作為數據中心的重要基礎設施之一，綠色存儲成為綠色數據中心關注的焦點。與HDD磁盤相比，LTO磁帶存儲的應用在綠色存儲發(fā)展之路上，彰顯出來了更多的時代魅力。在減碳共識下，冷存儲王者，磁帶當仁不讓，正在成為更多企業(yè)的優(yōu)選。

數據量暴增，冷數據存儲應該采用更節(jié)能減排的方式

全球數據量暴增，已經成為了有目共睹的現實。

來自IDC的分析指出，備受物聯網（IOT）、人工智能、5G、云計算、自動駕駛等新興技術的影響，全球數據圈的信息量到2025年將增加到175ZB，要知道在2018年這個數據總量只有33ZB，7年時間增長430％左右。

全球數據總量每年呈現出驚人的增長，其中企業(yè)數據存儲復合年增長率達到27％，大約每三年翻一番，許多大型組織的數據每兩年翻一番。然而在針對數據存儲模式的選擇上，對于很少被訪問的數據，更適合選擇冷存儲形態(tài)的數據歸檔，沒有必要采用HDD磁盤或閃存等能耗高的熱存儲或溫存儲模式。

既然全球已經進入了需要對大容量數據進行靈活、安全、廉價、長期保管的時代，那么在數據存儲領域，為了實現2050年前后的碳中和化，包括日本在內的很多國家都提出了如何選擇適當的存儲介質，并優(yōu)化由于在數據保存中消耗電力所產生的二氧化碳排放量的目標。

更有意思的是，2021年11月，某機構進行了全球范圍內有關數據領域的環(huán)保意識調查，調查覆蓋員工數量100人以上的美國、德國、日本和中國的企業(yè)管理層，調查對象包括了這些企業(yè)的1200位CEO、CFO、CSO、CTO以及CIO。調查結果表明，現在IT領域管理層普遍對環(huán)境問題認識不足，半數以上的管理者很難理解數據的利用、保管上所消耗的電能與二氧化碳排放量的增加之間存在著緊密的聯系。

但是，相對于其他三國而言，中國的企業(yè)管理層在環(huán)境保護意識方面相對較強，98％的管理者回答了環(huán)保在其的決策過程中“很重要”以及“重要”。雖然中國的企業(yè)管理層環(huán)保意識在提高，但在一定程度上忽視了IT方面也是環(huán)境破壞“大戶”，對于如何減少數據領域二氧化碳排放以及如何更合適地選擇管理和保存數據的方法上認知較少�？梢�，如何抑制IT方面的二氧化碳排放，必然會成為今后非常重要的課題。

值得關注的是中國的企業(yè)管理層對于數據存儲模式比較開放，86％的受訪者充分認識到熱數據與冷數據的存儲方式應該不同，冷數據存儲應該采用更節(jié)能減排的方式，95％的受訪者表示愿意接受更合理的數據存儲方式。

此外，還有一組重要的數據表明，既要滿足節(jié)能減排，又要滿足數據歸檔的冷存儲，依靠磁帶存儲成為了不錯的選擇。

一方面，到2021年，全球將有8．3 ZB的數據被存儲，其中62％的數據會選擇HDD磁盤存儲，9％的數據選擇固態(tài)硬盤（SSD），15％的數據選擇磁帶存儲，14％的數據選擇NVM和光盤存儲。從中可見磁帶存儲的發(fā)展?jié)摿σ廊痪薮蟆?/p>

另一方面，這五類存儲具有不同的介質、技術與經濟性。就HDD磁盤而言，質保期一般在5年左右，而磁帶介質壽命通常超過了30年，只要在正常的工作狀態(tài)和適宜環(huán)境中保存，磁帶的壽命可達70年，甚至更長時間，而且關鍵的問題是磁帶存儲的數據完整無損。

不僅存儲介質壽命有著如此大的區(qū)別，而且在存儲密度、TCO成本、穩(wěn)定性方面也有著明顯的不同。與HDD磁盤相比，磁帶的存儲密度更具有優(yōu)勢，采用納米級磁性顆粒后，磁顆粒變小，物理性能更加穩(wěn)定，單位面積存儲數據容量更大。同時磁帶的擴容成本更低，一個磁帶驅動器對應多個磁帶產品，擴容成本主要聚焦在存儲介質本身，但HDD磁盤擴容的成本是整體性的，同時還必須考慮到日常功耗帶來的成本。此外磁帶本身的介質特性帶來了長久保存的穩(wěn)定性，已經多次在極端的環(huán)境下得到驗證，磁帶存儲已經被證明每讀寫1萬PB數據量后才有可能出現一次故障，本身可選擇的不可覆蓋無法修改的特性，一次寫入可以多次讀取，更利于重視數據保存合規(guī)方面的用戶要求。

當前，在存儲的所有信息中有60％到80％屬于冷數據，這些冷數據而言，訪問頻次雖然低，卻仍然具有價值，并且不能刪除，通常保存在HDD磁盤上。如果將冷數據轉存到現代磁帶存儲上，必然為全球節(jié)能減排帶來很好的效果。因此，為了將積累的大量冷數據活用到下一代技術的開發(fā)上，今后對冷數據進行安全、廉價且長期保管的需求會越來越多。

可見，節(jié)能減排勢在必行，對于可持續(xù)發(fā)展而言，磁帶的廣泛應用更有現實意義。據富士膠片對LTO 8二氧化碳當量的生命周期估計，包括磁帶驅動器使用產生的二氧化碳，在十年的生命周期內將產生0．114kg的二氧化碳當量，比HDD磁盤減少95％。

根據Brad Johns咨詢公司的研究，對比硬盤和磁帶歸檔十年以上的平均成本，假設需要對100PB信息進行10年的保存， 并對其存儲介質的影響進行評估。與僅使用HDD磁盤的解決方案相比，將HDD磁盤上60％的數據動態(tài)歸檔到磁帶上，那么將減少57％的碳排放、48％的電子垃圾以及44％的總擁有成本（TCO）。此外，如果所有的數據都是冷數據，并被轉存到磁帶上，碳排放量將減少95％、電子垃圾減少80％，總擁有成本（TCO）降低73％。放眼全球，將硬盤上60％的數據轉存到磁帶上，可以減少7200萬噸的碳排放，這對全球碳排放的降低有著極大的貢獻。對于企業(yè)來說，在幫助全球降低碳排放和 電子垃圾的同時，通過實施這一遷移所節(jié)省的TCO，其經濟收益也十分吸引人。

磁帶存儲加速創(chuàng)新，LTO 9擔當新數據時代重任

實際上，磁帶冷存儲再次熱起來，與LTO技術的不斷發(fā)展分不開。

早在1997年11月，由HP、IBM、Seagate聯合推出了LTO（Linear Tape Open）技術，即線性磁帶開放協議。自二十多年前推出第一代以來，從LTO 1到LTO 2、LTO 3、LTO 4、LTO 5、LTO 6、LTO 7、LTO 8、LTO 9，帶來了磁帶讀寫速度與容量的不斷升級。

對比一下影響力頗大的LTO 8與LTO 9，就富士膠片的LTO Ultrium 8與LTO Ultrium 9系列磁帶而言，LTO 8采用了BaFe鋇鐵氧體磁性材料，及富士膠片專利的納米超薄涂層技術。原生數據可以存儲12TB容量，壓縮數據高達30TB，存儲速度為750MB／s，在未壓縮情況下可以實現360MB／s。

LTO 9采用了富士膠片NANOCUBIC獨有技術后，將鋇鐵氧體磁性材料配置成細顆粒，均勻分布在磁帶表面，形成光滑薄磁性層。原生數據可以存儲18TB容量，壓縮數據高達45TB，比LTO 8系列磁帶提高了50％。存儲傳輸速度為1000 MB／s，在未壓縮情況下也可以達到400MB／s，相比LTO 8有了明顯提高。

值得一提的是在可靠性方面，LTO 9表現更為突出，富士膠片LTO Ultrium 9系列磁帶實現了高品質的回讀信號和低錯誤率。通過優(yōu)化材料設計，讓磁頭高精度跟蹤和運行耐久性得到了很好保障，可以穩(wěn)定讀取和寫入數據，帶給數據中心用戶很高的可靠性。

其安全性表現更令數據中心用戶所認同，磁帶存儲具備不可改變性、實現磁帶硬件層面加密、擁有真正物理隔離，能夠在網絡隔離的狀態(tài)下保管數據，可以很好避免系統(tǒng)故障、病毒感染、網絡攻擊等可能帶來的數據損壞、滅失風險，有效防護勒索軟件的破壞，讓用戶重要數據可以安全保存。加上采用BaFe磁性體的磁帶具有50年以上磁性穩(wěn)定屬性。與HDD磁盤存儲相比，磁帶存儲能夠明顯有效降低能耗進行數據的長期安全保管，這成為每個綠色數據中心實現可持續(xù)發(fā)展的良好策略之一。

隨著5G、4K／8K高清視頻的推廣、IoT發(fā)展、AI大數據分析的普及，全球數據量劇增，其中訪問頻率低的冷數據占了全球數據總量的80％以上。憑借LTO 9的優(yōu)勢技術能力，自然實現了對海量數據進行低成本的長期安全保管，從而在數據中心必將獲得越來越廣泛的應用。LTO Ultrium 9系列磁帶滿足全球對數據存儲、網絡安全和節(jié)能減排等方面不斷變化的需求，從而為綠色數據中心的可持續(xù)發(fā)展擔當重任。

在2021年9月7日，富士膠片的FUJIFILM LTO Ultrium 9磁帶產品已經在全球銷售。

然而，線性磁帶開放LTO產品路線圖已經呈現出第12代，預計單盤容量原生數據存儲可以高達144TB，壓縮后甚至可以實現360TB。在2020年底，富士膠片與IBM共同研發(fā)了一項新的磁帶技術，實現存儲密度為每平方英寸317GB，這意味著采用該項磁帶技術制造的一盤磁帶，存儲容量將高達580TB。

LTO技術創(chuàng)新帶來每平方英寸比特數的單位面積密度持續(xù)大幅度提升，這意味著每一代的LTO誕生都必然將存儲更多數據，并帶來總體擁有成本TCO降低，實現二氧化碳排放的降低。

對于數據中心而言，可再生資源利用僅占據總體能源消耗比較小的比例，節(jié)約能源和優(yōu)化能源使用自然成為每一個大型數據中心運營商必須關注的重點。通過同等重視減少能耗和減少能源浪費，有助于大型數據中心運營商更好地實現可持續(xù)發(fā)展。磁帶存儲通過離線存儲數據而不消耗能源，對于用戶而言可以將磁帶系統(tǒng)作為近線、動態(tài)歸檔存儲，在不消耗處理能力的情況下實現生產性使用，在不讀寫數據時幾乎不需要耗電環(huán)境資源�？梢�，借助磁帶存儲技術的應用，必然有助于加速綠色數據中心的建設。

富士膠片創(chuàng)新性地將磁帶存儲中的鋇鐵氧體（BaFe）進化為鍶鐵氧體（SrFe）后，磁帶將獲得更高的存儲密度，而且性能屬性也大大提升。當前磁帶存儲每年保持30％的增長速度，平均2．5年容量即可翻一番。除了磁帶介質本身的發(fā)展?jié)撡|外，目前磁帶機與磁帶庫產品的相關供應商也保持著行業(yè)發(fā)展的步伐，在生態(tài)構建、磁帶整體解決方案方面不斷完善與豐富。

面向未來，整合磁帶方案優(yōu)勢助推冷存儲更綠色。通過磁帶存儲既能降低成本又能降低能耗的可持續(xù)性方案，讓每個綠色數據中心建設實現碳排放顯著減少，對環(huán)境的影響也降到最低，減少開支提高利潤，也方便落地實施。

IDC的分析認為，結合可持續(xù)存儲戰(zhàn)略，加速綠色數據中心的發(fā)展，在全球范圍內，協同專項轉向磁帶存儲所能避免的耗電量和二氧化碳排放值得關注。

目前，在企業(yè)數據保管中已經采用磁帶存儲的微軟Azure負責人Jason Adrian分析指出，作為離線保存數據的磁帶，不僅日常保存不會消耗電力，而且磁帶由較少的材料制造而成，相對于使用大量的鋁、玻璃、磁性體制造的硬盤，磁帶在使用時耗電量低，對資源的消耗量也很低，因而在冷數據存儲領域，磁帶表現出更為合適的現實優(yōu)勢。

磁帶存儲不僅對于大型數據中心的綠色低碳發(fā)展有利，削減以數據中心為首的存儲領域CO2排放，同時對于生命科學、數字媒體、醫(yī)療成像、金融歸檔、宇航探索、視頻安防、自動駕駛等具有大量存儲數據的行業(yè)來說，將冷數據從硬盤轉存到磁帶存儲，不僅是加速推進節(jié)能減排的有效舉措，也是保護關鍵業(yè)務數據和實施災難恢復解決方案的有效途徑。

隨著LTO磁帶技術的創(chuàng)新加持，面向可持續(xù)發(fā)展，每個綠色數據中心都不能少了磁帶技術帶來的綠色存儲。由此而言，磁帶的角色正在發(fā)生轉變，這進一步提高了它的綠色環(huán)保價值，成為冷存儲當仁不讓的王者。（by Aming）

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