Les disques durs approchent des limites de leur développement et le film ne fait que s'améliorer avec le temps.
Les institutions financières obligent les entreprises à stocker plus de données et une période plus longue. La quantité de données qui doivent être stockées
augmente de 30 à 40%
chaque année par rapport à l'année précédente. La capacité des disques durs augmente également, mais à moitié moins. Heureusement, toutes ces informations ne nécessitent pas un accès instantané, le film est donc une excellente solution au problème.
En général, de nombreuses informations dans le monde sont stockées sur bande magnétique: données scientifiques sur la physique des particules, données astronomiques, archives nationales, patrimoine culturel, la
plupart des films , données bancaires, etc. Il existe des professionnels (spécialistes des matériaux, ingénieurs, physiciens) dont le travail consiste à améliorer les méthodes de stockage des données sur film.
Au fil des décennies, le film a évolué tout autant que les disques durs ou les transistors. Le premier film pour stocker des informations sous forme numérique -
le modèle IBM
726 - pouvait stocker 1,1 Mo par bobine. Aujourd'hui, 1 bobine est capable de stocker 15 téraoctets de données et un stockage de film robotisé fait 278 pétaoctets.
Bien sûr, le film ne permet pas de lire des informations aussi rapidement que les disques durs ou la mémoire à semi-conducteurs. Mais elle a ses propres avantages. Le film est économe en énergie: si les données ont déjà été enregistrées, le film n'a pas besoin d'énergie pour les stocker. Le film est fiable: la probabilité d'erreurs lors de l'écriture ou de la lecture est inférieure de 4 à 5 ordres de grandeur à celle des disques durs. Le film est sûr: contrairement aux disques, qui sont généralement connectés à un ordinateur en permanence, les cartouches avec des bobines peuvent être stockées sans se connecter à des appareils, ce qui protège les données du film contre la lecture ou la modification par des intrus ou contre les erreurs dues à des facteurs humains.
En 2011, en raison d'une erreur de logiciel sur
les serveurs de
Google, il a accidentellement supprimé du courrier dans 40 000 boîtes aux lettres. La suppression s'est produite sur toutes les sauvegardes sur les disques durs, car une opération erronée les a parcourus en chaîne, mais les lettres ont été récupérées de la bande. Après cet incident, pour la première fois, il est devenu connu que Google effectue des sauvegardes sur bande, puis Microsoft a confirmé que son service cloud Azure
utilise un équipement de film IBM .
La bande magnétique a été utilisée pour la première fois pour enregistrer les données informatiques d'Univac en 1951.Le stockage de données sur film est 6 fois moins cher que sur disque dur, il est donc utilisé partout lorsqu'il s'agit de grandes quantités d'informations. Étant donné que le film a presque disparu du marché de la consommation, la plupart ne savent pas à quelle vitesse il se développe et se développera dans un avenir prévisible.
Le film a survécu car il est négligeable et moins cher au fil du temps. Nous pouvons supposer que, puisque la compression de l'enregistrement des données sur les disques durs disparaît, il en va de même pour le film, car il utilise approximativement la même technologie (uniquement l'ancienne). C’est comme «la loi de Moore», mais pour un film magnétique. Mais ce n'est pas le cas: au fil des années, le taux de compactage des enregistrements sur film ne baisse pas, mais reste aux alentours de 33% par an. Autrement dit, le doublement de la quantité de données enregistrées sur le film se produit environ tous les 2-3 ans.
Physiquement, la technologie d'enregistrement sur disques durs et films est la même: les données sont enregistrées sur une surface aimantée en pistes étroites, sur lesquelles la polarité est commutée. Les informations sont enregistrées dans une séquence de bits. Depuis l'avènement du film et des disques durs dans les années 50, les fabricants des deux s'efforcent d'obtenir une densité, une vitesse et un coût plus élevés, de sorte que le coût de stockage en dollars par gigaoctet a diminué de plusieurs ordres de grandeur. C'est en raison du fait qu'ils essaient de réduire le coût de production que la densité d'enregistrement par millimètre carré augmente.
Plus les entreprises produisant des supports magnétiques reçoivent des financements pour la recherche et le développement, évidemment, plus ces supports progressent. Désormais, sur les disques durs les plus avancés, vous pouvez enregistrer 100 fois plus d'informations que sur la même zone de film. Mais comme cette zone elle-même est beaucoup plus grande sur le film dans la bobine,
jusqu'à 15 To de données y sont placés, ce qui est plus que sur tous les disques existant sur le marché. En même temps, les dimensions de la cartouche avec la bobine de film et le disque dur sont approximativement les mêmes.
Extérieur et intérieur: une cartouche moderne contient une bobine. Après avoir installé la cartouche, le film est automatiquement acheminé vers un lecteur ou un graveur.En plus de la capacité, les films et les disques durs ont une autre différence: la vitesse d'accès aux données. Dans les bobines se trouvent des bandes magnétiques de plusieurs centaines de mètres de long, le temps moyen d'accès aux données est de 50 à 60 secondes. Pour les disques durs, cette durée est de 5 à 10 millisecondes. Cependant, la vitesse d'enregistrement sur la bande est deux fois plus élevée.
Ces dernières années, le rythme d'enregistrement du compactage sur disques est passé de 40% à 15% par an. La raison en est la physique fondamentale. Pour enregistrer plus de données dans la même zone, vous devez réduire la zone d'enregistrement de chaque bit. Par conséquent, cela réduit la force du signal lors de la lecture des données. Si la force du signal est trop réduite, il peut se mélanger avec le bruit magnétique des granules magnétiques voisins couvrant la surface du disque. Le bruit peut être réduit en réduisant la taille des granules eux-mêmes. Mais alors, le granule sera déjà si petit qu'il peut difficilement maintenir de manière stable son état de magnétisation. La plus petite taille de granule adaptée à l'enregistrement magnétique a déjà été atteinte; dans le domaine professionnel, elle est appelée la
limite supermagnétique .
Jusqu'à récemment, l'atteinte de cette limite restait invisible pour les consommateurs, car les fabricants ajoutaient des disques et des têtes supplémentaires pour l'écriture et la lecture à l'intérieur du conteneur, ce qui rend le disque dur de la même taille mais plus grand. Cependant, il est maintenant déjà difficile d'ajouter plus de disques à l'intérieur du conteneur, en préservant sa taille, de sorte que la limite devient plus perceptible.
Il existe d'autres méthodes d'enregistrement sur une surface magnétique qui peuvent théoriquement surmonter la limite supermagnétique. Cet
enregistrement, accompagné d'un chauffage des granules , et d'
un enregistrement micro -
ondes . Mais c'est difficile dans les aspects techniques et financiers. Western Digital a annoncé un disque dur avec une méthode d'enregistrement micro-ondes, qu'il
prévoit de sortir en 2019 . Une telle innovation devrait maintenir un taux de compactage record d'environ 15% par an.
Dans le même temps, le stockage sur le film est encore loin d'atteindre la limite supermagnétique, par conséquent, le film peut évoluer pendant des décennies sans se reposer sur sa «loi de Moore» et les limites de la physique fondamentale.
Le film est rusé. Changement de cartouches avec bobines dans les appareils d'enregistrement, matériau polymère mince, enregistrement parallèle sur 32 pistes - tout cela crée des difficultés dans la conception de ce support d'information.
En 2015, IBM, en collaboration avec
FujiFilm Corporation
, a découvert que lors de l'enregistrement à l'aide de particules magnétiques de ferrite de baryum ultra-petites
perpendiculaires à la surface du film , une densité 12 fois plus élevée que d'autres technologies peut être obtenue. Et en 2017, en collaboration avec
Sony, il a été possible d'atteindre une densité 20 fois supérieure aux lecteurs de bande les plus modernes. À l'avenir, les sociétés cinématographiques, par exemple, permettront de stocker tout le matériel d'un film à gros budget sur une seule bobine au lieu d'une douzaine.
Inondation de données: les stockages de films modernes contiennent des centaines de pétaoctets de données, et le modèle 726 d'IBM, introduit en 1952, ne pouvait stocker que quelques mégaoctets.Pour réaliser ces progrès, les ingénieurs ont adapté les têtes de lecture et d'écriture pour se déplacer le long de pistes extrêmement étroites sur le film - environ 100 nanomètres de large. De plus, il était nécessaire de rétrécir les têtes de lecture - environ 50 nanomètres de large. Lors de la lecture, le rapport signal / bruit a également diminué, j'ai donc dû manipuler la taille et la position des granulés magnétisés et la régularité de la surface du film, ainsi que pour améliorer le traitement du signal et les erreurs de lecture.
Afin d'assurer la fiabilité des données enregistrées pendant des décennies, les ingénieurs ont développé de nouvelles têtes d'enregistrement qui produisent des champs magnétiques beaucoup plus puissants que les conventionnels.
En combinant tous ces développements, les ingénieurs IBM ont réussi à atteindre une densité d'enregistrement de 818 000 bits par pouce linéaire (une telle mesure de densité s'est développée historiquement). La nouvelle technologie a permis à 246 200 pistes d'enregistrement de tenir sur un pouce et a fourni un espace pour 201 gigabits par pouce carré. Une cartouche avec 1 140 mètres de film par bobine peut stocker 330 téraoctets d'informations. Cela peut être comparé à un panier complet de disques durs.
Un consortium de l'industrie du stockage , qui comprend HP, IBM, Oracle, Quantum et plusieurs groupes de recherche, a publié en 2015 un document sur les plans de développement du stockage de films. Selon les prévisions du consortium, d'ici 2025, la densité d'enregistrement par pouce carré passera à 91 gigaoctets et d'ici 2028 à 200 gigaoctets.
Les auteurs du document sont professionnellement intéressés par une telle prévision optimiste, mais elle est assez réaliste. Les laboratoires IBM affirment que 200 gigaoctets par pouce carré est un objectif réalisable pour la prochaine décennie.
Le film est porteur d’informations sur lesquelles la «loi de Moore» s’appuiera en dernier. Par conséquent, les avantages du stockage de données sur bande par rapport aux disques durs augmenteront au cours des prochaines années.
L'auteur de l'article, Mark Lanz, travaille en tant que manager dans un laboratoire IBM à Zurich et s'occupe des problèmes de stockage des données sur film.
L'article a été initialement publié sous forme imprimée sous le titre «Tape Storage Mounts a Comeback», puis publié sur le site Web du Consortium IEEE . La traduction utilise des photos de l'article original.