基本介紹
- 中文名：計算機數據磁帶驅動器
- 作用：提供順序訪問存儲
設計,數據壓縮,技術限制,媒體,容量,
設計
容量小於1兆位元組的磁帶驅動器在20世紀50年代首次用於大型計算機上的數據存儲。截至2014年，技術已經足夠先進，足以使每個盒式磁碟的容量達到10TB或更高的未壓縮數據容量。
在早期的計算機系統中，磁帶用作主要的存儲介質，因為雖然驅動器很昂貴，但磁帶價格便宜。一些計算機系統在諸如DECtape的磁帶驅動器上運行作業系統。 DECtape具有固定大小的索引塊，可以在不干擾其他塊的情況下進行重寫，因此DECtape可以像慢速磁碟驅動器一樣使用。
數據磁帶驅動器可以使用先進的數據完整性技術，例如多級前向糾錯，疊壓和用於將數據寫入磁帶的線性蛇形布局。磁帶機可通過SCSI，光纖通道，SATA，USB，FireWire，FICON或其他接口連線到計算機。磁帶機與自動載入機和磁帶庫一起使用，可自動載入，卸載和存儲多個磁帶，無需手動干預即可存儲的數據量。
在家庭計算的早期，軟碟和硬碟驅動器非常昂貴。許多計算機都有一個通過錄音機存儲數據的接口，通常在小型盒式磁帶上。諸如專業DECtape和家用ZX Microdrive以及Rotronics Wafadrive等簡單的專用磁帶驅動器也設計用於廉價的數據存儲。但是，磁碟驅動器價格的下降使得這些替代品過時了。
數據壓縮
由於一些數據可以壓縮到比硬碟上的檔案小的尺寸，因此在推銷磁帶驅動器時假設2:1的壓縮比率來陳述容量已經變得很普遍;因此容量為80 GB的磁帶將作為“80/160”出售。真正的存儲容量也被稱為本地容量或原始容量。 IBM和索尼在他們的行銷材料中也使用了更高的壓縮比。實際可實現的壓縮比取決於被壓縮的數據。有些數據幾乎沒有冗餘;例如，大型視頻檔案已經使用壓縮技術，無法進一步壓縮。另一方面，稀疏資料庫可能允許壓縮比高於10:1。
技術限制
如果數據傳輸速率低於磁帶驅動器磁頭設計用於將數據傳輸到連續運行磁帶或從連續傳輸磁帶傳輸數據的最小閾值以下，則在讀取/寫入期間發生被稱為擦亮的不利影響。在這種情況下，現代快速運行的磁帶機無法立即停止磁帶。相反，驅動器必須減速並停止磁帶，將其倒帶一小段距離，重新啟動它，放回流停止的位置，然後重新開始操作。如果條件重複，則所產生的前後磁帶運動類似於用布擦亮鞋子的運動。擦鞋會降低可達到的數據傳輸速率，驅動器和磁帶壽命以及磁帶容量。
在早期的磁帶驅動器中，非連續數據傳輸是正常且不可避免的。計算機處理能力和可用記憶體量通常不足以提供恆定的流，因此磁帶驅動器通常設計用於所謂的啟停操作。早期的驅動器使用非常大的線軸，這些線軸必然具有高慣性並且不能輕易地開始和停止移動。為了提供高啟動，停止和搜尋性能，幾英尺鬆散的磁帶被放出，並被吸風扇拉到磁帶頭和絞盤兩側的兩個深開通道中。掛在這些真空柱上的細長膠帶圈比兩個捲筒的慣性要小得多，並且可以快速啟動，停止和重新定位。大捲軸偶爾會移動以取出書寫膠帶並在真空柱中播放更多空白膠帶。
一些現代設計仍然被開發成以非線性方式操作。 IBM的3xxx格式旨在保持磁帶移動，而不考慮數據緩衝區 - 數據可用時寫入數據段，但緩衝區空載時寫入間隔。當驅動器檢測到空閒時間段時，它會將碎片段重新讀入緩衝區，並將其寫回分段部分 - “虛擬回退”。
後來，20世紀80年代的大多數磁帶驅動器引入了使用內部數據緩衝區來減少啟停情況。這些驅動器通常被稱為磁帶拖放器。只有當緩衝區不包含要寫入的數據，或者在讀取過程中數據已滿時，磁帶才會停止。隨著速度更快的磁帶機變得可用，儘管被緩衝，驅動器開始受到停止，倒帶，啟動的擦鞋順序的影響。
最近，驅動器不再以單個固定線速度運行，而是具有多個速度。在內部，它們實現了將磁帶速度級別與計算機數據速率動態匹配的算法。示例速度級別可以是全速的50%，75%和100%。流數據速度低於最低速度水平（例如49%）的計算機仍然會導致擦鞋。
媒體
磁帶通常裝在稱為盒式磁帶或盒式磁帶的外殼中，例如4軌盒式磁帶和小型盒式磁帶。 盒式磁帶包含磁帶以使用相同的播放器提供不同的音頻內容。 由塑膠製成的外殼有時具有金屬板和零件，可以方便地處理脆弱的膠帶，使其比使用裸露膠帶的線軸更加方便和牢固。 當軟碟驅動器非常昂貴時，簡單的模擬小型盒式磁帶錄音機通常用於家庭計算機上的數據存儲和分配。 Commodore Datasette是使用相同媒體的專用數據版本。
容量
製造商通常使用數據壓縮技術來指定磁帶的容量; 對於不同的數據（通常為2:1至8:1），可壓縮性會有所不同，並且某些類型的實際數據可能無法獲得指定的容量。
截至2014年，仍在開發具有更高容量的磁帶驅動器技術。
2011年，富士膠片和IBM宣布他們已經能夠使用BaFe顆粒和納米技術開發的磁帶介質每平方英寸記錄295億比特，從而允許具有35TB的真實（未壓縮）磁帶容量的驅動器。預計至少十年內該技術不會商業化。
2014年，索尼和IBM宣布，他們已經能夠記錄每平方英寸148千兆位元組的磁帶介質，該介質採用新型真空薄膜成型技術開發，能夠形成極其精細的晶體顆粒，真正的磁帶容量達到185TB。
