Linear Tape Open

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LTO Ultrium 2 Cartridge
IBM 3584 Ultrium Library

Linear Tape Open (LTO) ist eine Spezifikation für ½-Zoll-Magnetbänder und die entsprechenden Bandlaufwerke. Sie wurde von IBM, HP und Seagate in den späten 1990er Jahren als Gemeinschaftsprojekt erarbeitet. Mit dem Aufkauf von Seagates Geschäftsbereich für Magnetbänder durch Quantum ist Quantum in der LTO-Allianz an die Stelle von Seagate getreten.

Eine Besonderheit von LTO ist, dass es von Anfang an nicht als Lösung eines einzelnen Herstellers geplant war. So werden heute von über 30 Herstellern Magnetbänder und fast allen Robotikherstellern Autoloader und Libraries für LTO angeboten. Diese werden vom Urheberkonsortium zertifiziert.

Ursprünglich war geplant, die beiden Formate LTO-Ultrium und LTO-Accelis zu etablieren. Während Ultrium für die Datensicherung vorgesehen war, sollte Accelis der Archivierung dienen. Accelis sollte daher einen wesentlich schnelleren Zugriff auf einzelne Dateien ermöglichen. Es ist jedoch nie über das Entwicklungsstadium hinausgekommen und wurde vor der Markteinführung wieder verworfen. Zur Marktreife geführt wurde letztlich nur LTO-Ultrium.

Eine weitere Besonderheit von LTO ist, dass von Anfang an ein kontinuierlicher Entwicklungsprozess geplant war. Alle zwei Jahre soll eine neue Generation von Produkten auf dem Stand der Technik angeboten werden, bei denen die Bandkapazität verdoppelt und die Datentransferrate ebenfalls verdoppelt oder zumindest um 50 % erhöht ist. Laufwerke können auch Bänder der vorigen Generation verarbeiten und Bänder der vorletzten Generation noch lesen: Ein LTO-4 Laufwerk etwa kann sowohl LTO-4 als auch LTO-3 Bänder lesen und schreiben, die LTO-2 Bänder aber nur mehr lesen; eine Einschränkung dieses Designprinzips stellen die LTO-8 und LTO-9 Laufwerke dar, die ihre jeweils vorletzte Bandgeneration nicht mehr lesen können; also ein LTO-8 Laufwerk neben LTO-8, auch LTO-7 Bänder liest und schreibt, aber ein LTO-6 Band auch zum Lesen nicht mehr annimmt. Seit der Generation 4 ist das LTO-Konsortium etwas in Verzug geraten. Derzeit (2022) sind LTO-Ultrium-Laufwerke in den Generationen 5 bis 9 erhältlich.[1]

Seit Generation 3 sind WORM-Bänder verfügbar, die kein Überschreiben zulassen. Dieser Schreibschutz ist in der Firmware der Laufwerke verankert und wird über die Eigenschaften des eingelegten Bandes aktiviert. Nicht jedes Laufwerk der Generation 3 oder später muss WORM-Bänder unterstützen.[2]

Seit Generation 4 können Bänder auch herstellerunabhängig verschlüsselt werden. Dazu müssen Laufwerk und Band mindestens von der Generation 4 sein. Dabei wird nach dem AES-Algorithmus mit 256-Bit-Schlüssel im Galois/Counter Mode verschlüsselt (AES256-GCM). Die Umsetzung des Verfahrens ist im Einklang mit IEEE-Spezifikationen. Die Performance wird nicht oder nur unwesentlich (1 %) beeinflusst. Das Key-Management ist kein Teil des LTO-Standards. Es kann Teil der Tape-Library, der (Backup-)Anwendung oder ein eigenständiges Programm sein. Damit kann auch beeinflusst werden, ob und welche Teile der Aufzeichnung auf einem Band verschlüsselt sind. Nicht jedes Laufwerk der Generation 4 oder später muss Verschlüsselung unterstützen.[3]

Mit der Generation 5 wurde das Linear Tape File System (LTFS) eingeführt.[4] Die Laufwerke verwenden auf jedem Band zwei Partitionen, von denen die erste Metadaten (Dateinamen, -verzeichnisse usw.) und die zweite die eigentlichen Daten enthält. Die Metadaten werden in der Extensible Markup Language (XML) erfasst.[5] Bänder mit dem Linear Tape File System können deshalb selbsterklärend sein. Die Spezifikation ist Open Source. Mit entsprechender Treiber-Software lässt sich ein Band dabei ähnlich wie ein externes Laufwerk ansprechen.[6]

Neben den Laufwerken in voller Höhe (3,5 Zoll) werden auch halbhohe Laufwerke (1,75 Zoll wie viele optische Laufwerke) hergestellt, deren maximale Transferraten etwa 20–35 % geringer sein kann.

Am 10. Oktober 2017 hat IBM die Generation 8 angekündigt, die ersten Laufwerke waren Anfang November 2017 verfügbar. LTO-8 hat eine native Kapazität von 12 TB. Erstmals wird es nur eine Rückwärts-Kompatibilität von einer Generation geben – LTO-8 Laufwerke können somit nur LTO-7-Bänder lesen und schreiben, LTO-6-Bänder können dagegen gar nicht mehr verwendet werden. IBM bietet Full-Height-Laufwerke mit einer maximalen Geschwindigkeit von nativ 360 MB/s und Half-Height-Laufwerke mit einer nativen Geschwindigkeit von 300 MB/s an. Die Laufwerke sind mit 8-Gbit-Fibre-Channel oder mit 6-Gbit-SAS-Anschluss verfügbar.[7] Aufgrund eines Patentstreits zwischen Fujifilm und Sony waren 2019 keine LTO-8 Medien auf den Märkten verfügbar.

Am 9. September 2020 veröffentlichte das LTO-Konsortium die Spezifikationen der neuen Generation LTO-9.[8] Anders als bisher erwartet wächst die Kapazität nur um den Faktor 1.5, was sich auch auf den weiteren Leistungszuwachs ab LTO-10 auswirkt.

In einem Blogeintrag vom 26. Oktober 2020 relativiert IBM zusätzlich zur geringeren Kapazität bei LTO-9 auch die erreichbaren Geschwindigkeiten, hier ist nur noch von 400 MB/s die Rede. Zudem soll LTO-7 auch nicht mehr lesbar sein.[9]

Übersicht der Generationen
Laufwerks-
Generation 		Medien-Typ Magne-
tisches
Material 		Bandkapazität bei gleicher Generation maximale Transferrate kompatible Bänder Verfügbarkeit neue Funktionen
ohne
Kompr. 		mit
Kompr.[10] 		ohne
Kompr. 		mit
Kompr.[10] 		Schreiben Lesen Lizenzen
seit 		Produkte
seit
Ultrium 1 LTO-1 (L1) 100 GB[11] 200 GB[11] 20 MB/s 40 MB/s[11] Ultrium 1 Ultrium 1 1998[11] 2000[11]
Ultrium 2 LTO-2 (L2) Metall-
partikel[12] 		200 GB[11] 400 GB[11] 40 MB/s 80 MB/s[11] Ultrium 1...2 Ultrium 1...2 April 2002[11] Ende 2002[11]
Ultrium 3 LTO-3 (L3) 400 GB[11] 800 GB[11] 80 MB/s 160 MB/s[11] Ultrium 2...3 Ultrium 1...3 Juli 2004[11] Ende 2004[11] WORM
Ultrium 4 LTO-4 (L4) 800 GB[11] 1600 GB[11] 120 MB/s 240 MB/s[11] Ultrium 3...4 Ultrium 2...4 Ende 2006[11] Frühjahr 2007[13] Verschlüsselung
Ultrium 5 LTO-5 (L5) 1,5 TB 3 TB[11] 140 MB/s 280 MB/s[11] Ultrium 4...5 Ultrium 3...5 Sommer 2009[14] Frühjahr 2010[15] Partitionierung für LTFS (2 Partitionen)
Ultrium 6 LTO-6 (L6) Metall-
partikel
oder
Barium-
ferrit[12] 		2,5 TB[16] 6,25 TB[11] 160 MB/s 400 MB/s[11] Ultrium 5...6 Ultrium 4...6 Juni 2011[17] Dez. 2012[18] LTO-DC: Erhöhung der Kompressionseffizienz auf „2,5:1“
max. 4 Partitionen
Ultrium 7 LTO-7 (L7) Barium-
ferrit[12] 		6 TB 15 TB[11] 300 MB/s 750 MB/s[11] Ultrium 6...7 Ultrium 5...7 Sep. 2015[19] Okt. 2015[20]
Ultrium 8 LTO-7 (M8) 9 TB 22,5 TB 300 MB/s 750 MB/s[7] Ultrium 7...8 Ultrium 7...8 Okt. 2017 Nov. 2017
(Medien anfangs nicht verfügbar) 		Laufwerke nur eine Generation abwärtskompatibel
unbenutzte Bänder der Generation 7 (LTO-7) können als LTO-8 Typ M (M8) initialisiert werden, dadurch ändert sich die unkomprimierte Kapazität von 6 auf 9 TB (komprimiert von 15 auf 22,5 TB[10])
LTO-8 (L8) 12 TB 30 TB 360 MB/s 900 MB/s[21]
Ultrium 9 LTO-9 (L9) 18 TB[8] 45 TB[8] 400 MB/s 1000 MB/s[22] Ultrium 8...9 Ultrium 8...9 Sep. 2020[23] Sep. 2021 (IBM) duale 12-Gbit/s-SAS-Schnittstellen; Die URE-Rate (Unrecoverable Read Errors) der neuen Generation soll von 10^19 auf 10^20 verbessert worden sein
Ultrium 10 LTO-10 (L10) 36 TB[24] 90 TB[24] 1100 MB/s 2750 MB/s[11] Ultrium 9...10 Ultrium 8...10 – –
Ultrium 11 LTO-11 (L11) 72 TB[24] 180 TB[24] – –
Ultrium 12 LTO-12 (L12) 144 TB[24] 360 TB[24] – –
Ultrium 13 LTO-13 (L13) Strontium-
ferrit[25] 		288 TB[26] 720 TB[26] – –
Ultrium 14 LTO-14 (L14) 576 TB[26] 1440 TB[26]
LTO Ultrium Bandcartridge, Gehäuse zerlegt,
vorn links: Schreibschutzriegel,
vorn rechts: Speicherchip,
hinten rechts: Anfang des Bandes.
Das mechanische Prinzip der LTO Bandcartridge hat viele Gemeinsamkeiten mit der 1961 von Philips entwickelten Einloch-Kassette.

Ultrium-Bänder verfügen ähnlich wie AIT-Bänder über einen Halbleiterspeicher im Kassettengehäuse, der drahtlos gelesen und geschrieben wird. In diesem 32–128 Kilobit (4–16 kB) großen Speicherchip werden unter anderem die Seriennummer des Bandes und die Nutzungslogdateien der letzten 100 Tapemounts abgelegt.

Die Ultrium-Kassetten messen 102,0 mm × 105,4 mm × 21,5 mm.[27] Bei der Entwicklung der LTO-Ultrium-Bänder wurde speziell Rücksicht auf die Anforderungen der automatisierten Datensicherung genommen. So verfügen die Ultrium-Kassetten über eine leichte Keilform sowie spezielle Aussparungen, die es einem Roboter erleichtern, die Kassette zu fassen. Die Keilform ist dabei von Nutzen, wenn ein Roboter die Kassette im Laufwerk platziert, da durch die Keilform die Versatztoleranz erhöht wird. LTO-Ultrium-Tape-Libraries sind in den Größenordnungen von 1 TB bis knapp über 100 PB erhältlich. Die Medientochter der National Geographic Society zahlte um das Jahr 2010 für eine LTO-Library mit einer Kapazität von 5 Petabyte im Vergleich zu ihren Festplattensystemen günstige 1,3 Millionen US-Dollar oder 264 US-Dollar pro Terabyte.[28] LTO-Ultrium-Laufwerke können über SCSI oder SAS an Hosts, über iSCSI oder Fibre Channel auch an Storage Area Networks angebunden werden.

Der typische Stromverbrauch eines LTO3- oder LTO4-Bandlaufwerkes liegt unter 20 W im Betrieb und unter 5 W in Bereitschaft. Diese Werte sind herstellerabhängig.

Die benötigten Servoinformationen auf LTO-Bändern werden nur während der Herstellung geschrieben, ähnlich wie bei Festplatten. Werden diese von einem starken Magnetfeld gelöscht oder beschädigt, ist ein Band unbrauchbar.

Technische Daten der Bandgenerationen[29]
Generation Dicke Länge Spuranzahl Lineare Bitdichte
[bits/mm] 		EEPROM
Reinigungsband 8,9 µm 319 m 032 kbit (4 kB)
Ultrium 1 8,9 µm 609 m 384 4.880 032 kbit (4 kB)
Ultrium 2 8,9 µm 609 m 512 7.398 032 kbit (4 kB)
Ultrium 3 8,0 µm 680 m 704 9.638 032 kbit (4 kB)
Ultrium 4 6,6 µm 820 m 896 13.250 064 kbit (8 kB)
Ultrium 5 6,4 µm 846 m 1.280 15.142 064 kbit (8 kB)
Ultrium 6 6,1 µm 846 m 2.176 15.143 128 kbit (16 kB)
Ultrium 7 5,6 µm 960 m 3.584 19.094[30] 128 kbit (16 kB)
Ultrium 8 5,6 µm 960 m 6.656 20,668 128 kbit (16 kB)
Ultrium 9 5,2 µm 1035 m[31] 8,960

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. ↑ heise online: Magnetbandspeicher: LTO-9-Bänder mit 18 TByte Kapazität erscheinen endlich. Abgerufen am 23. Juli 2022.
  2. ↑ LTO Technology Group: WORM, abgerufen am 15. Januar 2018, 11:33 Uhr (engl.)
  3. ↑ LTO Program Frequently Asked Questions (Memento des Originals vom 21. Juli 2007 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.lto-technology.com, abgerufen am 8. März 2009, 13.15 Uhr (engl.)
  4. ↑ LTO Program Frequently Asked Questions. Hewlett-Packard, IBM, Quantum, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 29. Mai 2010; abgerufen am 22. Mai 2010 (englisch).  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.ultrium.com
  5. ↑ Linear Tape File System (LTFS) Format Specification. (PDF; 3,42 MB) Hewlett-Packard, IBM, Quantum, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 17. Juli 2011; abgerufen am 22. Mai 2010 (englisch).  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.trustlto.com
  6. ↑ https://www.snia.org/sites/default/files/technical_work/LTFS/LTFS_Format_2%205%201_Standard.pdf
  7. ↑ a b IBM TS2280 Tape Drive. Abgerufen am 13. Oktober 2017.
  8. ↑ a b c THE LTO PROGRAM RELEASES SPECIFICATIONS FOR UPCOMING GENERATION 9. In: lto.org. 9. September 2020, abgerufen am 10. September 2020 (englisch).
  9. ↑ The ninth wave of tape storage innovation. 26. Oktober 2020, abgerufen am 7. Januar 2021 (amerikanisches Englisch).
  10. ↑ a b c bei angenommener 2:1-Kompression, ab LTO-6 2,5:1
  11. ↑ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z What is LTO Technology?. Hewlett-Packard, IBM und Quantum. Abgerufen am 6. Februar 2015
  12. ↑ a b c HPE LTO Ultrium Storage Supplies (QuickSpecs). 16. Dezember 2019, abgerufen am 23. Juni 2020 (englisch).
  13. ↑ Michael Riepe: IBM stellt LTO-4-Bandlaufwerke vor. In: heise online. 26. April 2007, abgerufen am 14. August 2009.
  14. ↑ Boi Feddern: LTO-5-Bänder mit 1,6 Terabyte angekündigt. In: heise online. 13. August 2009, abgerufen am 14. August 2009.
  15. ↑ LTO-5-Bänder und Laufwerke veröffentlicht. golem.de Abgerufen am 29. März 2010.
  16. ↑ Storage Newsletter Juni 2012
  17. ↑ "LTO PROGRAM ANNOUNCES AVAILABILITY OF ULTRIUM FORMAT GENERATION 6 TECHNOLOGY LICENSES"@1@2Vorlage:Toter Link/www.lto.org (Seite nicht mehr abrufbar, festgestellt im April 2019. Suche in Webarchiven)  Info: Der Link wurde automatisch als defekt markiert. Bitte prüfe den Link gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis. (PDF-Datei; 45 kB) auf lto.org
  18. ↑ Neue Generation von Bändern mit 2,5 TByte verfügbar. golem.de Abgerufen am 18. Dezember 2012.
  19. ↑ "THE LTO PROGRAM ANNOUNCES UPCOMING GENERATION 7 SPECIFICATIONS FOR LICENSING" Abgerufen am 7. Oktober 2015
  20. ↑ Bandspeicher: Erste LTO-7-Laufwerke für 6-TByte-Bänder Abgerufen am 9. Oktober 2015
  21. ↑ Datasheet Scalar i500. In: www.quantum.com. Quantum Corporation, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 19. September 2017; abgerufen am 2. Januar 2017 (englisch).  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/iq.quantum.com
  22. ↑ Ultrium9-Kassetten speichern 18 Terabyte. Abgerufen am 12. Januar 2021.
  23. ↑ heise online: Magnetbänder: LTO-9-Tapes kommen mit weniger Kapazität als erwartet. Abgerufen am 23. Juli 2022.
  24. ↑ a b c d e f Roadmap. Hewlett Packard Enterprise, IBM and Quantum. Abgerufen am 14. April 2021
  25. ↑ Magnetbänder: Fujifilm stellt 400-TByte-Tapes in Aussicht. In: Heise online.. Abgerufen am 6. Juli 2020.
  26. ↑ a b c d lto.org: LTO PROGRAM ANNOUNCES EXTENSION TO THE LTO TAPE TECHNOLOGY ROADMAP TO GENERATION 14. Abgerufen am 3. August 2023.
  27. ↑ LTO-Spezifikationen bei lto.org (Memento des Originals vom 7. Mai 2012 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/lto.org
  28. ↑ Eric Slack: National Geographic uses T950 for their Big Data Archive. Storage Switzerland, LLC, 25. Oktober 2011, archiviert vom Original am 25. August 2015; abgerufen am 7. Juni 2016.  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.storage-switzerland.com
  29. ↑ Technische Daten von Fujifilm. Fujifilm. Abgerufen am 16. Juli 2012
  30. ↑ 485 kbit/inLTO Ultrium 7. Sony, 4. April 2016, abgerufen am 17. April 2016.
  31. ↑ LTO specifications. Quantum Corporation. Abgerufen am 16. April 2021

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Commons: Linear Tape-Open – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
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