Linear Tape-Open

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LTO-2 のカードリッジの蓋を取り除いたもの。
右上部: テープアクセスゲート
左下部: 書き込み禁止を行うレバー
右下部: カードリッジのメモリチップ

Linear Tape-Open(リニア テープ オープン、略称:LTO)は、コンピュータ用の磁気テープ技術。一社独占的なDLTAITに代わるオープン規格として開発された。この技術はシーゲイト・テクノロジーヒューレット・パッカードIBMの3社によって開発、策定された。LTO技術の標準規格は Ultrium と呼ばれている。

現在、LTOのテープドライブやメディアのライセンスを受けているメーカは、以下の各社である。

IBMヒューレット・パッカードクァンタム日立マクセルTandberg StorageTDKImationEMTEC富士フイルムソニー

起源[編集]

1990年代後半、クアンタムDLTソニーAITは、PCサーバUNIXシステムの大容量高速テープ記憶装置として主要な位置を占めていた。反面、それらの技術は権利関係の制限が厳しく、ベンダによる商品化の足かせとなっていた。そこで、IBMHPSeagateの3社は、よりオープンな仕様を策定することで、これらに対抗しようと目論み、IBMツーソン研究所(: IBM Tucson Lab.)がこの20年間行ってきた業績を拡張して、LTOを規格化した。

フォームファクタ[編集]

LTOにはUltriumとAccelisという2つのフォームファクタがある。

  • Accelis - 8mmテープ、2リールカートリッジ、高速アクセス重視、SonyのAITに良く似ている。
  • Ultrium - 1/2インチ (12.65mm) テープ、1リールカートリッジ、大容量重視、QuantumのDLTとIBM 3590英語版 Magstarに良く似ている。

2006年現在、LTO Ultriumの製品ばかりで、市販のLTO Accelisドライブやメディアは存在しない。一般的に、LTOはUltriumフォームファクターだけが脚光を浴びている。

Accelis[編集]

Accelisは、データへの高速アクセス、特にテープの中間地点にアクセスする時間を最小限にするために2リールカートリッジを使って1997年に開発された。IBMの(短命に終わった)IBM Magstar MP 3570英語版がこのコンセプトの先鞭となった。実際のパフォーマンスはUltriumテープフォーマットより悪かったので、Accelisの需要は無かった。ソニーでさえ、AIT技術の改良型であるSAITを製造することで、1リール、1/2インチフォームファクタの評判を受け入れた。

Ultrium[編集]

LTO Ultriumテープとドライブ

1/2インチ磁気テープは50年以上データ記憶装置として利用され続けてきた。1980年代半ば以来、IBMとDECはこの種のテープを1リールの密閉型カートリッジに入れている。IBMはそれらのカートリッジを3480と呼んでいる。DECのDLTはQuantumに売却された。IBMの3480の技術は、その後も進化を続けている。LTO Ultriumは、事実上DLTを置き換えるために開発された。このことでライブラリの製造供給元がDLTライブラリをLTOライブラリに容易に変更できる。

Ultriumカートリッジの外形寸法は 102.0 × 105.4 × 21.5 (mm) である。

  • Ultriumドライブは、その世代のカートリッジから少なくとも2世代前のカートリッジまでを読み出せることを規格として求めている。
  • 同様に、その世代のカートリッジとその直前の世代のカートリッジに書き込めることも求めている。

世代[編集]

世代 LTO-1 LTO-2 LTO-3 LTO-4 LTO-5 LTO-6 LTO-7 LTO-8 LTO-9 LTO-10
発売日 2000 2002 2005 2007 2010 2012 未定 未定 未定 未定
容量 非圧縮時 100 GB 200 GB 400 GB 800 GB 1.5 TB 2.5 TB 6.4 TB 12.8 TB 26.08 TB 48 TB
圧縮時 200 GB 400 GB 800 GB 1.6 TB 3.0 TB 6.25 TB 16 TB 32 TB 65.2 TB 120 TB
速度
(MB/s)
非圧縮時 20 40 80 120 140 160 315 472 708 1,100
圧縮時 40 80 160 240 280 400 788 1,180 1,770 2,750
WORM 不可
暗号化 不可
パーティション分割 不可
テープの厚さ 8.9 μm 8.9 μm 8 μm 6.6 μm 6.4 μm 6.4 μm
テープの長さ 609 m 609 m 680 m 820 m 846 m 846 m
テープのトラック数 384 512 704 896 1,280 2,176
書き込み端子数 8 16
バンドあたりのラップ数 12 16 11 14 20 34
記録密度 (bits/mm) 4,880 7,398 9,638 13,250 15,142 15,143
コード化 RLL 1,7 RLL 0,13/11;
PRML
RLL 32/33;
PRML
RLL 32/33;
NPML
読み出し LTO-1 LTO-1
LTO-2
LTO-1
LTO-2
LTO-3
LTO-2
LTO-3
LTO-4
LTO-3
LTO-4
LTO-5
LTO-4
LTO-5
LTO-6
書き込み LTO-1 LTO-1
LTO-2
LTO-2
LTO-3
LTO-3
LTO-4
LTO-4
LTO-5
LTO-5
LTO-6

LTO-1[編集]

  • 当初は、10 GB、30 GB、50 GB、100 GBという4種の容量のテープが予定されていた
  • AITと同じデータ圧縮手法が用いられる
  • コード化手法はRLL 1,7
  • LTO-2やLTO-3に比べ、記録密度は低い

LTO-1 (Ultrium-1) テープフォーマットは、将来への拡張を見据えながらも、迅速に開発、販売できるようにデザインされていた。そのためにLTO-1は難度の低い技術を用いて作られていた。

LTO-2[編集]

  • 容量と転送レートが2倍に (200 GB, 40 MB/s)
  • コード化の方式をPRMLに変更

LTO-3[編集]

  • 容量と転送レートが更に倍に
  • WORM機能を導入
  • 書き込み端子数が2倍に

最高転送レート (80 MB/s) では、LTO-3ドライブはたいていのハードディスクの読み出し速度より速く書き込むことができる。最低転送レート (30-40 MB/s) でも、多くのハードディスクより速い。

LTO-4[編集]

  • 2007年1月11日に規格がリリースされた
  • 2007年4月11日にIBMとHPのドライブが認定試験をパスし、翌日出荷された
  • 容量が更に倍になり、800 GBに
  • 転送レートが1.5倍になり、120 MB/sに
  • ドライブに暗号化機能 (256-bit AES-GCM) が追加

LTO-5[編集]

  • 2010年1月19日に規格がリリースされた
  • 2010年第2四半期に出荷された
  • 容量が更に倍になり、1.5 TBに
  • 転送レートは最大140 MB/sに
  • デュアルパーティショニングをサポート。各社共通のファイルシステムLinear Tape File System (LTFS) をサポート。USBドライブやメモリースティックのように、複数のOS環境で共通のファイルシステムを扱える。

注釈[編集]

  • 上記の容量と転送レートは、いずれも非圧縮データに対するものである。たいていの製造メーカーは、営業資料に圧縮後の容量を表示している。データは圧縮後に半分の大きさになるとして、実際の容量の2倍の値が、よく容量の表記に用いられる。
  • データ容量とデータ転送レートで用いられる単位は「十進」のSI接頭辞(例:メガ = 106)であり、2進接頭辞(例:メガ = 220ではない
  • 読み出し/書き込みの最低/最高速度はドライブにも依存する。
  • テープの速度は、最低速度と最高速度の間であれば、ホスト側のデータの速度に調整される。

技術的な特徴[編集]

LTO-CM[編集]

全てのLTOカートリッジは、カートリッジメモリチップを内蔵している。32バイトのメモリブロック128個からなり、4096バイトの容量を持つ。非接触型RFインターフェース経由で、一度に1ブロックの読み出し/書き込みを行うことができる。このメモリはカートリッジの種類や世代の識別に利用される。全てのLTOドライブは、CMを読み出すことができる。テープライブラリに内蔵用や手持ちサイズの、外付けのCM読み出し機もある。20 mm以内の距離であれば、読み出し/書き込みを行うことができる。

LTO-DC[編集]

LTO規格には、データ圧縮方法LTO-DCについての記載がある。これは、ソニーがAIT-3規格に載せたのと同じものである。それはLZSの一種であるALDCと呼ばれるアルゴリズムを使用している。その上、LTO-DCは圧縮の効かないデータ(つまり、すでに圧縮されているデータやランダム度が高く圧縮アルゴリズムを適用しても小さくならないデータ)には圧縮しないようにデザインされている。LZSはHi/Fnが持つ特許で保護されたアルゴリズムである。カルガリーコーパスは、テキスト圧縮アルゴリズムの比較に広く使われるテキスト及びバイナリデータである。

カルガリーコーパスによる種々の圧縮結果比較[編集]

圧縮アルゴリズム 圧縮後のサイズ 圧縮率
なし 3251493 1
lzop 1592692 2.0415
AIT-3 1558353 2.0864
LTO-2 1558353 2.0864
ncompress -b13 1510478 2.1526
DLT 1479577 2.1975
ncompress 1367363 2.3779
gzip -6 1068037 3.0443
bzip2 -9 890079 3.6530

通常、コンピュータに保存されるデータの中で、プレインテキスト、原画像、データベースファイル(TXT、ASCII、BMP、DBF等)の圧縮率は高い。一方、暗号化されたデータやすでに圧縮されたデータ(PGP、ZIP、JPEG、MPEG、MP3等)に対して圧縮を試みると、サイズは増加する。LTOテープドライブでは圧縮が効かないデータを検出することにより、この膨張を抑制する。

位置決め時間[編集]

最大巻き戻し時間は98秒である。後方の強制書き込みによって、巻き戻しにこれより長い時間がかかることもある。テープの全容量まで書き込んだ場合は、テープの発端で書き終わるので、巻き戻しに時間はかからない。テープの平均シーク時間/ファイルマーク検索時間は75秒である。

信頼性[編集]

テープには、強力なエラー訂正アルゴリズムが組み込まれている。1トラック、又はテープメディアの32 mm以下のデータを失った場合でも、データを復元することができる。

テープの耐久性[編集]

推定

  • 百万パス(注:テープの全容量分書き込むためには数十パスが必要)
  • 30年
  • 20000回ロード/アンロード

テープレイアウト[編集]

LTO Ultriumテープには5本のサーボバンドに挟まれた4本のデータバンドが配置されている。データバンドはテープの全域で 3、1、0、2 と番号が付けられていて、番号順に一つ一つデータが埋められていく。ヘッドは書き込み中または読み出し中のデータバンドの縁となる2本のサーボバンドにまたがる。

データトラックはラップとも呼ばれ、前進/後進パスに書かれている。1本のデータバンドには、10本前後のラップがある。ヘッドの全ての書き込み端子は、データバンド上でテープの先頭から末尾に向かい、同時に書き込む。これが、1本の前進パスとなる。テープの末尾では、次に後進パスへ書き込むために、ヘッドは書き込み端子の位置を、同じデータバンド内の新しいトラックに調整するために移動する。同じ方向に同じ書き込み端子で書かれた全てのトラックはそれぞれ群をなす。結果として各データバンドにヘビが蜷局を巻いたようなパターンが1つずつできる。サーボバンドは、データバンド内でヘッドの位置を精密に調整するために利用される。

テープのブロック構造は論理的なので、ブロック間の間隔、ファイルマーク、テープマークなどはそれぞれたかだか数バイトしか必要ない。テープにデータを埋めつくすのに必要なパスの数を決定するためには、総トラック数を書き込み端子の数で割れば良い。例えば、LTO-2テープは64パス必要となる。

WORM[編集]

LTO-3の新機能として、WORM機能が挙げられる。これは通常法律で定められた記録の保持にのみ役立つ。LTO-3ドライブはWORMカートリッジ上のデータを読み出すことはできるが、消去したり上書きすることができない。LTO-3 WORMカートリッジは、LTO-CMがWORMであることを示していることを除けば、普通のLTO-3カートリッジと同一である。WORMカートリッジ内のテープメディアについては違いはない。一般的に、WORMカートリッジの色は普通のカートリッジと異なる。

使用上の注意[編集]

クリーニング[編集]

標準のクリーニングカートリッジはヘッドを研磨するので、頻繁な使用はドライブの寿命を縮める。HP LTOドライブのクリーニング方針は変わっている。クリーニングカートリッジがロードされても、ドライブがクリーニングの必要がないと判断したときには、クリーニングは行われない。クリーニング作業を担当する内部機構がある。

消去[編集]

テープ上のサーボトラックは、磁気によって書き込まれている。バルク消磁器を使うと(または、他の強力な磁場にカートリッジをさらすと)、そのカートリッジは以後使用不能になる。

カートリッジの色[編集]

LTO Ultriumカートリッジの色は、いくらか標準化されている。HPは注目すべき例外である。

製造メーカ 種類 製品番号 メモ
FujiFilm UCC 26200014
HP UCC オレンジ C7978A
IBM UCC 35L2806
Maxell UCC 灰色 183804
Quantum UCC MR-LUCQN-01
Sony UCC LTXCLWW
Tandberg UCC 灰色 0043 2631
TDK UCC 灰色 D2404-CC
EMTEC / RPS LTO-1 547247
FujiFilm LTO-1 26200010
HP LTO-1 C7971A
IBM LTO-1 08L9120
Imation LTO-1 51122-41089
Maxell LTO-1 183800
Quantum LTO-1 MR-L1MQN-01
Sony LTO-1 LTX100G
StorageTek LTO-1 MEDLTO1-003 色とバーコードの組み合わせたラベルが付いている
Tandberg LTO-1 0043 2630-1
TDK LTO-1 D2404 100
EMTEC / RPS LTO-2 547249
FujiFilm LTO-2 26220001
HP LTO-2 臙脂 C7972A
IBM LTO-2 08L9870
Imation LTO-2 51122-16598
Maxell LTO-2 183850
Quantum LTO-2 MR-L2MQN-01
Sony LTO-2 LTX200G
StorageTek LTO-2 MEDLTO2-008 色とバーコードの組み合わせたラベルが付いている
Tandberg LTO-2 0043 2744
TDK LTO-2 D2405 200
FujiFilm LTO-3 青灰色 26230010
HP LTO-3 C7973A
IBM LTO-3 青灰色 24R1922
Imation LTO-3 青灰色 51122-17532
Maxell LTO-3 青灰色 183900
Quantum LTO-3 MR-L3MQN-01
Sony LTO-3 灰色 LTX200G
StorageTek LTO-3 MEDLTO3-004 色とバーコードの組み合わせたラベルが付いている
Tandberg LTO-3 青灰色 0043 3216
TDK LTO-3 青灰色 D2406 400
FujiFilm LTO-3 WORM 青灰色 / プラチナ色 26230014
HP LTO-3 WORM 黄 & 灰色 C7973W
IBM LTO-3 WORM 青灰色 & プラチナ色 96P1203
Maxell LTO-3 WORM 青灰色/灰色 183950
Quantum LTO-3 WORM 青/灰色 MR-L3MQN-02
Sony LTO-3 WORM LTX300W
TDK LTO-3 WORM 青灰色 & 薄い灰色 D2406W 400
HP LTO-4 青緑色 C7974A
Sony LTO-4 青緑色 LTX800G
TDK LTO-4 青緑色 D2407-LTO4
HP LTO-4 WORM 青緑色 & 薄い灰色 C7974W
Sony LTO-4 WORM LTX800W
TDK LTO-4 WORM 青緑色 & 薄い灰色 D2407W-LTO4
  • UCC (Universal Cleaning Cartridge) とは、2011年6月現在LTO-5世代までのドライブで使えるクリーニングカートリッジのこと。
  • 製造メーカによって、同じ色に異なる名前を使うことがある。上記のテーブルの名前は製造メーカの資料による。
  • WORMカートリッジはツートンカラーになっている。上半分は同じ世代の普通のカートッジと同じ色、下半分は薄い灰色。

販売台数[編集]

ドライブ メディア
2002 175,000
2003 262,000
2004 354,000
2005 461,000
  • 2000年9月に最初の製品が市販されて以来、2003年7月に35万台のドライブと1000万本のテープカートリッジが販売されたことが発表された。
  • 2005年にドライブの累計台数は100万台を越え、3000万本以上のテープカートリッジが出荷された。
  • 売り上げは、別の優れた規格 (SDLT, SAIT) を圧倒している。
  • IBMのメディアは富士フイルムのOEMである。