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追溯磁带的历史:一场OOXX的游戏(六)

磁头


传统静态铁氧体磁头阵列

最大化数据密度的最有效方法之一就是提高磁带宽度下的轨道数量。一开始,从模拟录音时代开始的改进的磁带头就是用于这个目的,但是铁氧体磁头的物理体积限制了进一步的发展。紧密的空间意味着磁干扰(互感),同时科学家必须考虑交扰问题。

薄膜头可以摄像术式地生产,体积可以极小,并可以用于硬盘存储以及磁带系统。薄膜头磁路是由基板上的各个层组成的,间隙可以极小,同时精度非常高。


薄膜磁带头可以非常小巧,从而容纳更多的磁轨

磁路体积的缩小还可以减缓传统磁头阵列中的互感和交扰问题。这些改进使得设计师可以在磁带宽度下安排更高的轨道密度,从而明显提高存储容量。

这种类型的磁头设计发展了很多年,各种不同的感应式和磁阻(MR)方式带来了针对不同应用的特定优势。磁阻头广泛应用于硬盘驱动器,这种磁头忽略了磁极,但是会衡量磁流的强度,不过读取和写入操作需要分别的磁头,因为这些任务的设计是不同的。

恢复到磁带

同时,在办公室里,IBM的成功的Selectric打字机配置了一个磁带驱动器。你可以在这里浏览我们自1961年对原始Selectric的文章。


IBM Selectric MT/S打字机和伴随的磁带记录机

Magnetic Tape Selectric Typewriter(MT/ST:磁质磁带Selectric打字机)是1964年公布,1966年投产的。该打字机与众不同的是配备了一个伴随驱动器,该驱动器采用磁带匣并使用16毫米磁带。你可以将25K的数据存放在100英尺长的磁带上。该磁带采用7比特数据集并可以以每分钟150个单词的速度输出文档。

一个螺线管会移动磁带上面的磁头来读取每个键击,在你打字的时候,磁带会绕圈——一次一个字符。退格动作可以使磁带绕回并重写字符。

这个记录的磁带可以允许被打字的文档在权限范围内和其他格式增强下被自动重打。MT/ST作为独立的系统,本质上是原始的文档处理器。


忙,忙:IBM Selectric MT/ST和它的磁带

Quarter Inch Cartridge(1/4英寸磁带匣)格式是3M在1972年推出的,被证明是最耐用的数据磁带系统之一。不过,这个产品的生命周期没有自身的寿命长。在后来的25年中,它经历了无数次的改进。QIC磁带标准网站描述了这些改动的细节。

最初的3M DC300磁带匣采用300英尺磁带,容量为200kB。随着其他格式的兴起,4轨QIC-11格式成功地在450英尺磁带上存储了20MB容量的数据。作为最后一个品种,144轨QIC-5210 DC提供了25GB的容量——这里描述了轨道格式以及它所使用的记录技术。

QIC的各种变种不断地增加着容量。Tandberg的Scalable Linear Format(SLR:可扩展线性格式)名称本身就描述了它自己的QIC磁带系统。SLR的未压缩容量最高可以达到70GB。更宽的8毫米QIC磁带和格式名称并不完全相符,但是也提供了更好的数据密度。

还有Minicatridge,一个小的QIC变种,可以使用软盘接口安装。和软盘一样,它们需要格式化,最开始的时候在互交换性上还有缺乏标准的问题。预格式化的磁带采用XIMAT格式和SCSI接口。

3M在Minicatridge的基础上推出了它的Travan。该磁带宽度更宽,为8毫米。Travan和Minicartridge都没有单独的读取磁头来在记录后进行确认。

旋转理论

第三部分讨论了旋转磁头记录的背景。该技术根源于视频记录系统。让磁带头在缓慢移动的磁带上快速移动而不是在静止的磁头下让磁带快速移动的做法提供了一个非高成本经济性的处理视频中高频率数据的方式。


旋转磁头设计:左边是螺形扫描,右边是反向磁带记录。螺形轨道越长,单个通道上可以记录的数据就越多,反向轨道越短,更多的轨道就可以用于存储同样的数据。不过,更宽的磁带可以让反向记录匹敌螺形扫描的水平。反向传输也可以受益于更加紧凑的设计。

尽管电子上非常复杂,不过磁带记录的方法还是非常适合于一些数据应用。数字音频很多年都是使用修改的视频记录器,直到索尼的Rotary-head Digital Audio Tape(RDAT:旋转磁头数字音频磁带)出现。该系统采用3.8毫米磁带,它的便利性使得它的RDAT机制也适合用于数据存储。尽管多数人都称它为DAT,它还有另一个名字DDS(数字数据仓库),后者采用更宽的8毫米磁带格式。

索尼自己的8毫米Video8磁带格式构成了Advanced Intelligent Tape(先进智能磁带)的基础。它采用旋转磁头记录机制,也是EB级数据存储系统所使用的格式。1996年,AIT-1最初的容量是25GB,10年后,AIT-5的容量达到了400GB。


索尼的AIT-5 磁带产品线

索尼的Super-AIT(SAIT)放弃了DAT和AIT的双磁带盘机制,而是使用单个1/2英寸磁带盘,不过仍保留它的旋转磁头记录系统。未压缩的SAIT-1磁带可以存储500GB数据。作为静态磁头LTO Ultrium的竞争对手,SAIT的路线图是要发展到10TB容量。AIT格式在2010年3月31日停止发展。 (未完待续)

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