테이프 드라이브

3. 종류

테이프 드라이브는 기록 방식, 카트리지 형태, 가격대로 분류된다.

기록 방식에는 리니어 서펜타인 방식과 헬리컬 스캔 방식이 있다. 리니어 서펜타인 방식은 테이프 길이 방향으로 데이터를 기록하며, LTO나 IBM 3592 등이 이 방식을 사용한다. 헬리컬 스캔 방식은 테이프를 회전 드럼에 비스듬히 감아 데이터를 기록하며, DDS, 디지털 오디오 테이프(DAT), 8mm 테이프 등이 사용한다.

카트리지 형태는 릴(회전축)의 수에 따라 단일 릴 카트리지와 이중 릴 카트리지로 나뉜다. 단일 릴 카트리지는 SAIT, IBM 3592 등이 사용하며, 카트리지를 작게 만들 수 있지만 로딩 동작이 복잡하다. 이중 릴 카트리지는 LTO, QIC 등이 사용한다.

가격대에 따라 미드레인지, 엔터프라이즈 등으로 분류되며, 용량, 전송 속도, 신뢰성 등에서 차이가 있다. 과거에는 음악용 테이프와 카세트 레코더가 플로피 디스크나 하드 디스크의 대체품으로 사용되기도 했지만, 현재는 사용되지 않는다.

3. 1. 기록 방식

• 리니어 서펜타인 (Linear Serpentine) 방식

• 헬리컬 스캔 (Helical Scan) 방식

3. 2. 카트리지 형태

• 단일 릴 카트리지: 테이프가 하나의 릴에 감겨 있는 형태이다. SAIT, IBM 3592 등이 이 방식을 사용한다. 카트리지를 작게 만들 수 있어 대량의 카트리지를 취급할 때 공간 효율성이 높지만, 드라이브에 감아들이기 위한 허브가 필요하고 테이프를 꺼내는 작업이 필요하여 로딩 동작이 복잡하다.

• 이중 릴 카트리지: 테이프가 두 개의 릴에 감겨 있는 형태이다. LTO, QIC 등이 이 방식을 사용한다.

3. 3. 가격대

4. 기술적 특징

테이프 드라이브는 자기 테이프를 사용하여 데이터를 저장하는 장치이다. 1950년대 메인프레임 컴퓨터에서 데이터 저장을 위해 처음 사용되었으며, 초기에는 1MB 미만의 용량을 가졌다. 현재는 카트리지당 20테라바이트 이상의 압축되지 않은 데이터를 저장할 수 있다.

초기 컴퓨터 시스템에서 자기 테이프는 주요 저장 매체로 사용되었는데, 드라이브는 비쌌지만 테이프는 저렴했기 때문이다. 일부 컴퓨터 시스템은 DECtape와 같이 테이프 드라이브에서 운영 체제를 실행하기도 했다. DECtape는 다른 블록을 건드리지 않고 다시 쓸 수 있는 고정 크기 인덱스 블록을 가지고 있어 느린 디스크 드라이브처럼 사용할 수 있었다.

데이터 테이프 드라이브는 다단계 순방향 오류 정정, 슁글링, 선형 사행 레이아웃과 같은 고급 데이터 무결성 기술을 사용하여 데이터를 테이프에 기록한다. SCSI, 파이버 채널, SATA, USB, FireWire, FICON 등 다양한 인터페이스를 통해 컴퓨터에 연결할 수 있으며, 자동 로더 및 테이프 라이브러리와 함께 사용하여 저장 용량을 늘릴 수 있다.

홈 컴퓨팅 초기에는 플로피 디스크와 하드 디스크 드라이브가 매우 비쌌기 때문에, 많은 컴퓨터가 오디오 테이프 레코더를 통해 데이터를 저장하는 인터페이스를 가지고 있었다. 주로 컴팩트 카세트를 사용했으며, DECtape나 가정용 ZX 마이크로드라이브, Rotronics Wafadrive와 같은 전용 테이프 드라이브도 저렴한 데이터 저장을 위해 사용되었다. 그러나 디스크 드라이브 가격이 하락하면서 이러한 방식은 점차 사라졌다.

테이프 드라이브는 자기 헤드, 테이프 반송 기계 부품, 제어 전자 회로로 구성된다. 자기 헤드는 텐션을 제어하며 테이프를 반송하고, 테이프와 접촉하여 기록 및 재생을 수행한다. 호스트 컴퓨터와의 통신 인터페이스(SAS, 파이버 채널 등)와 캐시 메모리를 탑재하며, 데이터 오류 정정 및 암호화 기능을 갖춘 경우도 있다. 이러한 요소 기술의 혁신으로 기록 밀도 및 전송 속도가 지속적으로 증가하고 있다.

순차 액세스 방식이므로 백업이나 아카이브에 적합하며, 드라이브 단독으로 사용하거나 데이터 카트리지를 자동 교체하는 테이프 라이브러리에 탑재하여 대용량 데이터를 처리할 수 있다. 자기 테이프 데이터 카트리지를 기록 매체로 사용하고 테이프 드라이브를 이용하여 데이터를 보관하는 장치 및 시스템을 "테이프 스토리지"라고 한다.^[22]

4. 1. 데이터 압축

4. 2. 슈샤이닝 (Shoeshining)

4. 3. 인터페이스

5. 장단점

HDD나 플래시 메모리와 비교하여 테이프 드라이브는 다음과 같은 특징을 가진다.^[23]

• 장점
• 순차적 접근 성능이 높다.
• 미디어가 저렴하여 용량 당 단가가 낮다.
• 광학 미디어(CD 등)처럼 휴대성이 좋아 백업 데이터를 원격지로 전송하기 쉽다.
• 드라이브가 손상되어도 미디어가 무사하면 데이터를 복구할 수 있다.
• 단점
• 임의 접근 성능이 낮다.
• 드라이브가 비교적 고가이며, 특히 데이터 용량이 작은 경우 초기 비용이 높아진다.
• 정기적인 유지 보수가 필요하다(헤드 클리닝 테이프 사용 등).

5. 1. 장점

• 높은 저장 용량: 테이프 드라이브는 다른 저장 장치에 비해 훨씬 더 큰 용량의 데이터를 저장할 수 있다. 2018년 기준으로 카트리지 하나당 20테라바이트 이상의 압축되지 않은 데이터를 저장할 수 있게 되었다.^[2]
• 저렴한 비용: 테라바이트(TB)당 저장 비용이 다른 저장 장치에 비해 매우 저렴하다. 초기 컴퓨터 시스템에서 자기 테이프가 주요 저장 매체로 사용된 이유 중 하나는 드라이브는 비쌌지만 테이프는 저렴했기 때문이다.
• 장기 보관 용이: 테이프는 수십 년 이상 데이터를 안전하게 보관할 수 있어 아카이브 용도로 적합하다.
• 휴대성: 테이프 카트리지는 작고 가벼워 이동 및 보관이 용이하다. 4트랙 카트리지와 컴팩트 카세트와 같이 카세트나 카트리지 형태는 깨지기 쉬운 테이프를 쉽게 취급할 수 있게 하여 편리성과 견고성을 제공한다.
• 보안성: 테이프는 오프라인 상태로 보관되므로 랜섬웨어 등 사이버 공격으로부터 데이터를 안전하게 보호할 수 있다.

• 순차적 접근 성능이 높다.
• 미디어가 저렴하여 용량 당 단가가 낮다.
• 광학 미디어(CD 등)처럼 휴대성이 좋아 백업 데이터를 원격지로 전송하기 쉽다.
• 드라이브가 손상되어도 미디어가 무사하면 데이터를 복구할 수 있다.

5. 2. 단점

• 임의 접근 성능이 낮다.
• 드라이브가 비교적 고가이며, 특히 데이터 용량이 작은 경우 초기 비용이 높아진다.
• 정기적인 유지 보수가 필요하다(헤드 클리닝 테이프 사용 등).^[23]

6. 활용

초창기 컴퓨터 시스템에서 자기 테이프는 주요 저장 매체로 사용되었는데, 드라이브는 비쌌지만 테이프는 저렴했기 때문이다. 일부 컴퓨터 시스템은 DECtape와 같은 테이프 드라이브에서 운영 체제를 실행하기도 했다. DECtape는 다른 블록을 건드리지 않고 다시 쓸 수 있는 고정 크기 인덱스 블록을 가지고 있었기 때문에 느린 디스크 드라이브처럼 사용할 수 있었다.

데이터 테이프 드라이브는 데이터를 테이프에 기록하기 위해 다단계 순방향 오류 정정, 슁글링, 선형 사행 레이아웃과 같은 고급 데이터 무결성 기술을 사용할 수 있다.

테이프 드라이브는 SCSI, 파이버 채널, SATA, USB, FireWire, FICON 또는 기타 인터페이스를 사용하여 컴퓨터에 연결할 수 있다. 또한 자동 로더 및 테이프 라이브러리와 함께 사용되어 여러 테이프를 자동으로 로드, 언로드 및 저장함으로써 수동 개입 없이 저장할 수 있는 데이터 양을 늘릴 수 있다.

홈 컴퓨팅 초창기에는 플로피 디스크와 하드 디스크 드라이브가 매우 비쌌다. 많은 컴퓨터가 오디오 테이프 레코더를 통해 데이터를 저장하는 인터페이스를 가지고 있었으며, 일반적으로 컴팩트 카세트를 사용했다. 전문적인 DECtape와 가정용 ZX 마이크로드라이브 및 Rotronics Wafadrive와 같은 간단한 전용 테이프 드라이브도 저렴한 데이터 저장을 위해 설계되었다. 그러나 디스크 드라이브 가격이 하락하면서 이러한 대안은 구식이 되었다.

6. 1. 백업

6. 2. 아카이브

6. 3. 재해 복구

6. 4. 빅데이터 저장

7. 관련 기술

테이프 드라이브는 자체로도 이용 가능하지만, 특히 용량이 클 경우 사람이 직접 테이프 미디어를 넣고 빼는 것은 번거롭고 데이터 복구에도 시간이 오래 걸린다. 잘못된 데이터 카트리지를 넣어 덮어쓰는 위험도 있다. 이러한 이유로 테이프 라이브러리에 드라이브를 탑재하여 테이프 교체를 자동화하여 사용하기도 한다.^[25]

8. 관련 명령어 (Linux)

• mt, mtx - 블록 헤드 이동 등의 조작을 수행한다.^[26]
• tar - 테이프에 블록 단위로 데이터를 기록한다. Tape ARchive의 약자이다.^[26]
• dd - 파티션 이미지를 테이프에 기록한다.^[26]
• dump, restore - 파일 시스템 이미지의 아카이브를 생성한다.^[26]

참조

_[1] 웹사이트 Mainframe tape lock-in ended http://news.techworl[...] 2005-03-02
_[2] 웹사이트 1401Restoration-CHM http://www.ed-thelen[...] 2012-01-31
_[3] 간행물 Innovations in the Design of Magnetic Tape Subsystems http://www.research.[...] 2023-04-19
_[4] 웹사이트 Another summary of 1/4" tape systems http://www.sunmanage[...] Sun Managers Mailing List 1990-04-30
_[5] 웹사이트 IBM Archives: Fifty years of storage innovation http://www-03.ibm.co[...] 03.ibm.com 2012-01-31
_[6] 웹사이트 Capstanless magnetic tape drive with electronic equivalent to length of tape - Cipher Data Products, Inc http://www.freepaten[...] Freepatentsonline.com 2012-01-31
_[7] 웹사이트 Operation and Maintenance Instructions for Model F880 Tape Transport http://www.aceware.i[...] 2012-01-31
_[8] 웹사이트 IBM 3480 magnetic tape subsystem http://www-03.ibm.co[...] 03.ibm.com 2013-04-19
_[9] 웹사이트 DECsystem 5100 Maintenance Guide http://sup.xenya.si/[...] 2012-01-31
_[10] 웹사이트 3480 & 3490 tape backup migration http://www.aldownloa[...] advanced downloading ltd 2013-04-19
_[11] 웹사이트 Tape http://alumnus.calte[...] Alumnus.caltech.edu 2012-01-31
_[12] 웹사이트 Hard-disk-drive technology flat heads for linear tape recording http://www.research.[...] 2012-01-31
_[13] 웹사이트 Archived copy http://maben.homeip.[...] 2007-03-19
_[14] 웹사이트 Data retrieval - Hewlett-Packard Development Company, L.P http://www.freepaten[...] Freepatentsonline.com 2012-01-31
_[15] 웹사이트 Tape Wars: Is The End Near? - tape drives - Industry Trend or Event - page 2 | Computer Technology Review http://findarticles.[...] Findarticles.com 2012-01-31
_[16] 웹사이트 STK Tape Drive Products and Technology http://www.thic.org/[...] 2012-01-31
_[17] 웹사이트 FujiFilm Barium-Ferrite Magnetic Tape Establishes World Record in Data Density: 29.5 Billion Bits per Square Inch http://www.fujifilmu[...] Fujifilm 2011-07-13
_[18] 뉴스 A 70 TB tape cartridge: too much, too late? http://www.zdnet.com[...] 2011-07-13
_[19] 웹사이트 Sony develops magnetic tape technology with the world's highest*1 areal recording density of 148 Gb/in2 http://www.sony.net/[...] Sony Global 2014-05-04
_[20] 뉴스 Sony's 185TB data tape puts your hard drive to shame https://www.engadget[...] Engadget 2014-05-04
_[21] 뉴스 Hybrid clouds will rely on magnetic tape for decades to come https://www.ibm.com/[...]
_[22] 뉴스 富士フイルム、「最大30テラ」のデータを記録できるテープストレージ発売 https://www.itmedia.[...] 2019-09-03
_[23] 웹사이트 システム・バックアップを基礎の基礎から：Linux管理者への道（5）（1/3 ページ） - ＠IT https://atmarkit.itm[...] 2023-09-04
_[24] 웹사이트 ストレージ ストレージ技術解説 バックアップとは : 富士通 https://www.fujitsu.[...] 2023-09-04
_[25] 웹사이트 バックアップに用いるストレージの組み合わせ［前編］バックアップとテープストレージの基礎：テクノロジーコラム：日立アドバンストサーバHA8500/9000Vシリーズ http://www.hitachi.c[...] 2023-09-04
_[26] 웹사이트 システム・バックアップを基礎の基礎から：Linux管理者への道（5）（2/3 ページ） - ＠IT https://atmarkit.itm[...] 2023-09-04