Magnetbånd ga rimelig lagring av store datamengder og ble således en vesentlig bidragsyter til datarevolusjonen. IBMs første modell 726 som er avbildet kom i 1952. Den kunne lagre 100 tegn per tomme og totalt 2,3 megabyte per bånd. En enorm mengde den gangen. (Bilde: IBM)

Datalagring på magnetbånd fyller 60 år

Er aktuell som aldri før innen prosjekter med svært store datamengder.

Det var IBM som i sin tid først kunne tilby bruk av tape som medium for kommersiell datalagring. Den 21. mai 1952, altså for 60 år siden, ble enheten IBM 726 Tape Unit formelt kunngjort. Denne ble brukt sammen med IBMs 701 Data Processing System.

IBMs første tapebaserte løsning kom selvfølgelig ikke helt ut av luften. Allerede under Verdensutstillingen som i 1900 ble arrangert i Paris, demonstrerte danske Valdemar Poulsen magnetisk opptak på en tynn ståltråd – telegrafonen. Tyske ingeniører forbedret på 1930-tallet konseptet omkring en magnetisk ståltape, før ingeniører hos IBM på 1940-tallet begynte å eksperimentere med datalagring på plasttape som var belagt med et magnetisk lag – magnetbånd.

Problemet med den tynne plasttapen var at den hadde det med å ryke når spoling med høy hastighet – opptil 500 centimeter i sekundet – ble startet eller stoppet, noe som var nødvendig for å minimalisere bortkastet bruk av tape og forsinkelser ved lesing og skriving. Samtidig var det nødvendig å holde vekten på spolene nede, for at de raskt skulle kunne akselerere i hastighet. Løsningen ble å bruke en lang buffersløyfe som ble holdt på plass ved hjelp av undertrykk. Dette ble kalt for en «vacuum collumn».

Kapasitetsøkning

Den store fordelen med magnetbåndløsningen, sammenlignet med tidligere løsninger som katodestrålerør, hullkort og magnettrommellager, var lagringskapasiteten. IBM er ikke helt entydige når det gjelder disse dataene, og oppgir at kapasiteten på de magnetbåndene til 726-enheten var på 100 bit per lineære tomme, noe som ga plass til mer enn 2 millioner siffer per bånd, eller 2,3 megabyte. Lese og skrivehastigheten skal ha vært på 12 500 siffer per sekund, eller 7500 tegn per sekund. Uansett ble 726-enheten regnet som en høyhastighetsløsning.

Båndet i 726-enhetene oppnådde full hastighet og full stopp i løpet av 10 millisekunder. På den beveget båndet seg under en halv tomme.

Tapen som ble brukt av 726-enheten var en oksid-dekket, ikke-metallisk tape som var omtrent en halv tomme bredd. Informasjonen ble lagret i seks parallelle kanaler, mens en syvende kanal på tapen ble brukt til oddetallsbasert redundanskontroll for de seks andre kanalene.

726-enheten kunne håndtere to båndspoler på en gang, og i hvert 701-system var det tilknyttet to 726-enheter. Hele systemet kunne leies for 850 dollar i måneden. Hele enheten veide drøyt 420 kilogram.

Videre utvikling

Ifølge denne oversikten, ble magnetbånd brukt som primært datalager for stormaskiner fram til 1970-tallet, da andre løsninger begynte å overta. I stedet ble magnetbåndene i større grad brukt som sekundært datalager. I forrige tiår ble magnetbånd primært brukt til sikkerhetskopiering og arkivering, men i det inneværende tiåret brukes teknologien også som sekundærlager hos aktører med svært store datamengder, blant annet innen forskning.

Den topp moderne magnetbåndstasjonen IBM TS1140 kom i 2011.
Den topp moderne magnetbåndstasjonen IBM TS1140 kom i 2011. Bilde: IBM

I løpet de 60 årene som har gått, har magnetbånd gjennomgått en voldsom utvikling. Dagens mest avanserte båndstasjoner fra IBM, IBM System Storage TS1140 Tape Drive, kan lagre 4 terabyte per bånd, med en overføringshastighet på 650 megabyte per sekund, inkludert komprimering. Forskere ved IBM Research i Zurich greide i 2010, sammen med Fujifilm, å lage et magnetbånd som har en lagringstetthet på 29,5 milliarder bit per kvadrattomme – nesten 3,7 gigabyte. Det kan ifølge IBM føre til magnetbånd med kapasitet på 35 terabyte om noen noen år.

Store behov også i framtiden

Den økte lagringskapasiteten blir nok også nødvendig. IBM skal levere datautstyret til det som skal bli verdens største radioteleskop, Square Kilometre Array (SKA). Løsningen, som inkluderer svært kraftig, men energieffektiv superdatamaskin og blant annet tapebasert lagring, skal utvikles av IBM sammen med Netherlands Institute for Radio Astronomy (ASTRON) i et prosjekt som kalles for DOME. Hele teleskopet, som skal bestå av blant annet 3000 satellittantenner, skal være ferdigstilt i 2024.

Datamengdene som ventes å bli produsert av SKA-prosjektet, er helt hinsides det man tidligere har sett. Det er ventet at anlegget vil produsere flere exabyte med data hver dag. Etter at dataene har blitt prosessert, ventes det at man årlig vil lagre mellom 300 og 1500 petabyte med data, altså minst 10 gigabyte i sekundet. Til sammenligning produserer LHC (Large Hadron Collider) i CERN omtrent 15 petabyte med data per driftsår.

SKA-anlegget skal bestå av blant annet 3000 slike antenner, som hver har en diameter på 15 meter.
SKA-anlegget skal bestå av blant annet 3000 slike antenner, som hver har en diameter på 15 meter. Bilde: SKA Organisation/Swinburne Astronomy Productions

Selve superdatamaskinen skal ifølge SKA-prosjektet kunne utføre omtrent 100 billiarder operasjoner i sekundet (100 petaflops), noe som er omtrent ti ganger så mye som det dagens kraftigste superdatamaskin kan levere.

    Les også:

Til toppen