这就是广播环境中磁带存储的未来

Fujifilm Spain 数据存储活动负责人 Anna Baldrís 和专门从事磁介质存储解决方案的 Ci90 经理 Álex Asturias 在本次采访中探讨了广播和商业环境中磁带存储相关技术的未来。

近年来，专业视频领域经历了重要的技术变革：视频数字化、标清格式向高清甚至 4K 的转变。该部门不同参与者必须管理的数据能力有何影响？

安娜·巴尔德里斯： 毫无疑问，向高清格式和即将推出的 4K 的过渡将在用户容量方面带来非常强劲的增长。显然，与标准高清格式相比，4K 格式创建的文件大小要大得多。具体来说，根据用户提供的信息，我们发现一小时的标准高清格式视频通常会产生 30GB 到 40GB 的数据，其中还包括音频文件。在某些情况下，改进或特定的高清格式可以使一小时视频的 GB 重量增加一倍。

作为比较，就 4K 格式而言，我们有速度范围在 350Mbit/s 至 500Mbit/s 之间的案例，按存储容量换算，相当于标准 HD 格式的文件大小的 7 至 10 倍。向 4K 的过渡在几个方面都是一个重要的挑战：存储所使用的物理空间、录制速度、数据会话的质量……

总而言之，几个讨论主题将或多或少地围绕一个关键点，即用户在未来 5 或 6 年内必须进行的财务投资才能吸收这种数据增长。

但 4K 还不是标准格式，因为它尚未被所有参与者整合。欧洲其他国家的情况又如何呢？

亚历克斯·阿斯图里亚斯： 确实，事实上，即使是高清格式仍然没有在所有国家作为标准格式广泛传播。例如，在英国或德国，他们认为只要家里有标清格式的电视，继续以标清格式播放广播就是一项民主义务，以便每个人都能获得信息。另一方面，在法国，自去年春天以来，高清格式的广播已成为强制性规定。回到你的问题，如果我们尝试绘制欧洲市场的主要趋势，我们可以说，最先迁移到4K格式的电影制作和后期制作约占广播领域磁带市场的四分之一。虽然70%或80%的电影是用4K拍摄的，但只有10%或15%的电影是用4K剪辑的，因为目前4K播放的基础设施仍然不够。例如，法国只有20家电影院可以播放4K格式。

当我们询问后期制作公司预计4K格式电影的剪辑比例何时达到50%时，他们估计会在一年或一年半之内，而不是之前。至于电视，信息不太准确：尽管有传言称 2018 年下一届世界杯将以 4K 格式录制，但我们可以肯定地知道 2020 年东京奥运会将以 8K 格式录制。对我们来说，这些信息至关重要，因为它往往表明旧代 LTO 磁带在短期内无法适应用户的需求。

具体来说，未来几年你们会提供哪些存储产品，这些解决方案能够在哪些方面满足用户需求？

安娜·巴尔德里斯： 我们可以将磁带报价分为两部分。 Enterprise 磁带、Oracle 的T10000 和IBM 的3592 都是高端磁带。这种类型的磁带适用于存储容量大于 5PB 的用户。它们提供创纪录的存储容量和性能水平。例如，IBM 的 3592JD 每个磁带盒可提供 10TB 的本机容量，传输速率为 360MB/s。明年，Oracle 将推出同等产品 T10000E，它将提供 12TB 的本机容量和 400MB/s 的速度。这两个模型就是我们所说的真正的磁带。这些磁带在各个方面都超越了 LTO 磁带，不仅在性能方面，而且在数据安全方面。

安全问题

如今，安全性是一个主要问题，T10000 和 3592 磁带在哪些方面比 LTO 磁带更安全？

亚历克斯·阿斯图里亚斯： 当我们讨论磁带的安全问题时，我们必须讨论两个截然不同的领域。第一个是精确写入时刻数据的完整性、拼写错误、写入错误。第二个是随着时间的推移保存数据。就数据完整性而言，这是用误码率来衡量的，即在可能出现写入错误之前我们可以写入存储介质的数据数量。例如，企业级 SATA 硬盘的 BER 为 1 X 1015。这意味着我们可以在遇到写入错误之前写入 1015 个数据。同时，IBM 3592JD 磁带的 BER 为 1。另一方面，LTO6 的 BER 为 1 X1017，而 LTO7 和 T10000D 的 BER 为 1 X1019。 T10000D 的 BER 与 LTO7 相当，因为 T10000D 比 LTO7 早 3 年发布。

除了产品的内在质量之外，磁带在写入错误验证领域也取得了巨大进步。最明显的进步当然是Oracle的DIV系统所提供的。 DIV 将校验和集成到系统中，以在服务器内验证要记录的数据的性质，从而大大降低写入错误的风险。

安娜·巴尔德里斯： 关于数据耐久性或长期数据保存，磁带技术的主要突破点主要在于不同的磁带涂层技术之间。与传统上用于制造 LTO4 或 LTO5 等老一代磁带的 MP（金属颗粒）技术相比，钡铁氧体技术可以使数据保存更长时间。第一个由钡铁氧体生产的 LTO 磁带是 LTO6。钡铁氧体能够随着时间的推移更好地保存数据的主要原因是替代技术 MP 使用由铁制成的金属颗粒，随着时间的推移最终会自然氧化。这种氧化会导致组成它的单元无法继续正确地生成读/写过程，从而导致性能下降，因为这些单元将变得无效。

由于钡铁氧体电池已经是一种氧化物，并且不存在因氧化而导致的劣化现象，因此LTO磁带可以保持其初始性能水平。结果是，钡铁氧体磁带是唯一能够保留数据超过 30 年的磁带技术，比硬盘驱动器长 7 倍，比任何其他磁带涂层技术长 10 年。由于 100% 的企业磁带、超过 90% 的 LTO7 磁带以及 60% 到 70% 的 LTO6 磁带均由钡铁氧体制成，因此企业磁带和 LTO 磁带之间的差异并不那么明显。

然而，企业磁带带来了其他创新，可以延长归档寿命。例如，在写入数据的过程中，我们知道磁带的路径会在磁带上产生摩擦力来控制速度。这些摩擦发生在滚筒和皮带之间。从机械角度来看，摩擦总是会造成皮带磨损。 Oracle T10000D技术在耐用性方面的改进在于，他们选择在不可记录的一面引导磁带，这样记录用户数据的一面就不会发生磨损。

主要几代磁带的本机存储容量（以 TB 为单位）的演变（来源：Fujifilm）

回到存储容量的问题，用户真的需要原生10TB磁带吗？

亚历克斯·阿斯图里亚斯： 比你想象的要多得多。在广播领域，我们有一些后期制作的案例，仅仅由于文件的数字化和4K格式的应用，存储容量在短短三年内就增加了一倍。据我们所知，电视网络预计未来几年的年容量增长率将达到 35% 或 40%。除了广播环境之外，数字数据创建的爆炸式增长还影响了欧洲经济的所有部门：科学部门、卫星图像记录、可能是磁带最频繁客户的数据中心，以及通过引入产生大量数据的新计算机应用程序来提高容量的小公司。

我们可以举一个市议会的例子，该市议会将城市博物馆的污水和地图进行了 3D 数字化，产生了 600TB 的新水量可供吸收。问题在于，要复制的数据的所有增长都会在物理空间方面产生新的成本。数据归档的房地产成本是一个驱动因素，而大幅增加长期数据保留需求的新法规和法律只会加剧这个问题。

安娜·巴尔德里斯： 我将举一个颇具代表性的例子来说明这个问题。我们最近研究了一家银行的案例，该银行在过去 20 年中积累了超过 80,000 个磁带盒的数据。他们向我们解释说，他们每月为数据保存支付近 10,000 欧元，包括存储空间租金、磁带保存相关费用、磁带运输……在累积的磁带总数中，LTO4 磁带占 60,000 套。相比之下，将于 2017 年夏季之前推出的新款 T10000E 将能够提供 12TB 的本机容量。

因此，只需 4,000 个 T10000E 盒式磁带就可以包含这 60,000 个原生容量为 0.8TB 的 LTO4 磁带上存储的所有数据。减少 56,000 个盒式磁带将意味着非常显着的成本降低。仅就物理空间而言，如果该银行迁移到 T10000E，则在未来三年内将节省 200,000 欧元。

亚历克斯·阿斯图里亚斯： 与磁带盒容量增加相关的另一个重要想法是，当今的存储解决方案对于中小企业来说更加紧凑和实用。对于存储系统小于 1PB 和 20TB 或以上的用户来说，LTO7 是具有 6TB 数据和 300MB/s 传输速率的理想产品。这一巨大容量将同时缩小存储解决方案的规模。

以我认为最适合中小企业需求的 SL-150 库为例，您会发现它由易于集成到机架系统中的模块组成，就像服务器或硬盘驱动器一样。每个模块可包含 30 个盒式磁带和 2 个驱动器。第一个模块的尺寸为3U（以机架为单位）。由于采用了 LTO7，第一个尺寸为 3U 的模块可包含 180TB 的数据。对于 LTO4 和 LTO5 盒式磁带，模块的容量要低得多：LTO4 为 24TB，LTO5 为 45TB。自LTO7出现以来，磁带的使用更加实用，并且占用的空间比前几代产品少得多。

主要几代磁带的传输速率（以 MB/秒为单位）（来源：Fujifilm）

传输速度和费率

您提到LTO7的传输速率为300MB/s，磁带上的写入速度比磁盘上的写入速度快吗？

安娜·巴尔德里斯： 我们无法将磁带上的写入速度与磁盘上的写入速度进行比较。标准硬盘的转速约为 170MB/s，新一代硬盘的转速为 210MB/s，而未来几年的入门级磁带系列已经是 300MB/s，企业级磁带将在不到一年的时间内达到 400MB/s。关于写入速度的一个重要信息是传输速率仅适用于 10 或 20GB 的大文件。您应该知道，在录制小文件时，我们永远无法达到最佳传输速率。在这方面，新一代磁带与旧一代磁带和硬盘之间的差异是巨大的。

它指的是什么？

亚历克斯·阿斯图里亚斯： 录制小文件会产生类似于卡纸的现象。存在大量小文件的驱动器或磁盘必须记录每个文件，等待新文件可供写入，然后再次恢复记录。驱动器会受到这些称为“后挂”的小停止的影响。每次后拉可以持续 5 秒。这会导致用户在要复制数据时感到意外。这个问题在抢录直播中也存在。

避免在写入过程中浪费太多时间的一个非常实用的方法是使用Buffer。缓冲区的用途是在数据传入或传出磁带时充当缓冲存储器。 Buffer 保留数据以防止写入过程被中断。缓冲区的目的是防止在出现任何问题时存储时间变慢：服务器缓慢、小文件过多或标记文件......缓冲区的大小对于记录小文件的运行速度起着根本性的作用。作为比较，企业磁带缓冲区为 2GB，而 LTO7 缓冲区为 1GB。对于 LTO6，FH 驱动器的缓冲区为 1GB，HH 驱动器的缓冲区为 512MB。随着我们向老一代移动，缓冲区的大小会减小。

不同代 LTO Full High 驱动器的缓冲区大小（以 MB 为单位）
（来源：富士胶片）

这种速度差异具体是如何转化的呢？

安娜·巴尔德里斯： 如果我们记录1GB大小的文件，LTO7的实际写入速度将是LTO6的两倍，LTO5的三倍多，LTO4的5倍多。更令人印象深刻的是，对于相同类型的文件，T10000E的运行速度将比LTO7快50%，比LTO6快3倍以上，比LTO5快5倍，比LTO4快7倍。当我们说速度提高 5 倍时，我们还了解到用户需要的驱动器数量将减少 5 倍。例如，用户想要在 10 小时内刻录 30TB 的小文件，则需要 18 个 LTO4 驱动器，而他们只需要 5 个 LTO7 驱动器或 3 个 T10000E 驱动器即可完成相同的工作。在速度问题上，我们肯定已经进入了另一个维度。

该行业是如何取得如此快的进步的？

亚历克斯·阿斯图里亚斯： 主要是由于采用了32通道的写入头。书写头就像牙刷一样，书写头植入在支架上，类似于同时用几支机械笔书写的点阵打印机。在 LTO6 之前，写磁头由 16 个写通道组成。为了提高写入速度，就必须增加磁头数量，从16通道磁头增加到32通道，这说起来容易做起来难。必须制造更小、更可靠、性能更好的磁头，并且这些磁头必须适应磁带上的写入磁道。从 LTO6 的 160MB/s 到 LTO7 的 300MB/s 的惊人进步反映了磁带技术已经发生的转折点。在产品质量方面，我们正在真正经历这项技术的全盛时期，等待未来的发展……

实现这一进步的厂商有哪些？

安娜·巴尔德里斯： 当我们讨论磁带产业发展、研发投资问题时，很明显有两家制造商是磁带技术的驱动力：IBM和Oracle。这意味着开发T10000和3592等高速磁带的重要性。这些产品是前身，宣告了10年后LTO磁带的发展。从某种意义上来说，我们可以说Oracle和IBM在磁带存储领域探索了不同的创新领域，而这项研究的成果就是关于LTO技术的报道。这些企业级磁带在市场交付的总容量中所占的份额正在增加：我们可以估计它们占2016年磁带交付容量的15%。考虑到企业级磁带是专门为超过5PB的用户开发的，并且有相当多的中小企业存储的数据量少于1PB，因此这个数字非常重要和相关。我坚信，在 2-3 年内，磁带上存储的数据将有四分之一存储在企业磁带上。

展望未来

有了这样的全景，这部电影在未来5年的未来会怎样？下一个磁带存储容量是多少？

亚历克斯·阿斯图里亚斯： 我们正在解决三种不同产品的市场细分问题。我们已经知道五年后磁带市场会是什么样子。企业磁带的存储容量将达到 16TB 至 20TB。企业磁带和 LTO 之间的新领域将围绕 9PB 的数据展开。在 9PB 以下，LTO8 也将面向目前拥有约 1PB 数据且将经历 25% 至 30% 强劲增长的用户。 LTO联盟尚未确认LTO8的容量，但我们预计它将接近12TB。事实上，LTO7将被定位为存储小于1PB数据的用户的理想产品。

您认为磁带成功吗？在 2000 年代，专辑的销量和市场份额出现下降。

安娜·巴尔德里斯： 他并非完全错误。为了对电影的现状有一个非常简单的了解，我们可以说我们面临着一个倒金字塔型的方案。该磁带非常适合具有更大数据存储容量的用户。如果我们以欧洲 2000 或 3000 家最大的公司为例，我们会发现绝大多数公司都怀孕了，甚至可能达到 90%。然而，随着我们向中小企业迈进，磁带的市场份额下降，而硬盘驱动器则占据优势。对于面临数据丢失风险且并不总是得到磁带驱动器供应商充分了解或服务的中小企业来说，这是一种耻辱和危险。

您认为大用户和小用户之间的市场渗透率存在如此差异的原因是什么？

亚历克斯·阿斯图里亚斯： 仅仅是由于制造商缺乏针对最终用户的信息。大公司总是受到很好的服务，甚至受到信息轰炸。另一方面，在我对中小企业的调查中，我经常发现自LTO4以来，企业就不再被告知了。想象一下LTO技术自那时以来已经发展到什么程度：LTO7的容量增加了7倍，小文件的写入速度提高了5倍，写入错误率比LTO4低100倍，但没有人意识到这些巨大的变化。磁带技术通信的基础知识必须得到改进并适应我们多年来推出的产品的质量。钡铁氧体的到来、IBM和Oracle的技术创新都是市场需要的一些信息。

让我们回到对磁带技术的批评：最常见的是用户抱怨磁带需要物理操作......

安娜·巴尔德里斯： 确实，我经常收到这样的评论，主要是来自中小企业，他们告诉我，他们没有足够的人手介入书店，去除或更换磁带。我只是向他们解释，如果他们不想进行物理操作，如果他们不想干预图书馆，他们就没有理由这样做。我经常设置不需要任何物理干预的磁带存储解决方案。物理操纵不是强制性的，它仅仅取决于用户的意愿或存储策略。如果用户认为必须保护自己免受盗窃、火灾、地震甚至恐怖袭击的可能风险，他们可以决定制作第二份数据副本，将其从库中删除，并将其保存在远离第一个副本所在办公室的另一个位置。

相反，如果用户认为自己没有理由在计算机房外保留第二份数据副本，则无需物理干预其图书馆。您可以像使用硬盘一样使用磁带，就像超级服务器一样，并且可以工作 5-7 年，而无需与存储系统进行物理接触。磁带解决方案在不考虑其可移动方面的情况下，在各个方面都远远优于硬盘：与寿命很少超过4年的硬盘相比，数据保留能力超过30年，小文件的写入速度比LTO7慢3到4倍……不考虑生态足迹和电力消耗。

磁带在哪些方面比硬盘更环保？

亚历克斯·阿斯图里亚斯： 与其他存储介质不同，一旦数据写入磁带，磁带就不再消耗电力。事实上，磁盘的连续旋转系统意味着巨大的能源成本，而磁带能够存储库中任何架子上的数据，并且在驱动器不使用时不会消耗能源。此外，驱动器一半的功耗来自用于冷却存储解决方案的通风系统。该系统对于确保硬盘驱动器的使用寿命至关重要，而磁带则不需要该通风系统。独立组织Clipper Group最近的一项研究表明，在每年数据增长45%的1PB存储测试系统上，硬盘的能源成本比磁带重要105倍。更糟糕的是，这项研究表明，硬盘9年的电力成本比使用磁带的总成本高出3倍！最终，磁带存储解决方案在这 9 年内节省了超过 34,000 兆瓦/小时的电力，相对于硬盘驱动器减少了 24,000 吨二氧化碳排放。这意味着节省了近 500 万美元的电费......总的来说，硬盘是一种非常实用的短期存储数据的工具，但它并不是为了长期保存数据而设计的。理想的解决方案始终是在存储系统中添加磁带解决方案，以确保长期数据安全。

说到安全，磁带可以保护我们免受病毒和黑客攻击吗？

安娜·巴尔德里斯： 病毒的安全问题不能完全取决于存储介质的性质。然而，我们最近了解到一家公司遭到令人难以置信的勒索的案例。该公司是这些著名的勒索软件病毒攻击的受害者。简而言之，如果这家中小企业拒绝支付“四位数”的赎金，就无法重新获得其计算机数据的访问权限。赛门铁克的一项研究表明，57% 的病毒攻击主要针对中小企业。如果用户将数据存储在磁带上，这一切都不会发生！主要是因为有了磁带，存储系统与服务器是隔离的。存储完成后，系统将关闭，无法被病毒攻击访问。如果用户还在图书馆外保存了第二份数据副本，他们就可以恢复数据而无需支付上述赎金。

有了所有这些技术，磁带的每 GB 成本情况如何？

亚历克斯·阿斯图里亚斯： 很难概括这一点，但是，我们可以尝试概述磁带 TCO 的要点：硬件部分，即库和驱动器，当我们考虑影响使用成本的所有要素时，会产生经济效益。事实上，磁带盒容量的增长速度快于磁带库成本的增长速度，传输速率的增长速度也快于驱动器成本的增长速度。正如我们已经提到的，从 LTO4 迁移到 LTO7 的用户需要更少的磁带库插槽和更少的驱动器来记录磁带。相比之下，LTO7盒式磁带的每TB价格将不会达到前几代的价格。

这是否代表了技术的成本和所取得的进步？

亚历克斯·阿斯图里亚斯： 不仅。第一个原因显然是，基于钡铁氧体制造 300MB/s 的 6TB 磁带的生产成本比前几代磁带更高。但在我看来，真正的原因在别处。这是一个常识问题：一方面，我们知道使用磁带的成本实际上低于磁盘。根据上述 Clipper Group 的研究，使用磁带的成本比磁盘低 25 倍。根据其他研究，差异较小，大约低 15 倍。另一方面，我们知道LTO4、LTO5和LTO6磁带已经让大品牌损失了很多钱。观察近两年来影片主要演员的涨价就足够了。 LTO6 接近 10 欧元/TB 的用户价格并不是制造商的工业意愿的反映，而是计算机市场的不连贯行为，很快就陷入了恐慌。就我个人而言，我不认为制造商会冒险以低于 14 欧元/TB 的最低价格出售 LTO7。如果发生这种情况，制造商将面临严重的财务困难。

他们将停止生产传统录像带，这是否意味着一个时代的结束？

安娜·巴尔德里斯： 不幸的是，我们正在逐渐停止销售专业录像带。确实令人悲伤。多年来，我们观察到这些产品销量下降的不可挽回的趋势，自 2011 年影响索尼制造工厂的悲惨地震以来，这种趋势进一步加剧。北欧国家已经扭转这一局面，现在使用存储卡或 SSD 进行生产，并使用 LTO 或企业磁带进行数据归档。现在的产量预测如此之低，以至于我们在生产此类胶带时亏损，因为我们无法使这些生产线盈利。

您是否打算放弃这些磁带的生产，以腾出生产链中的空间，以便能够制造这些正在进行中的新型高容量磁带？

安娜·巴尔德里斯： 一点也不。主要是因为我们不可能一夜之间将专业录像带生产线转变为LTO7或Enterprise生产线。从工业角度来看，这两种趋势并不相关。我们可以简单地说，我们很幸运，恰好在另一项活动正在进行时，我们不得不放弃产品的生产线。总的来说，专业录像带制造商，如麦克赛尔、索尼或富士胶片，将寻找新的方式、新的方法来满足我们合作伙伴的需求。对于富士胶片来说，这是一个在全球范围内更加符合该公司以及富士胶片所有部门制定的未来几年战略的转折点。

开放创新中心

您对新战略有何理解？

安娜·巴尔德里斯： 总结我们的情况，我们可以引用两个同时发生的现象，它们特别代表了富士胶片致力于的新方向。第一个现象与富士胶片新产品的销售与否有关，第二个现象与新项目有关，这对我们来说特别重要，我们称之为开放创新中心。关于新的 Fujifilm 品牌产品的销售，近年来，我们收到了来自用户甚至 Fujifilm 会员的许多请求，要求扩大我们的数据存储产品范围并引用硬盘、SSD 或 USB 闪存盘等新产品。此外，在不久的将来放弃专业视频系列使我们留下了目前不生产的两种产品，即 XD-CAM 和 P2。

我们正处于历史上的关键时刻，一方面，我们必须选择扩大我们的产品范围，但无法保证 100% 的产品质量和路线图；另一方面，我们必须将商业努力集中在那些我们真正知道如何制造并具有真正质量保证的产品上，即使其中一些产品并非以富士胶片品牌销售。我们选择了第二个选项。第二条道路符合以“开放创新中心”项目为代表的富士胶片部门的总体趋势。

“开放创新中心”项目的原则基于以下理念：富士胶片的产品开发过程在产品创建之前分为 5 个阶段，遵循所有制造商通用的机制。这五个阶段如下：时间T1，研究人员开始设计产品； T2时间，他们来开发产品；时间T3，他们申请专利，时间T4，他们开始制造产品； T5时，Fujifilm品牌的产品发布。

El principio, tal como está anunciado por la dirección general de Fujifilm, es que tradicionalmente únicamente se realizaban tareas de comunicación y acciones comerciales únicamente para aquellos productos que llevaban la marca Fujifilm. El logo Fujifilm era entonces el valor clave de toda la acción comercial. El principio del ‘’Open Innovation Hub’’ es que llevemos a partir de ahora nuestra acción igualmente sobre el tiempo T3, es decir, a partir del momento en que se deposita la patente, y por lo tanto incluso antes de la creación del producto. En otros términos, el razonamiento es que, si llegamos gracias a un campo magnético a corregir el posicionamiento de una partícula sobre una capa de la cinta, entonces también sería posible que otras industrias necesiten y puedan aprovechar nuestro conocimiento y experiencia savoir-faire en este campo. O incluso, si llegáramos a crear una película extremadamente fina y de gran solidez, es muy posible que otras industrias pudieran necesitar nuestros conocimientos en la materia. Estos ejemplos son teóricos, evidentemente. Este proyecto se está llevando a cabo en este momento y tanto el Director General de nuestra división en Europa, el Sr. May, como el Director General de Fujifilm España, el Sr. Alcalá, están implicados en este proyecto y ya estamos negociando posibles acuerdos sobre las patentes y especialidades de la división Recording Media con nuevos socios industriales. Este proyecto está igualmente en marcha en el conjunto de divisiones de Fujifilm.

La relación entre este proyecto y la situación actual de la división Recording Media es evidente, en el sentido donde nuestra prioridad no es la de comunicar únicamente sobre nuestro logo como hacen otras marcas, que se apoyan tan sólo en esta imagen de marca y no fabrican prácticamente nada desde hace años, sino definir nuestra identidad a través de nuestra capacidad a desarrollar nuevos productos de alta calidad.