ワイヴァンアイエス研究所ブログ

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すご~く基礎的な単位の話

ストレージの容量を表す単位の話です。


前回の投稿記事で、163 Zetta Byte(ゼタバイト)というデータ量を示す比喩的な話題を書きました。ついでなので、容量を示す単位へと話を続けます。


コンピュータ(PCを含めて)のデータ容量を表す単位としては、2種類使われていることはご存じでしょう。そして、これが面倒なのです。例の「1TBのHDDを買ったのに、容量が900GBちょっとしかない」という混乱を起こします。


先ず、情報量の単位表を示します。

UnitTable.gif


これは国際単位系のSI接頭辞(10のべき乗を使用)と2進接頭辞(2のべき乗を使用)の単位系の表です。ストレージ製品の仕様で記載されている容量は、SI接頭辞の単位で示されています。一方CPU(キャッシュ)やメモリーで使われるのは、2進接頭辞の単位となります。


そのため、ストレージ容量を確認するときには注意が必要になります。ストレージ容量をコンピュータ(CPU)が2進数ベースで表示するため起こる、前述の「1TBのHDDを買ったのに、容量が900GBちょっとしかない??」的な謎を理解しましょう。


例を挙げて計算で示すのがわかりやすいと思います。Windowsでストレージの「プロパティ」を表示させてください(以下は私のWindows 10環境の例です)。


例1:「容量1TBのHDD」として販売されていたドライブのプロパティです。

Drive1Property.gif

①の箇所にある数値は、10進数ベースの容量です。

1,000,203,087,782バイト=1.000203087782×1012≒1.0×1012バイト

となっています。上の表で1012は1Tですから、確かに1TBです。しかし、②の箇所にある数値では、「931GB」と表されています。普通、この値を見て『あれ~? 1TBじゃない!』と訝ることになります。

この「931GB」というのは、2進数ベースで示した数値なのです(ご存じかとは思いますが)。ですから、本来は「931GiB」と表示されるのが良いのです。

1,000,203,087,782バイトを2進数ベースのGiB単位で示すには以下の計算をします。

1000203087782 ÷ 230 ≒ 9.3151×1014=931.51×1012 ⇒ 931GiB

ここで小数第1位目を四捨五入して、932GiBにしないことにも注意です。このHDDに931GiBのデータ量は格納できますが、932GiBのデータ量は格納しきれないからです。四捨五入してはいけません。切り捨てが基本です。


例2:「容量160GB」のHDDとして販売されていたドライブのプロパティです。

Drive2Property.gif

上の例1と同様の計算をします。①の値を確認します。

163,925,979,136=163.925979136×109(≒ 163GB)

163GBの容量です。続いて2進数ベースで値を求めます。

163925979136 ÷ 230≒ 152.668 ⇒ 152GiB

これが、②の値の意味するところです。


蛇足ですが、上記の計算はGoogleの検索ボックスで答えが求められます。式の「÷」 は 「/」、べき乗は「^」に置き換えて入力します。具体例を以下に示します。

1000203087782 ÷ 230 ⇒ 1000203087872/2^30

163925979136 ÷ 230 ⇒ 163925979136/2^30

矢印の右にある式をGoogle検索ボックスに入力すると答えが表示されます。

もう一つ、本記事の最初に掲載した表にある右欄の「SIと2進数の差」の求め方も例で示します。


「SIと2進数の差を求める」(PBとPiBの場合の例)

最初の表から、1PiB=250 そして 1PB=1015 を読み取り、以下の計算をします。

(250 - 1015)÷ 1015 ≒ 12.6%

Google検索ボックスでは、以下の式を入力します。

(2^50-10^15)/10^15

他のKBとKiB、MBとMiBやGBとGiBなどについても、同様にして計算できます。



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[ 2018年05月23日 20:14 ] カテゴリ:ストレージシステム | TB(0) | CM(0)

テープ屋さんの悩み

テープストレージに関わるエンジニアやベンダーの悩みの話です。


『ITインフラ構築を生業とする販売代理店やSI等のエンジニア、セールス、商品企画者や企業のインフラ担当者からは、最新の「テープストレージ、テープテクノロジー」がほとんど(全く)認識されていない』のです。


テープストレージは今でも進化を続けています。「ハイテク」の産物であり、その結果、高性能化しているのですが・・・・・。


上記の業界人を3つの世代層に分けて、テープがどのように把握されているかを表にしてみます。

テープ理解分布

上記は、あくまでも個人的な判断ですが傾向としては合っているような気がします。


この表の結果をみると、どの世代層からも正当な評価を受けていないことになります。


このような結果になったひとつの原因として、過去(25年ほど前?)、某外資企業による『Tape is Dead!』の強烈なプロパガンダがあったことが考えられます。これに洗脳されてしまった人々が当時どれほど多くいたことか! 今でもそれが尾を引いている気がします。


現在の状況としては、

  • 若い世代は、テープストレージを知らない
  • シニア世代はテープを知っているが、昔のテクノロジーしか知らない

全体として、正確な知識を持ち得ない環境・状況になっているのです。


シニア層が持っているテープの知識の代表的なものは以下でしょうか。昔の古い知識をベースにしたイメージが抜け切れていないのですね。

  • スピードが遅い
  • すぐメディアがよれよれになってデータが読めなくなる
  • 磁気転写を起こしデータが読めなくなる
  • 保管したテープはときどき巻き直しが必要だ
  • メディアを出したり入れたりが手間がかかる
  • テープのデータを読み書きするには高価なアプリが絶対必要

テープは決して「ローテク」ではありません。古い概念を捨てて、この機会にテープテクノロジーの最新情報に触れてみてはいかがでしょうか。


読みやすい資料が数多くJEITAのサイトにまとまって紹介されています。手始めに読むとしたら、「テープストレージ動向-2017版-(pdf)」をお勧めします。


Tape Storage Is Not Dead!


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[ 2018年04月26日 21:00 ] カテゴリ:ストレージシステム | TB(0) | CM(0)

LTO-8 販売開始

LTO Ultrium Generation 8(省略形は、LTO 8 または LTO-8)テープドライブが先週の10月10日(米国日時)に販売開始されました。名称から分かるように、LTO第8世代のテープストレージです。
参考:IBM社のプレスリリース(リリース文にリンク)
 IBM TS4500 Tape Library supports LTO Ultrium 8 tape drive technology
同様のプレスリリースが、あと2件ありますがタイトルのみあげておきます。IBM TS3310 Tape Library with LTO Ultrium 8 drives deliver increase(Announce No. 117-081)とIBM TS3500 Tape Library supports LTO Ultrium 8 tape drive technology capacity and performance for MES or upgrade only(Announce No. 117-077)です。
第1世代の LTO Ultrium Generation 1(LTO 1 または LTO-1)が販売開始されたのは2000年です。そのときの主要仕様は、非圧縮時最大容量が「100GB」、非圧縮時最大転送速度は「15MB/秒」でした。LTOは、開発が17年も続いている希有なシリーズ製品です。
上記のプレスリリースはIBMテープライブラリーに関するニュースですが、その中からLTO 8テープドライブ(Full Height)の主仕様のみを抜粋してみます。
  • 非圧縮時最大転送速度:360MB/秒(圧縮時最大転送速度:900MB/秒)
  • 非圧縮時最大容量:12TB/カートリッジ(圧縮時最大容量:60TB/カートリッジ)
360MB/秒という転送速度が「速いか遅いか?」ですが、比較のためハードディスクドライブのサステインデータ転送速度の値をみてみましょう。
エンタープライズ仕様15000回転/秒の製品で、内部にある円盤の一番高速になる最外周ゾーンの転送速度は約300MB/秒です。ハードディスクドライブでは記録方式上、円盤の内周に行くに従って転送速度は低くなります。その最内周ゾーンでは、最大値の約半分程度になります。
一方LTOテープドライブでは、データの圧縮機能が備えられています。それが有効に働く場合、最大2.5倍の性能となりますので、900MB/秒という速度に達します。
テープという媒体の構造上、シーケンシャルアクセスになりますが、テープドライブは、映像、音声や画像といった大容量データの蓄積には、ハードディスクドライブや光Discよりも向いています。
下のグラフは「LTO 8」の情報がまだ反映されていませんが、転送速度を比較したJEITAのグラフです。
SustainedTransferRate.png
現在のテープドライブが十分高速なことがおわかりいただけると思います。「テープ」というとイメージされる昔のカセットテープとは全く異なるのです。高速、大容量、そして高信頼性の特徴を生かして現在でも企業のITシステムでは使用されています。

実際のテープの使用例は?

Googleにおいて、Gmailの復旧にも活躍したことはよく知られています。ネットで検索すると下記以外にも記事がヒットします。テープはハイテク企業を陰で支えていますし私たちもその恩恵を受けています。
この記事の最初の方で紹介したPress Releaseに出てきた「Tape Library」(テープライブラリー)ですが、Google等の企業では、テープライブラリーという製品でテープが使われていることが多いのです。
テープライブラリーは内部にテープドライブを複数台搭載し、製品の種類によりますがテープカートリッジ数十巻から数万巻を棚に収納しています。単独または複数のロボットハンドがカートリッジをテープドライブへ入れたり、逆にドライブから取りだしたカートリッジを棚に戻すなどの搬送作業を行います。
装置の大きさは、ラックに搭載できる製品から、それこそ小さな部屋に相当する大きさの大型製品もあります。下の動画を再生させると約9秒後に大型テープライブラリーの内部の様子が映し出されます(その箇所から約60秒の動画を再生します)。
↑ 両側にテープカートリッジを収納する棚が並んでいて、その間を複数のロボットハンドが動き回る様子が分かります。この装置では奥に数十台テープドライブが搭載されているのですが、この動画では隠れていて見えません。
Google Data Centerのストリートビューが公開されています。下の動画の約28秒後に少しテープライブラリーの場面が出てきます(その箇所のみ再生します)。↓
(最初からすべてを再生したいときは、 "こちら"をクリックしてください)
素粒子物理学の研究所として有名なCERN(欧州原子核研究機構)でも使われています。こちらはバックアップというより、データ蓄積ストレージの一部(アーカイブ)としての使われ方をしているようです。ハードディスクだけでは膨大な実験データを格納するにはコスト的に無駄がでるのでしょう。約3分後にテープライブラリーが紹介されています(その箇所のみ再生します)。↓
(最初からすべてを再生したいときは、 "こちら"をクリックしてください)

テープはこれからも使われるの? 将来性は?

テープ、というとその使い道はデータの「バックアップ」と考えられることが多いようです。もちろんそれは間違ってはいないのですが、それだけではありません。データの「アーカイブ」(長期保存)用途に使われていますし、その用途での利用拡大が見込まれます。
現在の蓄積されるデータですが、これまでとはデータの特性が異なり種類も多くなっています。
SNSの発達とその利用ユーザーの拡大によって、動画、写真、音楽、音声などのデータが大量に生成されています。そして以前よりも高画質や高音質のデータになっています。また、IoE(Internet of Everything)のようにセンサーが自動的に収集するデータなども増えています。種類の増加とともに一つ一つのデータ量も大きくなってきています。
これらの蓄積されるデータをアクセス面からみると、すぐは使わないが将来的な利用のために残しておきたい、作成後数十日以後はほとんど参照しなくなる、編集は行わないが蓄積するだけ、といった特性を持つデータが大半を占めることになります(全データ量の80%以上を占めるという説もあります)。
いわゆる「コールド状態」にある大量のデータを効率よく蓄積保存するストレージが、今後のデータ駆動型社会を支える上で重要になってきます。
データのアクセス特性
コールド領域にあるデータ特性(Long Term Archive)に、「省エネ」「高速」「大容量」「長寿命」「高信頼性」「安全性」というテープストレージの特徴が適しているようです。
テープストレージは通常のIT基盤構築以外でも、放送や映像業界のデジタルアーカイブに利用されています。デジタルアーカイブ分野で先行しているのは欧米ですが、日本でも構築が進んでいます。テープライブラリーが活躍している米国と日本の事例があります。
2014年に「LTO 8」までだったロードマップが「LTO 10」まで拡張されたのですが、2017年の今月になって「LTO 12」まで再び拡張されました(ロードマップのリンク:LTO ULTRIUM ROADMAP)。
LTOのロードマップは「LTOコンソーシアム」という業界団体から発表されていますので、確実性が高いと思います。ロードマップ拡張の背景には、市場におけるテープストレージ製品出荷の順調な増加の実績と新たな利用分野の拡大が見込まれるのでしょう。

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[ 2017年10月22日 01:32 ] カテゴリ:ストレージシステム | TB(0) | CM(0)

世界をリードする「日本発」の技術

あまりなじみがないと思いますが、「テープストレージ」の開発は続いています。意外、と思われるかも知れません。

この分野では、日本メーカーが世界をリードしています。

ソニーの最近(2017.08.02)のニュースリリース。

富士フイルムの2年間前(2015.04.09)のニュースリリース。

上記のニュースリリースでは、磁気テープの面記録密度を従来よりも大幅に向上させる技術が紹介されています。

一時期テープストレージは、その将来性が危ぶまれていましたが、現在では大量のデータを長期保管する「アーカイブ」用途としてその優れた特長が見直され復権を果たしています。低価格、低消費電力、高速転送速度、高信頼性、安全性などが特長です。

価格については、2004年と2015年におけるディスクアレイとテープライブラリーの容量あたりの価格(MSRPベース)を調査比較したことがあります。そのときの結果を下表に示します。
容量単価比較
■ 2004年:テープはディスクのおよそ「1/3 ~ 1/7
■ 2015年:テープはディスクのおよそ「1/2 ~ 1/8
(テープライブラリーに搭載するテープドライブ台数によって変化)

容量あたりの価格比率は、2回の調査でほぼ変化がありません。テープストレージの優位性は続いています。HDDだけではなくTapeも技術が進歩しています。
(詳しい比較は「ディスクアレイとLTO7テープストレージの容量単価比較」をご参照ください)

テープストレージ(メディア)には、「日本発」の極めて高い技術が使われています。日本メーカーが先端技術を駆使した研究開発を進めており、製造にもその技術が生かされています。

テープストレージは日本メーカーが主導権を発揮している数少ないIT製品なので応援しています。


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[ 2017年08月25日 16:24 ] カテゴリ:ストレージシステム | TB(0) | CM(0)

テープドライブ・テープメディアの互換性

過去のテープメデイアに記録されたデータが新しい世代のドライブでも読み取れるかは、データを長期に保管するアーカイブが重要視されているため、企業のシステム管理者やシステム構築ベンダーにとって大きな関心をもたれています。

以下の執筆記事ページ(リンク)にある「テープドライブ・テープメディアの互換性」をご覧ください。

リンク先:


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[ 2017年06月16日 14:27 ] カテゴリ:ストレージシステム | TB(0) | CM(0)

データ駆動型社会を支えるデータアーカイブ

CPS(Cyber Physical System)で注目される「データ駆動型社会」。そこでは膨大なデータ量の蓄積が必要となります。今後、ますます増大するデータを蓄積するにあたり、テープストレージが活躍する場面はあるでしょうか。コールド領域(特にLong Term Archive)に適性がありそうです。

以下のページの執筆記事項目にある「データ駆動型社会を支えるデータアーカイブ」をご覧ください。

リンク先:
y-vern-is.com/articles/


[ 2017年04月22日 17:41 ] カテゴリ:ストレージシステム | TB(0) | CM(0)

LTOテープドライブの省エネルギー性能はどれだけ向上したか?

テープストレージはデータを記録したテープカートリッジの保存には電力を消費しませんのでもともと省エネルギー性能に優れています。テープ ドライブの代表格のLTOドライブが第7世代(LTO 7)となった今、ドライブの消費電力はどのように変化しているでしょうか。

以下のページの執筆記事項目にある「LTOドライブの省エネルギー性能はどれだけ向上?」をご覧ください。

リンク先:
y-vern-is.com/articles/


[ 2017年03月01日 20:46 ] カテゴリ:ストレージシステム | TB(0) | CM(0)

テープドライブ機構部の初歩的な説明

現在のIT分野においてテープ装置の代表格はLTOですが、その他のIBM TS1150やOracle T10000Dなども、そのテープ媒体(メディア)を収めるカートリッジはリール(軸)が1本です。そのカートリッジの種類を「ワンリール」といったりします。今回はそのLTOの機構部について極めて初歩的な解説を行ないます。

以下のページの執筆記事項目にある「テープドライブの機構部(基本)」をご覧ください。

リンク先:
y-vern-is.com/articles/


[ 2016年03月07日 02:56 ] カテゴリ:ストレージシステム | TB(0) | CM(0)