隐居幕后的存储器——磁带存储

不知道您的生活中有多久没有用到磁带了，这种盒装的存储介质应该是无数80后、90后的童年回忆，想必每一个孩子，都有小时候用磁带听着英语听力昏昏欲睡的经历。后来，随着年龄的增长，我们从磁带换到了mp3，再从mp3用到了如今的智能手机，磁带似乎已经被扫进了历史的废料堆之中。虽然生活中已经难觅其踪迹，但是磁带并没有被淘汰，反而在自己的领域火得很好，大有成为未来“新一代”存储介质的趋势，现在这种昔日的“落后”存储，已经成了科技巨头们储存大数据的秘密武器。

今天，随着国产存储芯片企业的崛起和存储市场下行周期的影响，现在的SSD价格可谓是“白菜价”，便宜的SSD价格基本上降到了1TB 两三百元人民币的区间，但是对于一些大企业要以PB为单位来计算的庞大数据存储来说，其成本还是难以接受。也许有人会说，那为什么不用云存储呢？为什么要把数据存在本地线下？这就不得不提到谷歌公司在2011年的遭遇。

在2011年，由于一次更新中的漏洞，谷歌邮件服务Gmail意外地从40000多个账户里删除了邮件。尽管谷歌一直在多个数据中心使用硬盘储存備份，但仍有一些数据无法恢复。庆幸的是，在磁盘上备份了这些数据，因此才能成功恢复全部数据。

由此可以看出线上云存储并不是一种十分可靠的方式，虽说这件事发生在十多年前，而如今的云存储计算可靠性已经大大提升了，但是将数据存储在网络之上，还是会面临黑客攻击，因此线下的存储方式对于拥有大量重要数据的公司来说，依旧是十分必要的备份手段。

那么，有什么廉价可靠的存储手段可以使用呢？结合文章标题和前文内容，相信各位已经知道了，这便是早以在大众视野中消声觅迹的磁带了。其成本有多低呢？大概是每TB 30人民币所有，不论是对比价格已经腰斩却还要三百人民币的SSD，还是每TB 150人民币左右的机械硬盘，用磁带存储无疑是低成本的首选。

磁带存储信息的原理十分简单，早在60年前，人类就已经开始使用这种方法来存储信息了。众所周知，几乎所有的信息都可以转化为数字形式，使用二进制的 0 和 1 表示，这些数字在电路中对应于高电压和低电压。那么我们使用磁场的南北两极来表示电压高低。磁带就是利用这个原理，表面铺满了磁粉，录入的时候读写头根据电路变化，产生磁场，改变了磁粉的排列方式，这样无数的信息就以磁极的形式被记录了下来，读取的时候，只要反过来，根据磁粉排列产生的磁场，生出感应电流，信息就能被解读。

信息使用磁带进行存储其优点十分明显，第一就是一旦信息被写入磁带，它就将“半永久”得被存储在之上，它不会消耗任何电力，除非物理破坏或有意抹除信息，这些信息将安全的存储至少50年的时间；第二磁带十分可靠，比起动不动就会坏道的硬盘，其错误率要低上4到5个数量级；第三，由于磁带是以物理实体存于线下，网络上的黑客攻击自然是不会遇到了，还有一点就是磁带还具有内置的动态加密和介质本身提供的额外安全保障。毕竟，如果磁带未安装在驱动器中，则无法访问或修改数据。就算获取了磁带本体，对其读取也是一道不小的门槛。

既然磁带存储这么好？那么为什么现在在日常生活中还是见不到使用磁带作为存储的媒介呢？自然是有它自身的致命缺陷，磁带由于其自身的结构限制，它不能像传统的机械硬盘那样用磁头加上摇臂来寻道，一盒磁带的长度通常是几百米，平均数据访问时间达到50至60秒，而硬盘只需5至10秒。因此磁带的随机读写能力十分羸弱，只能顺序读写，不能随机读写，对于我们日常的使用场景，本来就需要用到大量随机读写的能力，磁带可以说格格不入；而就算解决了随机读写慢的问题，现代大存储的磁带属于一种前期投入大，而后期投入小的产品，磁带确实价格便宜，但是读取需要用到的设备售价往往十分昂贵，很难走入大众视野。总结来说，目前的磁带存储只适合需要大量资料、长时间存储，且不会轻易覆写的企业数据库来使用。

那么磁带存储的未来前景还久远吗？笔者认为磁带在可以预见的未来都会一直存在，相比于磁带来说，机械硬盘很可能先一步衰退。且不提固态硬盘的高速发展，和越来越便宜的售价。过去几年，硬盘数据的磁录密度的增长速度由历史上的年均40%左右放缓至10%至15%。机械硬盘的容量已经严重受到摩尔定律的影响，因此，目前磁盘驱动器制造商通过增加磁盘的磁头和盘片数量，来增加相同尺寸设备的容量，以此进行弥补，以保持磁盘容量的增长。但是反观磁带，因为其材料面积比机械硬盘大得多，记录密度也小于机械硬盘，因此磁带的摩尔定律可以延续10年甚至更久，而不会遇到基础物理学方面的障碍。事实上，磁带可能是最后遵循摩尔定律增长趋势的信息技术之一，这种增长趋势将维持至10年后，甚至更长。这一趋势将进一步增加磁带相对于硬盘及其他存储技术的成本优势。磁带尽管很古老，很难在黑白电影之外见到，但它仍将存在很多年；不仅如此，随着全球低碳减排的任务越来越多，在低碳节能方面上，由于其存储不需要通电的特性，磁带也有其优势。市场研究权威IDC (International Data Corporation)预测，将要存储在企业存储系统上的80%的存档数据以及要存储在企业存储系统上的57%的复制数据迁移到磁带上后，每年的二氧化碳减排量将为43.7%，有可能在2019年至2030年期间避免累计6.64亿公吨的碳排放。

也许对于您来说，磁带只是童年的回忆，只存在于您的脑海之中，但是知道今天磁带依旧在幕后默默工作，守护着信息的安全。也许未来随着磁带技术的发展它也许会重回消费端市场，但，那都是现在对于未来的一些不切实际的幻想，目前消费端的存储，在未来很可能是固态硬盘的天下。