Часть 3 - Технические средства реализации информационных процессов (Т.В. Лукьянова - Конспект лекций по информатике), страница 10

Такие накопители, как правило, оснащены аккумуляторами для сохранения данных при потере питания, а более дорогие модели — системами резервного и/или оперативного копирования. Примером таких накопителей является I-RAM. Пользователи, обладающие достаточным объёмом оперативной памяти, могут организовать виртуальную машину и расположить её жёсткий диск в ОЗУи оценить производительность.Преимуществами SSD накопителей являются: Отсутствие движущихся частей, отсюда: Полное отсутствие шума (0 дБ); Высокая механическая стойкость (кратковременно выдерживают порядка1500 g).40 Стабильность времени считывания файлов вне зависимости от их располо-жения или фрагментации; более того, блоки, идущие подряд с точки зрения операционной системы, из-за выравнивания износа (wear leveling) будут расположены в случайном порядке. Скорость чтения/записи выше, чем у распространенных жёстких дисков, иблизка к пропускной способности интерфейсов (SAS/SATA II 300 МБайт/с,SAS/SATA III 600 МБайт/с).

Для твердотельных накопителей были разработаны более быстрые интерфейсы: mSATA, NGFF (M.2), SATA Express, NVM Express (стандарт на подключение SSD по шинам PCI Express). Низкое энергопотребление. Широкий диапазон рабочих температур. Намного меньшая чувствительность к внешним электромагнитным полям. Малые габариты и вес.Главный недостаток NAND SSD — ограниченное количество циклов перезаписи. Обычная (MLC, Multi-level cell, многоуровневые ячейки памяти) флеш-памятьпозволяет записывать данные примерно 3000—10000 раз.

Более дорогостоящие видыпамяти (SLC, Single-level cell, одноуровневые ячейки памяти) — около 100 000 раз.Для борьбы с неравномерным износом применяются схемы балансированиянагрузки. Контроллер хранит информацию о том, сколько раз какие блоки перезаписывались, и при необходимости «меняет их местами». При выработке ресурса накопитель перейдет в режим «только для чтения», что позволит скопировать данные.Данный недостаток отсутствует у RAM SSD, а также у нескольких перспективныхтехнологий, которые к концу 2010-х могут заменить флеш-память, например, FRAM,где ресурс может составлять десятки лет в режиме непрерывной перезаписи.Цена гигабайта SSD-накопителей в несколько раз (6—7 для наиболее дешевойфлеш-памяти) выше цены гигабайта HDD (по состоянию на октябрь 2014 — 35 центовза гигабайт).

К тому же стоимость SSD прямо пропорциональна их ёмкости, в товремя как стоимость традиционных жёстких дисков зависит не только от количествапластин и медленнее растёт при увеличении объёма накопителя.Существенным недостатком накопителей SSD является невозможность восстановления информации при перепаде напряжения. Так как контроллер и носитель информации в SSD находятся на одной плате, то при превышении или перепаде напряжения чаще всего сгорает весь SSD-носитель с безвозвратной потерей информации.Напротив, в жёстких дисках чаще сгорает только плата контроллера, что делает возможным восстановление информации с приемлемой трудоёмкостью.3.6.5. СтримерСтример – устройство для резервного копирования данных (backup) с жесткихдисков на магнитные ленты.41Считается, что жесткие диски не обеспечивают должного уровня безопасностидлительного хранения информации.

Для более надежного архивного хранения данных рекомендуется применять стримеры.Основной задачей резервного копирования является обеспечение сохранностиоперативной информации, представляющей большое значение для любых предприятий. Потери организаций, работающих с банковскими счетами клиентов, от одногочаса простоя, вызванного временным сбоем в работе компьютерного оборудования,могут исчисляться миллионами долларов. Потери, вызванные полной утратой коммерческой информации, могут привести к полному краху предприятия.Ежедневное проведение резервного копирования (а лучше два, три раза в день),хоть и является наилучшим выходом с точки зрения безопасности данных, но дляхранения нескольких копий требуется слишком много места на магнитных лентах.Поэтому, кроме полного резервного копирования, применяется инкрементальное идифференциальное копирование.

В этом случае после первоначального полного копирования всей необходимой информации выполняется копирование только новой иизмененной информации. Для инкрементального метода полное копирование периодически повторяется.Для небольших локальных сетей (до 20 компьютеров) возможно применениеодного стримера (ленточного привода) со сменными ленточными картриджами. Такие устройства характеризуются относительно небольшими скоростными и емкостными характеристиками (вместительность одного картриджа от 40 до 400 Гб, в зависимости от длины ленты и степени сжатия информации при копировании) и невысокой стоимостью.

Скорость чтения/записи таких устройств находится в пределах 6 –12 Мб/сек. Недостатком таких устройств является необходимость вручную заменятькартриджи по мере их заполнения.Для средних предприятий (до 100 компьютеров в сети) существуют автоматические ленточные библиотеки, способные вмещать до 10 картриджей одновременно.Такая библиотека самостоятельно выбирает необходимый картридж и вставляет егов ленточный привод для дальнейшей работы. Чтение/запись информации производится только с одного картриджа одновременно со скоростью от 21 до 43 Гб/час. Общая емкость загруженной библиотеки составляет до 1.6 Тб данных. Такие устройствамогут быть встроены в серверный шкаф, являются полностью автономными и не требуют внимания со стороны администратора.В ленточные библиотеки более высокого уровня имеется возможность установить сразу несколько приводов для обеспечения необходимой скорости чтения/записи информации.

Например, в ленточную библиотеку Scalar100 могут быть установлены 8 ленточных приводов для обеспечения теоретической скорости чтения/записиинформации до 560 Мб/сек с общей емкостью хранимой информации до 28.8 Тб. Напрактике скорость чтения/записи таких систем ограничивается только пропускнойспособностью существующих каналов связи.42Наиболее крупные распределенные системы (более 250 компьютеров) при объемах информации, подлежащей резервному копированию более 1 Тб/сутки используют виртуальные ленточные библиотеки.

В таких системах используется схемаD2D2T (Disk To Disk To Tape), а не Диск – Лента (D2T – Disk To Tape). Такая системапредставляют собой дисковый массив, напрямую подключенный к собственной ленточной системе. И массив жестких дисков, и ленточная система объединены в одномкорпусе и соединяются между собой быстродействующими каналами связи (обычноSCSI).В этой системе процесс резервного копирования происходит следующим образом: информация, подлежащая резервному копированию, передается с устройств своего непосредственного хранения на дисковую часть гибридной системы хранения,что происходит достаточно быстро, а, следовательно, меньше загружает каналы передачи данных. Полученная информация далее переписывается на ленты, не загружаявнешние дисковые системы и обеспечивая должный уровень надежности храненияинформации.К наиболее распространенным форматам стримеров среднего класса относятсяDDS, DAT, DLT, SuperDLT, DLT VS80, Ultrium и пр.Технология DDS – в накопителях этой группы используется 4-миллиметроваялента формата DDS (Digital Data Storage), часто ошибочно называемого DAT (DigitalAudio Tape).

Термин «DDS» одобрен DDS Manufacturers Group и относится к исходному формату DAT, допускающему хранение до 4 Гбайт данных со сжатием или 2Гбайт без сжатия. В новых четырехмиллиметровых накопителях используется стандарт DDS-4, обеспечивающий емкость в 20 Гбайт без сжатия или около 40 Гбайт сосжатием и скорость передачи данных 40 Мбит/с.Технология DAT развивается с 1989 г. Носитель – картридж величиной чутьменьше аудиокассеты (DAT-картриджи используются и для высококачественной записи музыки, что следует из их названия – Digital Audio Tape). Запись производитсяв одном направлении по всей ширине ленты. Современный стандарт DAT72 позволяет хранить на одном картридже DDS 36/72* ГБ информации и производить чтение/запись со скоростью 20/40* МБ/с.

Стримеры DAT поддерживают технологию OneButton Disaster Recovery (восстановление состояния системы после полной потери содержимого дисков без необходимости форматирования новых дисков, установки ОСи т. п.). Технология DAT является абсолютным чемпионом: свыше половины используемых сейчас в мире накопителей на магнитной ленте – это стримеры того или иногоформата DAT.Технология DLT появилась в 1985 г. – корпорация DEC выпустила стримерTK-50, в результате развития которого появился формат Digital Linear Tape. В настоящее время обладателем прав и основным разработчиком технологии DLT являетсякомпания Quantum.