LTO dan Perkembangannya

(LTO – Linear Tape Open)

1. Definisi

Linear Tape-Open (atau LTO ) adalah teknologi penyimpanan data berupa pita magnetik yang awalnya dikembangkan pada akhir 1990-an sebagai alternatif untuk format teknologi pita magnetik yang tersedia pada saat itu. Hewlett-Packard ,IBM dan Seagate memprakarsai LTO , yang mengarahkan mekanisme pembangunan dan mengelola lisensi serta sertifikasi baik media dan produsen. Divisi rekaman Seagate itu jatuh dan berganti menjadi Certance dan kini menjadi bagian dari Perusahaan Quantum .
Standar teknologi LTO berjalan dengan nama Ultrium , versi asli yang dirilis pada tahun 2000 dan bisa menampung 100 GB data dalam tiap cartridge. LTO versi 6 dirilis pada tahun 2012 dapat menyimpan 2,5 TB dalam cartridge dengan ukuran yang sama.
Setelah diperkenalkan, LTO Ultrium cepat mendapat sebutan pita yang super . LTO banyak digunakan oleh sistem komputer baik kecil maupun besar, terutama untuk backup .
2. History

Half-inch ( 1 / 2 inci, 12,65 mm) magnetic tape telah digunakan untuk penyimpanan data selama lebih dari 50 tahun. Pada pertengahan 1980-an, IBM dan DEC menempatkan mekanisme ini ke dalam gulungan tunggal, cartridge yang tertutup. Meskipun rekaman fisik nominal ukuran yang sama, teknologi dan pasar yang dimaksudkan berbeda secara signifikan dan tidak ada kecocokan di antara mereka. IBM disebut dengan Format 3480 (setelah satu produk IBM yang menggunakannya) dan dirancang untuk memenuhi persyaratan menuntut produk mainframe. DEC awalnya disebut CompacTape, namun kemudian berganti nama menjadi DLT dan dijual ke Quantum Perusahaan . Pada akhir 1980-an, Exabyte Data8 Format, berasal dari dual-reel cartridge 8 mm video format Sony, melihat beberapa potensi, terutama dengan sistem UNIX. Sony diikuti keberhasilan ini dengan sekarang dihentikan format mereka sendiri yang 8 mm data, Advanced Tape Cerdas (AIT).
Pada akhir 1990-an, Quantum DLT dan Sony AIT adalah pilihan utama untuk kapasitas tinggi tape storage untuk server PC dan sistem UNIX. Teknologi ini adalah (dan masih) dikontrol ketat oleh pemiliknya. Akibatnya, ada sedikit persaingan antara vendor dan harga yang relatif tinggi.
IBM, HP dan Seagate berusaha untuk mengatasi hal ini dengan memperkenalkan format yang lebih terbuka dengan fokus pada segmen pasar ini. Banyak dari teknologi ini merupakan perpanjangan dari kerja yang dilakukan oleh IBM di laboratorium Tucson selama 20 tahun sebelumnya. Rencana awal menyerukan dua format LTO untuk bersaing secara langsung dengan pemimpin pasar tersebut. Ultrium menggunakan pita half-inch pada gulungan tunggal, dioptimalkan untuk kapasitas tinggi dan Accelis seharusnya 8 mm pita pada dual-gulungan, dioptimalkan untuk low-latency.
Sekitar waktu rilis LTO-1, divisi pita magnetik Seagate berputar off sebagai Seagate Removable Storage Solutions, kemudian berganti nama Certance , yang kemudian diakuisisi oleh Quantum.

3. Ultrium

LTO Ultrium dikembangkan sebagai pengganti DLT dan memiliki desain yang mirip dari half-inch tape (sedikit lebih kecil) cartridge dengan gulungan tunggal. Hal ini membuat mudah bagi vendor perpustakaan tape robot untuk mengubah perpustakaan DLT mereka ke KPP perpustakaan.
Kompatibilitas antara generasi drive, format, dan kartrid adalah sebagai berikut:
• Dimensi cartridge Ultrium adalah 102.0 × 105.4 × 21.5 mm. [ 5 ]
• Drive Ultrium membaca data dari cartridge generasi sendiri dan setidaknya dua generasi sebelumnya.
• Drive Ultrium menulis data ke cartridge generasi sendiri dan untuk cartridge dari generasi sebelumnya langsung dalam format generasi sebelumnya.

4. Generasi

• LTO-1
• Pertama tersedia secara komersial pada bulan September 2000.
• Ultrium-1 spesifikasi sekarang Standard ECMA-319
• Kapasitas awal 200 GB.
• Kecepatan transfer data awal 40 MB / s (maksimum)
• Tape encoding adalah RLL 1,7
• LTO-2
• Mekanisme pertama kali disetujui pada bulan Februari 2003. Media Pertama disetujui pada bulan Maret 2003.
• Melipatgandakan kapasitas sampai 400 GB.
• Peningkatan kecepatan transfer data 80 MB / s (maksimum).
• Beralih ke PRML encoding
• LTO-3
• Media pertama kali disetujui pada November 2004.
• Melipatgandakan kapasitas 800 GB.
• Peningkatan kecepatan transfer data 160 MB / s (maksimum).
• Diperkenalkan WORM fitur.
• Jumlah dua kali lipat dari elemen menulis di kepala.
• LTO-4
• Mekanisme pertama kali disetujui pada April 2007. Media Pertama disetujui pada Mei 2007.
• Melipat gandakan kapasitas lagi untuk 1,6 TB.
• Peningkatan kecepatan transfer data hingga 240 MB / s (maksimum).
• Memperkenalkan fitur enkripsi tingkat drive menggunakan 256-bit AES-GCM .
• LTO-5
• Spesifikasi mengumumkan 19 Januari 2010. Pertama LTO-5 drive muncul di pasar pada Q2 2010.
• Kapasitas hampir dua kali lipat menjadi 3 TB (1500 GB)
• Peningkatan kecepatan transfer data hingga 280 MB / s (maksimum).
• Diperkenalkan partisi fitur yang memungkinkan rekaman untuk “split” menjadi dua wilayah terpisah ditulis. Fitur ini diperlukan oleh LTFS .
• LTO-6
• Spesifikasi Perizinan mengumumkan 11 Juni 2012.
• Peningkatan kapasitas menjadi 6,25 TB
• Peningkatan perkiraan rasio kompresi data karena buffer kompresi yang lebih besar.
• Peningkatan memori cartridge untuk 16 KiB
• Peningkatan kecepatan transfer data sampai 400 MB / s (maksimum)
• LTO-7
• Peningkatan kapasitas menjadi 16 TB
• Peningkatan perkiraan rasio kompresi data karena buffer kompresi yang lebih besar.
• Peningkatan kecepatan transfer data sampai 788 MB / s (maksimum)
• LTO-8
• Peningkatan kapasitas menjadi 32 TB
• Peningkatan perkiraan rasio kompresi data karena buffer kompresi yang lebih besar.
• Peningkatan kecepatan transfer data sampai 1.180 MB / s (maksimum)

5. Fitur
The Linear Tape File System (LTFS) adalah self-describing format tape dan file sistem, yang menggunakan arsitektur skema XML untuk mempermudah pemahaman dan penggunaan.
Hal ini memungkinkan:
• File dan direktori bisa muncul di desktop dan daftar direktori
• Drag-and-drop file ke / dari tape
• Akses tingkat file data
• Mendukung pertukaran data
Dengan media tape LTFS dapat digunakan dalam mode seperti removable media lain ( USB flash drive , external hard disk drive , dll). Dengan LTFS drive dapat berperilaku seperti disk (drive) tetapi masih tape dengan akses serial. File selalu ditambahkan ke akhir rekaman. Jika sebuah file dihapus dari daftar blok pita terkait digunakan tidak dibebaskan, mereka hanya ditandai sebagai tersedia. Data hanya dihapus jika seluruh pita diformat ulang.
LTFS sekarang mendukung ‘Library mode’ memfasilitasi akses ke beberapa kaset di library tape.
LTFS pertama kali diperkenalkan dengan IBM LTO Gen5 drive. The Linear Tape File System SNIA bekerja pada pengembangan format untuk LTFS.

6. Tata Letak Tape
LTO tape Ultrium ditata dengan empat band data wide terjepit di antara lima band servo sempit. Setiap kepala Data bergerak naik dan turun dengan sendiri, Data sub-band yang lebar yang sama fungsinya sebagai band servo. Pertama, kepala assembly diposisikan sehingga semua kepala tape di bagian atas sub-band dan 8 atau 16 lagu yang ditulis ke arah depan. Kemudian kepala perakitan dipindahkan ke bagian bawah setiap sub-band dan 8 atau 16 lagu yang ditulis dalam arah sebaliknya. Himpunan trek ditulis pada saat yang sama disebut sebagai “wrap”. Bolak maju dan mundur membungkus ditulis sebagai setiap data sub-band yang diisi dalam 0, 2, 4, …, 5, 3, 1 order.
Ketika band pertama data diisi (mereka benar-benar diisi dengan 3, 1, 0, 2 urutan di rekaman itu), kepala assembly pindah ke band data kedua dan satu set baru wraps ditulis. Jumlah trek pada rekaman itu adalah (4 band data) × (11-20 wraps per pita) × (8 atau 16 lagu per bungkus). Sebagai contoh, LTO-2 tape memiliki 16 wraps per pita, dan dengan demikian membutuhkan 64 kali peputaran untuk mengisi.
Di LTO-1 dan LTO-2, logic structure ini memiliki kode CRC dan kompresi ditambahkan untuk menciptakan blok dari 403.884 byte. Potongan lain dari 468 byte informasi (termasuk statistik dan informasi tentang drive yang menulis data dan ketika itu ditulis) kemudian ditambahkan untuk menciptakan sebuah ‘dataset’. Akhirnya byte koreksi kesalahan ditambahkan untuk membawa total ukuran dataset untuk 491.520 byte (480 KB) sebelum ditulis dalam format tertentu di delapan kepala. LTO-3 dan LTO-4 menggunakan format yang sama dengan blok-1616940 byte

7. Struktur Catridge

Gambar catridge produksi dari HP

Gambar catridge yang di buka penutupnya terlihat bagian dalam dari catridge itu sendiri

 Memori Catridge
Setiap cartridge LTO memiliki chip memori cartridge di dalamnya. Hal ini terdiri dari 256 (128 pada 3 LTO-1, 2 dan) blok memori, di mana masing-masing blok adalah 32 byte untuk total 8 KB (4 KB on-LTO 1, 2 dan 3). Memori ini dapat dibaca atau ditulis, satu blok pada suatu waktu, melalui interface RF pasif. Memori ini digunakan untuk mengidentifikasi kaset, untuk membantu drive membedakan antara generasi yang berbeda dari teknologi LTO, dan untuk menyimpan informasi rekaman yang digunakan.
Setiap LTO drive memiliki pembaca memori cartridge di dalamnya. Antarmuka non-kontak memiliki jangkauan 20 mm. Reader eksternal yang tersedia, baik dibangun ke tape libraries dan berbadis PC. Salah satu pembaca tersebut, VeriTape, menghubungkan dengan USB ke PC dan terintegrasi dengan perangkat lunak untuk mengevaluasi kualitas kaset. Perangkat ini juga rebranded dari Spectra MLM Reader dan Maxell LTO Cartridge Memory Analyzer.

 Leader Pin

Rekaman dalam sebuah cartridge LTO adalah jejak di sekitar reel tunggal. Akhir dari rekaman itu melekat pada sebuah leader pin tegak lurus yang digunakan oleh drive LTO untuk memahami akhir rekaman dan mount di reel di dalam drive. Ketika cartridge tidak dalam drive, pin diadakan di tempat pada pembukaan cartridge dengan pegas kecil.
Alasan umum untuk cartridge gagal memuat ke drive adalah salah penempatan leader pin sebagai akibat dari cartridge yang telah jatuh. Slot plastik di mana biasanya disediakan tetapi caact dan leader pin tidak lagi dalam posisi seharusnya.
Satu-reel teknologi rekaman yang lebih tua menggunakan cara yang berbeda untuk memuat rekaman ke reel.

 Label
Label cartridge LTO menggunakan simbologi kode bar dari USS-39 . Penjelasan dan definisi tersedia dari spesifikasi Automatic Identification Manufacturers (AIM) Uniform Simbol Spesifikasi (USS-39) dan spesifikasi ANSI MH10.8M-1993 ANSI Barcode .

8. Mekanisme
 Erasing
Trek servo magnetik pada pita pabrik dikodekan. Menggunakan penghapus massal (atau mengekspos cartridge untuk medan magnet yang kuat) yang akan menghapus trek servo bersama dengan trek data, render cartridge yang tidak dapat digunakan.

 Cleaning
Meskipun menjaga tape drive bersih sangat penting, Cartridge pembersih abrasif normal dan sering digunakan akan memperpendek umur drive. LTO drive memiliki kepala tape sikat pembersih internal yang diaktifkan saat cartridge dimasukkan. Ketika pembersihan lebih diperlukan secara menyeluruh, sinyal penggerak ini pada layar dan / atau melalui Tape bendera Pemberitahuan. Cartridge Pembersihan mempunya umur biasanya 15-50 kali periksa. Ada 2 metode dasar memulai pembersihan yaitu pembersihan drive dan melalu software pembersih.

Gambar dari kepala pembersih internal

 Kompresi
Spesifikasi KPP menjelaskan Kompresi data metode LTO-DC, juga disebut Streaming Data Loseless Compression (SDLC). Hal ini sangat mirip dengan algoritma ALDC yang merupakan variasi LZS .
Perbedaan utama antara ALDC dan SDLC, SDLC tidak menerapkan algoritma kompresi data uncompressible (yaitu data yang sudah dikompresi atau cukup acak untuk mengalahkan algoritma kompresi). Setiap blok data ditulis ke tape memiliki sedikit tonjolan menunjukkan apakah blok dikompresi atau mentah. Untuk setiap blok data yang algoritma bekerja, akan menyimpan sebuah salinan dari data mentah. Setelah menerapkan fungsi kompresi data, algoritma membandingkan “kompresi” Data blok ke blok data mentah dalam memori dan menulis yang lebih kecil dari dua sampai tape. Karena prinsip mengesampingkan , setiap kompresi data lossless algoritma akan berakhir meningkatkan ukuran beberapa masukan. Sedikit tambahan yang digunakan oleh SDLC untuk membedakan antara blok baku dan dikompresi secara efektif menempatkan batas atas ekspansi data.
LTO-DC mencapai rasio kompresi 2:1 yang kini sudah mencapai sekitar 2.5:1 bila diterapkan pada Calgary Corpus . Ini lebih rendah daripada algoritma lambat seperti gzip , tetapi mirip dengan lzop dan algoritma kecepatan tinggi yang dibangun ke tape drive lainnya. Perlu dicatat bahwa teks biasa, gambar mentah, dan file database ( TXT , ASCII , BMP , DBF , dll) biasanya kompres jauh lebih baik daripada jenis lain dari data yang tersimpan pada sistem komputer. Sebaliknya, data dienkripsi dan data pra-terkompresi ( PGP , ZIP , JPEG , MPEG , MP3 , dll) biasanya akan meningkatkan ukuran, jika kompresi data diterapkan. Dalam beberapa kasus ini ekspansi data dapat sebanyak 15%. Dengan algoritma SDLC, maka ekspansi yang signifikan ini dihindari.

 Enkripsi
Pada LTO-4 spesifikasi menambahkan fitur untuk memungkinkan LTO-4 drive mengenkripsi data sebelum ditulis ke tape. Semua LTO-4 drive harus mengetahui kaset yang dienkripsi, tetapi tidak diharuskan untuk benar-benar mendukung proses enkripsi. Saat ini semua produsen LTO enkripsi diaktifkan dalam tape drive menggunakan Application Managed Encryption (AME). Algoritma yang digunakan oleh LTO-4 adalah AES – GCM , yang merupakan dikonfirmasi, simetris block cipher. Kunci yang sama digunakan untuk mengenkripsi dan mendekripsi data, dan algoritma dapat mendeteksi gangguan dengan data. Tape drive, tape libraries, dan perangkat lunak backup dapat meminta dan pertukaran kunci enkripsi baik menggunakan protokol proprietary, atau standar terbuka seperti OASIS ‘s Key Management Interoperability Protocol .