Linear Tape-Open

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』
移動先: 案内検索
LTO Ultriumテープとドライブ
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: カート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、シーゲイト・テクノロジーヒューレット・パッカード(現:ヒューレット・パッカード・エンタープライズ)、IBMの3社によって開発、策定された。LTO技術の標準のフォームファクターはUltrium と呼ばれており、主にバックアップやアーカイブ用途としてコンピューターシステムで利用されている。 2000年に発売された第1世代(LTO-1)の容量は100GBであったが、2017年に発売された最新世代のLTO-8は12TBの容量を同じカートリッジサイズで実現している。

起源[編集]

LTO ロゴ

1990年代後半、クアンタムDLTソニーAITPC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ツーソン研究所が20年間蓄積した業績を拡張してLTOを規格化した。2017年現在はIBMクアンタムHPのTechnology Provider Companies(TPCs)が開発、ライセンス管理及びメディアの認証を主導している。

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。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。

Accelis[編集]

8mmテープ幅、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。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。Accelisと似たAITを販売していたソニーでさえ、その改良型であるSAITでは1リール、1/2インチフォームファクタを採用した。

Ultrium[編集]

LTO Ultrium ロゴ

1/2インチ(12.65 mm)テープ幅、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。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が、Ultriumは事実上DLTを置き換えるために開発された。カートリッジの外形寸法は 102.0 × 105.4 × 21.5 (mm) である。過去のテープ資産を有効に活用できるようにするため後方互換性を規格として求めており、その世代から少なくとも2世代前のカートリッジまでを読み出せること、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が可能である。

カートリッジ[編集]

LTOコンソーシアムからこれまでメディア認証を受けた企業は、EMTECイメーション富士フイルムマクセルTDK及びソニーである。EMTECは2003年にイメーションに買収された。TDKは2013年にテープ事業から撤退する事を発表した[1]。2017年現在、最新世代のLTO-7の認証を受けた企業は富士フイルムソニーである[2]。全世代のドライブで利用可能なクリーニングカートリッジ(Universal Cleaning Cartridges、略称UCC)もある。カートリッジの外観色はHPを除き各社統一である。詳細は#カートリッジの色

機械装置[編集]

磁気テープに記録再生を行うテープドライブとドライブへのカートリッジ入れ替えを自動化するテープライブラリが主な機械装置である。テープドライブのフォームファクターはFull-Height(高さ約8.3 cm)とHalf-Height(高さ約4.1mm)の2種類がある。

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 2015 2017 未定 未定
容量 非圧縮時 100 GB 200 GB 400 GB 800 GB 1.5 TB 2.5 TB 6.0 TB 12 TB 26.08 TB 48 TB
圧縮時 200 GB 400 GB 800 GB 1.6 TB 3.0 TB 6.25 TB 15 TB 30 TB 62.5 TB 120 TB
速度
(MB/s)
非圧縮時 20 40 80 120 140 160 300 360 708 1,100
圧縮時 40 80 160 240 280 400 750 750 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 5.6 μm
テープの長さ 609 m 609 m 680 m 820 m 846 m 846 m 960 m
テープのトラック数 384 512 704 896 1,280 2,176 3,584
書き込み端子数 8 16 32
バンドあたりのラップ数 12 16 11 14 20 34 28
記録密度 (bits/mm) 4,880 7,398 9,638 13,250 15,142 15,142
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
LTO-5
LTO-6
LTO-7
LTO-8

LTO-7

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-6
LTO-7
LTO-8

LTO-7

LTO-1[編集]

LTO-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。そのために難度の低い技術を用いて作られていた。

  • 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-2[編集]

  • 容量と転送レートが2倍に (200 GB, 40 MB/s)
  • 信号処理方式を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

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とファイルシステムLinear Tape File System (LTFS) をサポート。

LTO-6[編集]

  • 2012年12月にリリースされた
  • 容量が2.5 TBに
  • 転送レートは最大160 MB/sに

LTO-7[編集]

LTO-8[編集]

  • 2017年10月にドライブのリリースが発表された [3]
  • 容量が12.0 TBに
  • 転送レートは最大360 MB/sに

注釈[編集]

  • 上記の容量と転送速度は何れも非圧縮データに対するものであるが、ドライブはデータ圧縮機能を実装しているため、書き込むデータの圧縮率によってはあたかも上記の容量以上のデータが書き込めるように見える。製造メーカーの多くはこの圧縮後の容量を表示している。データは圧縮後に1/2の大きさになるとして、LTO1~5の場合実際の容量の2倍の値が、LTO6,7では2.5倍の容量がしばしば表記に用いられる。(LTO1~5 圧縮比2:1(ALDC)、LTO6,7 圧縮比2.5:1(LTO-DC))
  • データ容量とデータ転送速度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。
  • テープの読み書き速度は、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]

カートリッジメモリ[編集]

LTO カートリッジメモリ

全てのLTOカートリッジはカートリッジメモリ(CM)チップを内蔵している。LTO1~3では、32バイトのメモリブロック128個からなる容量4kバイト。LTO4~5では8KB、LTO6,7では16KBである。非接触型RFインターフェース経由で一度に1ブロックの情報を記録・再生できる。 LTOドライブはこの機能を標準で備えている。 CM情報はカートリッジの種類や世代の識別テープのヘルスチェックなどに利用される。例えば、ドライブで記録・再生を実施した後は、その時のリトライ回数がCMに記録される。 LTOではテープ上の欠陥/オフトラック/付着物などの理由で記録・再生に失敗した場合、リトライを実施する。 テープが正常な場合リトライ回数は十分低い。 テープにトラブルが生じた場合、これら値が100から1000のオーダーになる場合がある。 すなわち、テープのおよその健康状態を推定する事も可能である[4]。手持ちサイズの外付けのCM読み出し機もある。[5]

バーコードラベル[編集]

LTO-6のバーコードラベルの例

大規模なシステムの場合、LTOはテープライブラリと併せて利用される事が多い。カートリッジにバーコードラベルを貼り付けることで、バーコードリーダーを備えたテープライブリはテープがどのスロットに格納されているか、その位置を把握する事が出来る。通常バーコードは8桁の英数で構成され、先頭の6桁はユーザーが任意に定義してよく、最後の二桁は以下の通りカートリッジの世代を示す:L1、 L2、 L3、 L4、 L5、 L6、 L7、 LT、 LU、 LV、 LW、もしくはLX[6]

圧縮[編集]

LTOはドライブに圧縮機能が実装されている。データ圧縮方法はLTO-DCと呼ばれる。これは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。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。以下はカルガリーコーパスによる種々の圧縮結果の比較である。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。

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

位置決め時間[編集]

LTO7の最大巻き戻し時間は108秒である。[7] 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。LTO7のテープの平均シーク時間は56秒である。

信頼性[編集]

エラー訂正技術[編集]

LTOに限らずストレージデバイスには一般にエラー訂正アルゴリズムが組み込まれており、LTOはリード・ソロモン符号の2重エラー訂正を実装している。LTOはユーザーデータをトラック方向(横方向)およびクロストラック方向(縦方向)に数十から数百バイト並べて2次元的なマトリックスを生成し、その横一列のデータから計算したC1パリティと、縦一列 から計算したC2パリティの2種類をユーザーデータに併せてテープに記録する。この内複数個のデータが読み取り出来なくても、同じ列の読み取り可能なデータから計算することで、読み取れなかったデータを算出(再生)することができる[8]。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。

Read-While-Write[編集]

LTOは書き込みヘッドの後方(テープ走行方向に対して下流側)に読み取りヘッドが配置されているため、ドライブは記録したデータが正しく読み出せるかをリアルタイムに験算し、必要であればデータをテープの別な物理位置に書き直し(Rewrite)することができる。これはRead-While-Writeと呼ばれる機能であり、転送速度を犠牲にすることなく高いデータ信頼性を実現する技術である(HDDや光ディスクではリアルタイムなデータ検証が不可能であり、当該機能を実現しようとした場合、実効的な書き込み速度が半分になる)。Rewriteはエラーが無くなるまで繰り返される[9]

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約40から140パス程度が必要)
  • 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ある[10]。データバンドは3、1、0、2 とテープ上側から番号が付けられていて番号順にデータが埋められていく。更に1つのデータバンドに着目した場合、その領域は数十本のラップに分割される。例えば、新品のテープに書き込む場合ヘッドはデータバンド"0"のラップ"0"に位置決めされる。ここからテープが走行しヘッドの全ての書き込み端子が同時に書き込みを行う。テープの末尾に到達するとヘッドはデータバンドは変えずに次のラップへ直角に移動し、テープを先ほどと反対方向に走行させながら書き込みを行う。最終ラップへの書き込みが終わると、ヘッドは次のデータバンドへ直角に移動する。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できる。テープにデータを埋めつくすのに必要なパスの数を求めるには、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からWORM (Write Once Read Many)機能が搭載された。WORMカートリッジは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。法令が要求する監査証跡のため等に有効である。なお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カートリッジと同一である。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。一般にWORMカートリッジの色は普通のカートリッジと異なる。

暗号化[編集]

LTO4から暗号化機能が追加された。 LTOドライブはテープに記録する前(圧縮後)にデータを暗号化する。 万が一カートリッジを紛失してもテープに記録されたデータは読み出せず、情報の漏洩を防止することができる。暗号鍵の管理方法はテープライブラリ[11]KMIP英語: Key Management Interoperability Protocol[12]がある。LTO4で使われる暗号化アルゴリズムはAES-GCMである。データ改竄の検出が可能である。

パーティショニング[編集]

LTO-5からパーティショニングが可能になった。 LTO-5は2分割に、LTO-6,7以降は4分割まで対応している。

LTFS[編集]

LTO-5からサポートされたテープフォーマット/ファイルシステム。 メタデータとファイルをテープ上の別パーティションに記録する事で、テープ中のファイルがあたかもディレクトリ構造を有しているように、ユーザー/アプリケーション側から見える。 テープメディアを一般的なディスク媒体もしくはリムーバブルメディア(USBメモリ, 外付けHDD等)と同様に扱うことが出来るようになる。

使用上の注意[編集]

クリーニング[編集]

IBM LTO-2 FHドライブのクリーニングブラシ。カートリッジをロード・アンロードする段階でヘッドをスワイプする

ドライブ[編集]

テープデバイスはメディアとヘッドが接触した状態で記録再生を行うので、長時間の利用はヘッドの汚れを引き起こし予期せぬリードライトエラーに繋がる場合もある。Ultriumではヘッドをクリーニングするためのクリーニング・カートリッジが各社から販売されており、ユーザーは各自の責任でヘッドをクリーンに保つ必要がある。その一方でこれはヘッドを研磨するので、過度な使用はドライブの寿命を縮める事に注意しなくてはならない。LTOドライブはクリーニングが必要になった場合、LEDディスプレイに表示される [13]。HP LTOドライブのクリーニング方針は他社と異なり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ない。

カートリッジ[編集]

テープメディアに付着したデブリを予めクリーニングして販売しているベンダーもある[14]

消去[編集]

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。これはテープ上に予め磁気的に記録されたサーボトラックが消去されてしまうためである。

利用・保存環境[編集]

テープの利用・保存環境はベンダーからスペックが提供されており、ユーザーの責任でこれらを遵守する必要がある[15]

販売台数[編集]

ドライブ
2002 175,000
2003 262,000
2004 354,000
2005 461,000
  • 2003年7月に累計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。
  • LTOコンソーシアムは年に一度出荷容量のトレンドをアップデートしている。2016年に出荷された(圧縮)容量の合計は96,000 ペタバイト(PB)を記録した。これは前年の26.1%の増加に相当する。[16]

カートリッジの色[編集]

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 183804
Quantum UCC MR-LUCQN-01
Sony UCC LTXCLWW
Tandberg UCC 0043 2631
TDK UCC 灰もしくは黒 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 26230010
HP LTO-3 C7973A
IBM LTO-3 青灰 24R1922
Imation LTO-3 青灰 51122-17532
Maxell LTO-3 青灰 183900
Quantum LTO-3 MR-L3MQN-01
Sony LTO-3 LTX400G
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 0043 3216
TDK LTO-3 青灰 D2406 400
FujiFilm LTO-3 WORM 青灰 & 灰 26230014
HP LTO-3 WORM 黄 & 灰 C7973W
IBM LTO-3 WORM 青灰 & 灰 96P1203
Maxell LTO-3 WORM 青灰 & 灰 183950
Quantum LTO-3 WORM 青 & 灰 MR-L3MQN-02
Sony LTO-3 WORM LTX400W
TDK LTO-3 WORM 青灰 & 灰 D2406W 400
FujiFilm LTO-4 青緑 26247007
HP LTO-4 黄緑 C7974A
IBM LTO-4 青緑 95P4436
Imation LTO-4 青緑 I26592
Maxell LTO-4 青緑 183906
Quantum LTO-4 青緑 MR-L4MQN-01
Sony LTO-4 青緑 LTX800G
Tandberg LTO-4 青緑 433781
TDK LTO-4 青緑 D2407-LTO4
FujiFilm LTO-4 WORM 青緑 & 灰 15750246
HP LTO-4 WORM 黄緑 & 灰 C7974W
IBM LTO-4 WORM 青緑 & 灰 95P4450
Imation LTO-4 WORM 青緑 & 灰 I26598
Maxell LTO-4 WORM 183907
Quantum LTO-4 WORM MR-L4MQN-02
Sony LTO-4 WORM LTX800W
TDK LTO-4 WORM 青緑 & 灰 D2407W-LTO4
FujiFilm LTO-5 ワインレッド 16008030
HP LTO-5 水色 C7975A
IBM LTO-5 ワインレッド 46X1290
Imation LTO-5 ワインレッド I27672
Maxell LTO-5 ワインレッド 229323
Quantum LTO-5 ワインレッド MR-L5MQN-01
Sony LTO-5 ワインレッド LTX1500G
Tandberg LTO-5 ワインレッド 433955
TDK LTO-5 ワインレッド LTO5-LOR
FujiFilm LTO-5 WORM ワインレッド & 灰 16008054
HP LTO-5 WORM 水色 & 灰 C7975W
IBM LTO-5 WORM 46X1292
Imation LTO-5 WORM ワインレッド & 灰 I27780
Quantum LTO-5 WORM MR-L5MQN-02
Sony LTO-5 WORM LTX1500WR
TDK LTO-5 WORM LTO5-WORM-LOR
  • 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。

脚注[編集]

関連項目[編集]