleiner Dateien
  • 41. 41 Wie kann die Backup-Zeit optimiert werden? 1. Während des Backup-Prozesses muss das System jede Datei für das Schreiben vorbereiten. Es muss die Beschreibung der Dateien vorbereiten: Aufnahmedatum, Titel, Ort usw. 2. Konstante Stopps im Schreibprozess: • Das Laufwerk beginnt mit dem Schreiben der Datei, sobald die Beschreibung fertig ist. • Wenn die Datei zu klein ist, speichert das Laufwerk die Daten zu schnell und muss warten, bis die nächste Datei schreibbereit ist. • Wir nennen diese Stopps „Backhitches“: Ein Backhitch dauert durchschnittlich 6 - 7 Sekunden, kann aber unter Umständen 20 Sekunden überschreiten. • Das Speichern einer großen Anzahl von Dateien erzeugt konstante Schreibstopps und verlängert die Backup-Zeit erheblich. 3. Die Verwendung des Buffers hilft, den Verlust von Backup-Zeit zu begrenzen: • Der Zweck eines Buffers besteht darin, als ein Tank zu dienen, während die Daten zu und von dem Tape-Medium übertragen werden. • Der Buffer reserviert Dateien zum Schreiben: Im Falle eines Schreibvorgangs bezieht das Laufwerk neue Dateien zum Schreiben für den Buffer, um „Backhitches“ zu vermeiden und somit den Zeitverlust zu begrenzen. • ACHTUNG: Der Buffer verliert seine Wirksamkeit, wenn Sie Dateien speichern, die kleiner als 500 - 600 MB sind.  Die Buffergröße bei 3592JD oder JE beträgt 2 GB, während die des LTO8 1 GB beträgt.  Konkret bedeutet dies, dass bei der Berechnung der Sicherungszeit kleiner Dateien (ca. 1 GB) die folgenden Transferraten zu berücksichtigen sind: * 70% der offiziellen Übertragungsrate von 3592 * 60% der offiziellen Übertragungsrate von LTO8 Verwenden des Buffers beim Schreiben.
  • 42. 42 - 200 400 600 800 1 000 1 200 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 Wie kann die Backup-Zeit optimiert werden? 1. Der Buffer verliert allmählich seine Wirksamkeit, wenn die Größe der Dateien unter 500 MB fällt. Dateien von 20 GB oder mehr. 95% Übertragungsrate: große Dateien, wenig Backhitches. 1 GB Dateien * 3592 - 2 GB Buffer - 70% der Transferrate * LTO8 – 1 GB Buffer - 60% der Transferrate Dateigrößen zwischen 200 MB und 500 MB. Das Skip-Sync-System von IBM. Verfügbar für 3592 und LTO Dateien kleiner als 200 MB. IBMs Fast-Sync-System. Nur verfügbar bei 3592 Deutlicher Zeitverlust - Anhäufung von Schreibstopps aufgrund der hohen Anzahl kleiner Dateien DateigrößeinMB 3. Die Verwendung neuer Funktionen ist daher beim Speichern kleiner Dateien erforderlich. 2. Das Risiko besteht darin, bei der Aufzeichnung einer großen Anzahl sehr kleiner Dateien einen Abfall der operativen Geschwindigkeit auf unter 10-15 MB/s zu bemerken. 4. Es ist physikalisch unmöglich, die anfängliche Übertragungsrate in dieser Art von Szenario beizubehalten. IBM hat jedoch neue Funktionen entwickelt, die eine theoretische Übertragungsrate zwischen 50 MB/s und 100 MB/s beim Speichern von Dateien unter 80 MB beibehalten. 5. Wir müssen diese Zahl mit den Leistungen der LTO Tapes (15 - 20 MB/s) und der Festplatte (4 - 5 MB/s) bei dieser Art von Interventionen vergleichen.
  • 43. 43 Das Skip-Sync-System von IBM Zum Schreiben von Dateien mit Größen zwischen 200 MB und 500 MB • Skip Sync ist ein von IBM entwickeltes System. • Das Prinzip besteht darin zu berücksichtigen, dass das Neustarten des Laufwerks einen zusätzlichen Verlust von einigen Sekunden verursacht, wenn das System mit einem Schreibstopp konfrontiert wird. Das Ideal ist also, dass das Laufwerk niemals in einem „Stopp“ -Modus enden sollte. • In diesem Fall verhält sich das Laufwerk während der wenigen Sekunden der Stopps wie beim Schreiben. Mit anderen Worten, der Kopf bleibt in Bewegung, ohne neue Daten zu speichern, um den Prozess des Neustartens des Schreibprozesses zu vermeiden, sobald neue Dateien für die Aufzeichnung bereit sind. • In diesem speziellen Thema tragen sowohl die 3592- als auch die LTO- Technologie dieses Merkmal. IBMs Fast-Sync-System Zum Schreiben von Dateien mit Größen unter 204 MB • Das Fast Sync ist ein von IBM entwickeltes System. • Es folgt dem gleichen Prinzip wie das Skip-Sync-System, aber mit einer anderen Lösung: Der gemeinsame Punkt ist, dass es das Schreiben nicht stoppen darf, selbst wenn sich das Laufwerk in einer Wartesituation befindet. • In diesem Fall schreibt das Laufwerk die Daten 2-mal. Es schreibt die Daten, die bereits aufgezeichnet wurden, auf einer anderen Spur oder Wrap neu. • Fast Sync ist eine Funktion, die nur bei 3592 existiert. Der Zeitverlust, der durch ein LTO8-Laufwerk verursacht wird, ist daher noch bedeutsamer beim Speichern kleiner Dateien. Wie kann die Backup-Zeit optimiert werden?
  • 44. 44 Die Sicherungszeit von Dateien kleiner als 20 MB HDD LTO8 3592JD 5 MB/s 50 MB/s 15 MB/s Welche Übertragungsrate sehen wir tatsächlich beim Speichern von Dateien unter 20 MB? VORTEILE VON IBM 3592 Die Übertragungsrate: * 11% höher als von LTO8 * 2x höher als von Festplatten Die Buffergröße: * 2x größer als bei LTO8 * 16x größer als bei Festplatten IBMs Fast-Sync-System + +
  • 45. 45 Transferrate + Buffer + Fast oder Skip Sync – Oracle hat den Effekt eines gleichwertigen Systems mit dem T10000D gemessen Test zum Vergleich der Schreibgeschwindigkeiten von LTO6 und T10000D für kleine Dateien: • LTO6-Laufwerk – Transferrate: 160 MB/s – 1 GB Buffer • T10000D-Laufwerk - Transferrate: 252 MB/s – 2 GB Buffer  Beachten Sie, dass das T10000D ein System namens File Sync Accelerator enthält, vergleichbar mit IBMs Fast- und Skip Sync- Systemen. T10000D LTO6 252 MB/s 160 MB/s Offizielle Übertragungsrate in MB/s. Der Test bestand darin, die benötigte Zeit zu schätzen, um 25 GB kleine 13 MB-Dateien (256 KB- Blöcke) zu schreiben. T10000D LTO6 8min 7s 1Std 3min 26s Anzahl der Stopps oder „Backhitches“ 13 1923 Die Schreibgeschwindigkeit für 25 GB 13 MB-Dateien ist auf einem T10000 8x schneller als bei LTO6 ... mit 0,01% Backhitches
  • 46. 0 500 1000 1500 2000 2500 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 LTO8 360 MB/s – 1 GB LTO7 300 MB/s – 1 GB LTO6 160 MB/s – 1 GB LTO5 140 MB/s – 512 MB LTO4 120 MB/s – 256 MB Hard Disk Standard 170 MB/s – 16 MB 3592JD 360 MB/s – 2 GB 3592JE 400 MB/s – 2 GB Optimale Geschwindigkeit Der Mechanismus der Backup-Zeit-Reduzierung - die optimale Geschwindigkeit ist das Ergebnis einer Gleichung, die die Übertragungsrate und die Buffergröße kombiniert. Wirkliche operative Geschwindigkeit Transferrate in MB/s Buffer-Größe in MB = Verhältnis x/y 46 Beschleunigung der Technologie 32 Kanalköpfe IBMs Terzetto Kopf Übertragungsrate in MB/s, dies ist die maximale Geschwindigkeit der von Ihnen verwendeten Speicherlösung Buffergröße in MB, d.h. die Fähigkeit, die maximale Schreibgeschwindigkeit zu erreichen Beschleunigung der Technologie Kleinere Bitzellen Beschleunigung der Tape-Geschwindigkeit Hard Disk Neu 205 MB/s – 128 MB
  • 47. 20 47 Stagnation der Technologie Tape = Festplatte Innovationen Tape > Festplatte 400 160 300 360 120 140 80 8 8 16 16 16 16 32 32 32 64 1 GB/s LTO1 2000 LTO2 2002 LTO3 2004 LTO4 2006 LTO5 2010 LTO6 2013 LTO7 2016 3592JD 2017 3592JE 3592xx 40 Entwicklung der Übertragungsrate entsprechend der Anzahl der Kanalköpfe... Eine schwarze Cartridge, die das Ende des dunklen Zeitalters des Tapes symbolisiert. Anzahl der Kanalköpfe Transferrate in MB/s
  • 48. 48 LTO8 26 Std. 3592JE 20 Std. HDD Aktuell 109 Std. HDD Zukunft 66 Std. 3592JD 22 Std. 3592JE 20 Std. 3592JD 22 Std. 3592JE 20 Std. LTO7 31 Std. Backup-Zeit Wie lange dauert es, bis 20 TB Daten gespeichert sind? (1 GB große Dateien) Die Backup-Zeit von 3592JE ist um 30% kürzer als bei LTO8.
  • 49. 17 33 49 65 81 8 15 22 29 36 0,5 PB 1 PB 1,5 PB 2 PB 2,5 PB LTO8 3592JE 49 Speichern großer Datenmengen Backup-Zeit in Stunden in LTO8- und 3592JE/TS1160-Laufwerken Backup-Zeit in Tagen: • 8 Std. Nutzung des LTO8-Laufwerks pro Tag • 14 Std. Nutzung des 3592JE/TS1160 pro Tag Anzahl der Laufwerke, die zum Speichern von Daten innerhalb von 5 Tagen benötigt werden 643 1.286 1.929 2.572 3.215 496 992 1.489 1.985 2.481 0,5 PB 1 PB 1,5 PB 2 PB 2,5 PB LTO8 3592JE 81 161 242 322 402 36 71 107 142 178 0,5 PB 1 PB 1,5 PB 2 PB 2,5 PB LTO8 3592JE Es werden 45 LTO8-Laufwerke mehr benötigt als 3592JE- / TS1160-Laufwerke, um 2,5 PB Daten in 5 Tagen zu speichern
  • 50. 50 Datenmigration - 3 Schlüsselideen Einfachere Datenmigrationen IBM bietet mehr Abwärtskompatibilität als die LTO-Technologie. Weniger Datenmigration Die 3592-Technologie reduziert Datenmigrationszyklen: Das Kapazitätswachstum von 3592 ist größer als das der LTO- Technologie. Schnellere Datenmigrationen Die höhere Schreibgeschwindigkeit, gepaart mit der Tatsache, dass ein 3592-Laufwerk für einen längeren Zeitraum am Tag verwendet werden kann.
  • 51. 1 4 4 4 10 10 10 15 15 20 1,5 1,5 1,5 2,5 2,5 2,5 6 6 6 12 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 3592 LTO 51 Datenmigration - höhere Kapazität reduziert die Anzahl der Migrationszyklen Entwicklung der höchsten verfügbaren Kapazität in der LTO-Technologie und 3592-Technologie - alle Zahlen in TB • In den frühen 2010er Jahren, bot LTO 1,5 TB Kapazität und 3592 1 TB. • Es dauerte 4 Jahre für 3592, um 10 TB Kapazität zu erreichen. • Es dauerte 9 Jahre, bis LTO 10 TB Kapazität überschritt.
  • 52. 52 JC 4 TB 7 TB JD 10 TB 7 TB 15 TB 15 TB JF 40 TB 7 TB 10 TB TS 1140 2011 TS 1150 2014 TS 1155 2017 TS 1160 2019 TS 1170 Datenmigration - Erweiterte Abwärtskompatibilität 3592JC 3592JD 3592JE 3592JF Hauptartikelfettgedruckt Projekte: Alle Spezifikationen und Einführungstermine müssen noch bestätigt werden. Welche Speicherkapazität erhalten wir für verschiedene Generationen von 3592-Tapes und Laufwerken? 30 TB 15 TB JE 20 TB
  • 53. 53 Migrationszeit... Wie lange dauert die Migration von 8 PB Daten? 180 216 252 280300 360 360 400 LTO7 LTO8 3592JD 3592JE Offizielle Transferrate in MB/s 12.350 10.290 8.820 7.937 LTO7 LTO8 3592JD 3592JE Wie viele Stunden dauert es, um 8 PB Daten mit einem einzigen Laufwerk zu speichern? 1.544 1.286 630 567 LTO7 LTO8 3592JD 3592JE Wie viele Tage dauert es, um 8 PB Daten mit einem einzigen Laufwerk zu speichern? Empfohlen: 8 Stunden Nutzung des Laufwerks pro Tag Empfohlen: 14 Stunden Nutzung des Laufwerks pro Tag Operative Transferrate in MB/s
  • 54. 54 Migrationszeit (II)... Wie viele Laufwerke benötigt man, um 8 PB Daten in weniger als 60 Tagen zu speichern? 26 Laufwerke 22 Laufwerke 11 Laufwerke 10 Laufwerke LTO7 LTO8 3592JD 3592JE Zusammenfassung 30% Ein 3592JE-Laufwerk schreibt Daten mit einer Geschwindigkeit, die 30% schneller ist als die des LTO8-Laufwerks. 14 Std. Ein 3592-Laufwerk kann häufiger und intensiver als ein LTO-Laufwerk verwendet werden. Die Dauer einer Migration auf LTO8 ist 2,3x länger als auf 3592JE. Eine Migration auf LTO8 dauert 2x länger als auf 3592JD. Wie lange dauert die Migration von 8 PB Daten? x2,3 x2
  • 55. 55 LTO6 SERVER 3592JE Zur Bedeutung der Verwendung neuer Generationen Datenmigration - Datenzugriff • Die Datenmigrationszeit hängt nicht nur von der neuen Laufwerksgeneration ab. • Sie müssen zuerst die Daten lesen, die auf den Tapes der alten Generation gespeichert sind. 1. Schritt - Öffnen oder lesen Sie die Daten von den alten Tapes 2. Schritt - Schreiben Sie die Daten auf die neue Tape-Generation LTO6 • Es dauert fast 7000 Std, um 4 PB Daten auf LTO6 mit einem einzigen Laufwerk zu lesen. • Dies sind bei 8 Stunden Nutzung pro Tag 870 Tage. FAZIT: • Obwohl das neue TS 1160 Laufwerk innerhalb von 284 Tagen 4 PB Daten schreiben kann, beträgt die tatsächliche Migrationszeit 870 Tage. Dies ist die Zeit, die benötigt wird, um die auf den LTO6 Tapes gespeicherten Daten zu „lesen“.  Die weitere Verwendung von langsamen Laufwerken erschwert und verlangsamt den Datenmigrationsprozess. 3592JE • Es dauert fast 4000 Std, um 4 PB Daten auf einem 3592JE-Tape mit einem einzelnen TS 1160- Laufwerk zu schreiben. • Dies sind bei 14 Stunden Nutzung des Laufwerks pro Tag knapp 284 Tage. 55
  • 56. 56 LTO3 LTO4 LTO5 LTO6 LTO7 LTO8 3592JD 3592JE Datenmigration: Die Zeit, die zum Lesen Ihrer Daten auf älteren Tape-Generationen benötigt wird. Welche Speicherkapazität in TB können wir in 90 Tagen lesen? * 8 Std. / Tag Verwendung der LTO- Laufwerke * 14 Std. / Tag Verwendung der 3592- Laufwerke 207 311 363 415 778 933 1.633 1.814 LTO3 LTO4 LTO5 LTO6 LTO7 LTO8 3592JD 3592JE 1.736 1.157 992 868 463 386 220 198 Wie viele Tage dauert es, 4 PB Daten zu lesen? * 8 Std. / Tag bei Verwendung der LTO-Laufwerke * 14 Std. / Tag bei Verwendung der 3592-Laufwerke Durch die Verwendung neuer 3592JE-Tapes können Sie Ihre nächsten Migrationen vorhersehen: Sie benötigen 2-mal weniger Zeit als bei Verwendung von LTO8-Laufwerken und Tapes.
  • 57. 57 Die Erhöhung der Schreibgeschwindigkeit birgt zahlreiche Herausforderungen Sie müssen es sich wie folgt vorstellen: • Der Kopf muss mit einer Geschwindigkeit von 5 m/s auf einer Spur von etwa 1072 m Länge und etwa 2,5 μm Breite laufen (TS 1150). • Das entspricht einem 100 m Rennen in 20 Sekunden, während man auf einer Strecke bleibt, die so dünn ist, dass wir sie mit bloßem Auge nicht sehen können. • Voraussetzung ist, dass die Tracking-Einrichtungen nicht entgleisen dürfen. • Der Versatz (für eine Länge von 1072 m + eine Breite von 2,5 μm) sollte 0,06 μm nicht überschreiten. Bitte beachten Sie, dass… • …wir das Problem der Verbesserung der Übertragungsraten nicht angehen können, ohne zu berücksichtigen, dass wir auch Tapes mit höherer Kapazität konsequent produzieren müssen. • …eine erhöhte Speicherkapazität die Verwendung von Spuren bedeutet, die für jede neue Generation dünner werden. • …wir berücksichtigen müssen, dass der Kopf auf einer schmaleren Spur schneller arbeitet, da wir die Schreibgeschwindigkeit des Systems erhöhen müssen. • …das „Ausbrechen“ eine große Herausforderung ist: Eine stabile Aufzeichnung ist in vielerlei Hinsicht eines der grundlegenden Kriterien. 20s für 100 m auf einer 2,5 μm Spur 17s für 100 m auf einer 1 μm Spur Bis zu 10 - 12 TB Kapazität pro Tape Für Tape- Kapazitäten über 20 TB
  • 58. 58 Hochleistungs-Tapes müssen die Tape-Führung besser als zuvor stabilisieren Das System stabilisiert die Tape-Führung durch Luftinjektion - das Ziel ist, zu verhindern, dass sich das Tape in Richtung der Flansche nach oben oder unten bewegt. Das System verhindert, dass das Tape die Tape-Führung und die Rollenführungen berührt – immer noch durch Luftinjektion Tape-Führung und Rollenführung TAPE Spule
  • 59. 59 Intensive Nutzung und häufiger Zugriff auf Daten 3
  • 60. 60 Zugriff auf Daten: eine Welt der Unterschiede zwischen 3592 und LTO
  • 61. 61 LTO6 LTO7 LTO8 3592JD 3592JE 100.000 100.000 300.000 300.000 300.000 Maximale Anzahl von Lade- und Entladevorgängen eines Tapes: Wie oft können wir auf eine Datei zugreifen, die auf einem Tape gespeichert ist? Der offizielle Begriff ist MSBF Der offizielle Begriff ist SLD (Short Length Durability) LTO 3592 20.000 40.000
  • 62. 62 LTO-Tapes Dicke des Gehäuses: 1,65 mm Dicke des Gehäuses: 3,15 mm + verstärkte Hülle (Rippen) IBM 3592-Tapes Robustere Tape Cartridges
  • 63. 63 Robustes Cartridge-Design • Dickere Kunststoffe (vs. LTO) • Rippen, um eine Rolle zu halten • Fünf Schrauben zur Fixierung des Gehäuses • Spezifiziert, um Stürzen aus 1 m Höhe auf allen sechs Achsen ohne Datenverlust zu überstehen (nicht empfohlen!) Staubdichtes, gebogenes Türdesign • Effektive staubdichte Konstruktion für höhere Aufzeichnungsdichte • Besteht einen Öffnungs-/Schließtest von mehr als 50.000 Zyklen Das 3592-Tape ist für eine intensive Nutzung des Laufwerks gebaut... Rippen
  • 64. 64 Zugriff auf Daten: 3592JE im Vergleich zu LTO8 RAO (Recommended Access Ordering) GPS: High Resolution Tape Directory (HRTD) Bewegungsgeschwindigkeit des Laufwerkkopfs (Vor-/Zurückspulen) Offizielle Übertragungsrate (11 % schneller) 50% Die Summe der vier Vorteile des 3592JE im Vergleich zu LTO8 führt dazu, dass die Zugriffszeit bei 3592JE 50% kürzer wird.
  • 65. 65 Wartezeit in Sekunden beim Laden des Tapes Kopfbewegungsgeschwi ndigkeit in m/s Länge des verwendbaren Teils des Tapes (in m) Vorspulzeit vom Anfang bis zum Ende des Tapes (in s) Ladezeit + maximale Rückspulzeit (in s) 3592JD LTO8 12 15 3592JD LTO8 12,4 10 3592JD LTO8 96 108 3592JD LTO8 84 93 3592JD LTO8 1.032 922 24% schneller * Berücksichtigt nicht die von IBM entwickelten erweiterten Funktionen Bewegungsgeschwindigkeit des LaufwerkkopfsDie theoretische* Umspul-Zeit des 3592JD im Vergleich zu der von LTO8
  • 66. 66 Das HRTD Tape Directory von 3592 beschleunigt den Zugriff auf Ihre Dateien 1 - Die Dateisuche im traditionellen Modus Beginn des Tapes Mitte des Tapes Ende des Tapes Speicherort der DateiSegment wurde aus dem Dateisuchprozess entfernt 2 - Mit dem 3592 Tape Directory-System Speicherort der DateiSegment wurde aus dem Dateisuchprozess entfernt • Während des Vorspul-Vorgangs kann das System dem Kopf helfen, die Datei zu lokalisieren. • Sie informiert den Kopf über das Segment des Tapes, auf dem sich die Datei befindet. • Wenn der Kopf das fragliche Segment erreicht, bleibt ihm nur noch die Suche nach der Datei, durch Erfassen der von der Datei ausgegebenen magnetischen Signale. • Es ist, als würde das System bei der Suche nach einer Adresse den Namen der Straße angeben und das, was dem Kopf übrig bleibt, ist, nach der Nummer des Gebäudes zu suchen. • Auf der anderen Seite ist das System relativ begrenzt, da es nur mit drei Bezugspunkten arbeitet: dem Anfang, der Mitte und dem Ende des Bandes. Das System kann daher das Tape nur in zwei Segmente teilen. Dies ist daher keine besonders wirksame Hilfe. • Das Tape Directory-System von IBM 3592 führt dieselbe Operation aus. • Der Vorteil ist, dass das Tape in 128 Segmente unterteilt werden kann. • Es wird die 127 Segmente bestimmen, die der Kopf aus seiner Suche eliminieren kann. • Der Bereich, den der Kopf erkunden kann, wird reduziert, was die Suche nach Dateien erheblich beschleunigt. • Noch wichtiger ist, dass der Kopf mit maximaler Geschwindigkeit auf den „grauen“ Bereichen, die von der Suche entfernt werden, bewegt werden kann. In den „weißen“ Bereichen, wo sich die Datei befindet, verlangsamt der Kopf die Geschwindigkeit, um die emittierten Signale der Partikel zu erfassen.  In einigen Fällen stellen wir fest, dass die Suche nach Dateien daher die gesamte Umspul-Zeit um 35% reduziert. Schnelle Bewegung des Kopfes Schnelle Bewegung des Kopfes HRTD = High Resolution Tape Directory
  • 67. 67 Das RAO-System von IBM generiert beim Zugriff auf mehrere Dateien auf einem einzelnen Tape eine schnelle Dateisuchreihenfolge Recommended Access Ordering (RAO) - Beispiel • Der Abruf mehrerer Dateien auf demselben Tape ist die schwierigste Herausforderung auf Tape Medien. • Das Laufwerk muss das Tape abwickeln/zurückspulen, die erste Datei finden, öffnen, dann zum Anfang des Tapes zurückkehren und erneut abwickeln, um die zweite Datei zu finden... • Mit dem 3592 RAO-System berechnet und erstellt das Laufwerk die Liste der Datei-Recall-Aufträge in der optimalen Reihenfolge. Mit anderen Worten berechnet das RAO den schnellsten Szenario- oder Dateiabrufpfad. • Der RAO führt seine Berechnung durch, indem es mehrere Kriterien berücksichtigt, wie zum Beispiel die Größe der Datei, ihre Positionierung (auf welchem Wrap, welcher Datenbank usw.), sowie die Attribute des Systems (Transferrate). Dateien, auf die zugegriffen werden soll A B C E F D Ideale Reihenfolge des Zugriffs auf Dateien
  • 68. 68 - 500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 2015 2014 2013 2012 IBM RAO-System - einige Beispiele für die Reduzierung der Zugriffszeit in wissenschaftlichen Umgebungen • 20% schnellerer Zugriff auf die Daten beim Öffnen einer kleinen Anzahl von Dateien: 2 oder 3 Dateien. • Der Zugriff auf Daten ist 30% schneller, wenn es darum geht, fünfzehn Dateien mit durchschnittlich 10 GB zu öffnen. • Schließlich erklärte ein großes europäisches Forschungszentrum für einen nahezu konstanten Zugriff auf die Daten, dass sich die Nutzungszeit des Laufwerks dank des RAO-Systems halbiert. Siehe nebenstehende Grafik: PositionierzeitinTagen Positionierzeit (Tage) Positionierzeit (RAO) Das RAO-System reduziert die Nutzungszeit der Laufwerke um 50%. Dies trägt auch dazu bei, die Lebensdauer der Hardware zu erhöhen.
  • 69. 69 Zusammenfassung: intensive Nutzung des Laufwerks / häufiger Zugriff auf die Daten 1. Die 3592 MSBF, d. h. die Anzahl der Lade- und Entladevorgänge des Tapes innerhalb des Laufwerks, ist 3x größer als die des LTO, außer bei LTO8. 2. Eine SLD, welche doppelt überlegen ist: Sie können 40.000-mal auf eine Datei auf 3592 zugreifen, doppelt so oft wie bei LTO. 3. Das Gehäuse des 3592-Tapes ist doppelt so dick wie bei LTO. 4. Die 3592-Laufwerkskopfbewegung ist 24% schneller als bei LTO. 5. Das Tape-Directory von 3592 hilft, Dateien schneller zu finden. Die Umspul-Zeit kann um 35% reduziert werden. 6. Das RAO-System reduziert die Zugriffszeit auf mehrere Dateien auf demselben Tape. Je nach Situation zeigen Tests, dass die Zugriffszeit auf die Daten um 20% bis 50% reduziert wird.
  • 70. 70 3592JE ist ein System, dessen Funktion es ist, den häufigen Zugriff auf Daten zu erleichtern 3592 vereint die Qualitäten beider Systeme. HDD LTO Tapes3592 Tapes • Daten langfristig archivieren • Sicherere Lösung als Festplatten • Überlegene Schreibgeschwindigkeit • Lebensdauer nicht mehr als 3 - 4 Jahre • Teurer, langsamer und weniger sicher • Praktisch für den Datenzugriff 3592JE ist eine 2-in-1-Lösung, die es Anwendern ermöglicht, ihre Speicherkosten zu reduzieren, indem die Festplattenkapazität für den häufigen Zugriff auf Daten reduziert wird.
  • 71. 3592JE ist ein System, dessen Funktion es ist, den häufigen Zugriff auf Daten zu erleichtern Beispiel für eine TCO-Reduzierung (Total Cost of Ownership) durch den Erwerb einer 3592JD Lösung. 8 16 1 16 HDD LTO6 HDD 3592JD Gestern Heute Ein europäischer Fernsehsender hat die Gesamtkosten seiner Speicherlösung durch den Kauf einer 3592JD Library reduziert. Da die Kosten für 8 PB Festplatten besonders hoch sind, suchte der Anwender nach einer günstigeren Lösung. Beschreibung des Speichersystems des Benutzers (hinsichtlich der Speicherkapazität in PB) 1. Die Besonderheit von 3592 besteht darin, dass es gleichzeitig die Funktionen von LTO-Tapes und Festplatten ausführt. 2. Die Kosten für die Verwendung von Festplatten sind zwischen 5x und 7x teurer als die von Tape. 3. Der Preis einer 3592JD-Lösung ist im Durchschnitt 25% teurer als der Preis einer LTO- basierten Lösung. 4. Durch den Kauf der 3592-Speicherlösung konnte der Benutzer seine Festplattenkapazität von 8 PB auf 1 PB reduzieren.  Dies ermöglichte dem Benutzer, die Gesamtkosten seines Speichersystems um 50% zu reduzieren. TCO – Kosten der Nutzung 50% Kosten + überlegene Leistung 2017 2018 Tape HDD 71
  • 72. 72 2,5 3 3,5 4,4 3,9 4,9 1,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Jahr 0 Jahr 1 Jahr 2 Jahr 3 Jahr 4 Jahr 5 HDDTape Beispiel für die Beschreibung eines Speichersystems, das 3592JD und Festplatten kombiniert Ein Unternehmen, das im Fernerkundungsbereich und im Bereich der Satellitenbildgebung tätig ist, ist von einer 100% HDD-Lösung zu einer HDD + 3592JD- Lösung gewechselt. • Die Verbreitung von Vorschriften zur langfristigen Aufbewahrung von Daten hat den Benutzer dazu veranlasst, eine andere Option als Festplatten in Erwägung zu ziehen. • Diese Firma hält 2,5 PB Daten vor und wird zwischen 480 TB und 500 TB neue Daten pro Jahr in den nächsten 5 Jahren erstellen. Der Kunde erklärte uns, dass er, da er eine 3592JD-Hardware gekauft hat, nicht mehr als 0,5 PB Festplattenkapazität (oder „Festplatten Cache“) benötigt: • 250 TB, um 6 Monate neu erstellter Daten auf Festplatte vorzuhalten • Weitere 250 TB zusätzliche Kapazität für außergewöhnliche Interventionen (Migration, vertikale Anwendungen etc.) Übergang von Festplatten zu 3592JD: Entwicklung der Speicherkapazität in den nächsten 5 Jahren. Allmähliche Obsoleszenz von aktiven Festplatten Stabilisierung der Festplattenkapazität bei 0,5 PB
  • 73. 73 47 11 HDD 3592JD Backup-Zeit für 10 TB Daten auf einem einzelnen Laufwerk oder einer Festplatte (in Stunden). Eine Anekdote, die für den Vorteil von 3592JD gegenüber Festplatten repräsentativ ist: Der Benutzer erklärte, dass er bei der Aufzeichnung seiner Daten die folgenden Transferraten erreicht hat; * HDD – Dateien > 20 GB: 190 MB/s – 1 GB Dateien: 60 MB/s * 3592JD – Dateien > 20 GB: 342 MB/s – 1 GB Dateien: 252 MB/s  Er hat uns auch mitgeteilt, dass er eine große Anzahl von kleinen Dateien vorhält - die operative Transferrate für kleine Dateien ist daher diejenige, die er am meisten berücksichtigt. RAID - 3 Kopien insgesamt * Der Benutzer möchte in der Lage sein, das Äquivalent von einer Woche neuer Daten innerhalb eines Tages zu speichern. Doppeltes Vergleichskriterium: Geschwindigkeit = 1 x TS 1155 = 5 x HDD Kapazität = 2 x 3592JD = 15 x HDD HDD = katastrophaler ökologischer Fußabdruck * Er nutzt TS 1155 (15 TB) und verwendet 6 TB Festplatten. * Aufgrund der Robustheit des 3592JD schätzt er, dass er 5 HDDs benötigt, um die Arbeit eines einzelnen 3592- Laufwerks zu generieren. * Sehen Sie auf der gegenüberliegenden Seite das Ergebnis eines Datenzyklus von 3 Wochen. Beispiel für die Beschreibung eines Speichersystems, das 3592JD und Festplatten kombiniert (II)
  • 74. 74 Gestern 100% HDD Abgelehnte Option HDD + LTO8 Genehmigte Option HDD + 3592 700* 350 100 135 140 Die LTO8-Option wurde nach den drei Grundkriterien abgelehnt: 1. Platzreduzierung + weniger Datenmigrationszyklen 2. Überlegene Leistung (Schreibgeschwindigkeit) 3. Häufiger Zugriff auf Daten + Systemrobustheit Wir können die TCO dieses Unternehmens wie folgt in den Index umwandeln: • LTO8: 100 • 3592JD: 135 • HDD: 700 100 140 HDD + LTO8 Ohne häufigen Zugriff auf Daten Total 700 Total 450 Total 275 Total 240 Die LTO8-basierte Lösung ist 60% teurer als die 3592JD-basierte Lösung. TCO-Differenz = häufiger Zugriff auf die Daten Die 100% HDD-Lösung ist 150% teurer als 3592JD Erfüllt nicht die Kriterien für den häufigen Zugriff auf Daten. = Bei gleicher Kapazität sind seine Kosten für die 3592JD-Lösung 35% teurer als für die LTO8-Lösung. Einige ergänzende Informationen: • Wenn er sich für LTO8 entschieden hätte, hätte er seine Festplattenkapazität nur um die Hälfte reduziert (1,25 PB). • Hätte er keinen häufigen Zugriff auf Daten benötigt, wären die Kosten für die HDD + LTO8-Lösung um 12% niedriger als für HDD + 3592JD. Dieser Benutzer war jedoch der Meinung, dass 3592JD noch profitabler ist (Verringerung des Platzbedarfs, weniger Schreibfehler, Lebensdauer der Hardware, Robustheit usw.). Beispiel für die Beschreibung eines Speichersystems, das 3592JD und Festplatten kombiniert (III)