利用锶铁氧体磁性粒子，现在一卷磁带可以储存580 TB的资料
量子位 量子位 发表于 2022年10月24日 13:00 收藏此文
580 TB资料能存一卷盘磁带上？没开玩笑，这是已经是事实了。
IBM和富士软片一项技术突破显示，他们已找到方法将单盒磁带容量提升到580 TB。
这大约相当于12万张DVD储存量，如果要存在256GB的SD记忆卡上，那得拿来2320张。这个数字一举刷新了磁带储存密度的世界纪录，且相关研究已发表于《IEEE磁学汇刊》。
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在不少人印象中，磁带分AB面，得两部分加起来才存得下一张音乐专辑，容量连CD也没法比，再加上速度慢体积大等缺点，2000年出生的人，大概没看过这东西了。
而磁带为什么不仅没被淘汰，反而突然能存这么多资料了？
新材料叠加奈米级分布Buff
根据研发团队披露资讯，磁带介质应用了超细锶铁氧体磁性颗粒。
该材料化学式为SrFe(12)O(19)，是一种黑色具备永久磁性的物质，常用于微波装置、记录介质、磁光介质、电讯和电子工业。
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以往磁带是将另一种物质，钡铁氧体颗粒，涂覆在储存介质上。
开启读取时，让磁头（一块电磁铁）接触磁带，带上磁性物质变化形成电磁感应，进而变成资料被读取进系统里。反之，写入则由磁头施加强磁场，改变磁带上磁粉的磁性分布。
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新成果中，研究人员将材料改换成了锶铁氧体。
其颗粒比原材料小60%，使之均匀排列在磁带介质上，可提升储存密度，实现奈米等级读取及更高讯号噪声比。
下图为电子显微镜下，锶铁氧体与钡铁氧体颗粒大小对比：
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更细颗粒的磁性材料不仅可储存更高密度资讯，也让磁带介质表面更光滑。
研究者使用40μm × 40μm原子力显微镜观察锶铁氧体与钡铁氧体磁带表面，新材料磁带面更为光滑，平均粗糙度Ra为1.1nm，原材料Ra为2nm。
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更新材料之外，研究团队还改进生产设备，让材料更均匀分布在磁性层与非磁性层上，提升表面光滑度。
磁头也经过切割处理，变成一个斜面，再在读取部分加入一个20毫米的空气轴承，进一步减小摩擦力。
对上述改进系统进行测试，团队发现，当使用超窄的29nm宽度TMR传感器读取时，其线性密度可达702Kbpi，在电流为22毫安培时，讯号噪声比（SNR）数值达到最大：
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此外，团队还用上了一套伺服控制器，该设备保证了磁头在读取时，可在磁带面进行相对位置的精确定位，操作精细度达3.2nm。
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在上述几种技术加持下，当磁带开启读取，整个带面介质以15km/h速度划过，但磁头仍可精准找到DNA分子1.5倍宽度的读取位置。
为减小误码率，研究团队在一块定制FPGA面板上，实现了四个通道同时读取，然后对其求平均，结构如下：
研究团队基于上述系统，测试了大约600万个样本资料，编解码错误率随着更高线性密度而增高，使用64态D3-NPML检测器可得最佳性能。
该情况下，750kbpi线性密度位元错误率（BER）为4.5e-2，正好不高于设定阈值，当线性密度为702kbpi，BER为2.8e-2。
值得一提的是，除了EPR4检测器外，其他检测器错误率在该线性密度下，误码率也均满足设定要求：
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关于未来应用，研究团队认为，此项成果成本更低、长期耐用、能耗低更安全，将成为技术巨头、学术机构及超大规模数位基础设施公司资料归档的首选，尤其在安全要求高、资料量庞大的混合云领域。
不过在何时量产进入实用阶段，参与方之一的富士软片认为，还需十年左右。
磁带的默默发展
多数人眼中，卡式磁带淡出我们的视野也已约20年，但它仍在很多我们看不见细分领域得以应用。
就拿网络行业来说，由于磁片读写依靠电磁感应，且储存无需通电，天生处于网络离线状态，这使得该介质安全性高，断电也无所谓，常备用于备份资料，包括Google及微软Azure。
2011年，Google一个软件更新意外导致Gmail中4万个帐户电子邮件被删除，所幸的是，他们使用了磁带备份，这些资料得以恢复。
也有咨询机构建议大型公司考虑将部分资料转移到磁带上储存，存放时间可达30年。
磁带另一大好处是耐操不易损坏，一卷磁带从高处落下不太会影响其资料储存，相比之下，硬盘等介质的环境适应性较差。
油气地震等野外勘探领域中，还有相当数量的资料被存在磁带上，再运回资料中心处理分析。相应地，不少细分领域IT工程师仍在做磁带资源管理系统开发。
有需求自然有供给，IBM、索尼、富士软片、昆腾等技术公司支撑了磁带这些年来发展与产品推广。
即使近些年，磁带容量仍以大约每年33%速度增长，大约两到三年翻一倍，业内也有人将其称为磁带摩尔定律，背后都是这些公司在发力。
当然，蓝色巨人IBM在其中扮演了突出角色。
90年代后期，IBM就和惠普及资料储存公司希捷成立了LTO联盟，推出了一种更开放的格式，打开终端市场。
2015年他们又与富士软片合作，使用超小钡铁氧体颗粒，实现了商业产品12倍的资讯密度储存纪录。
2018年在和索尼合作中，他们将倍数扩大到20倍。
发展至今，在IBM最新LTO-9格式磁带上，其原始储存量已可达18TB。
这些升级一方面来自于磁性材料升级，也源于读写轨道增加，磁带盒内及读取设备的结构升级及控制精度最佳化。
磁带虽说仍在发展，且单位GB的储存成本更低，但我们普通人目前还用不到。
其原因主要在于读取写入设备过于昂贵，而且单卷磁带仍是线性读写方式，其资料传输速度相对较低，对大众来说，还是机械硬盘等存放装置更合适。
https://tinyurl.com/bdfzktpv
普通人还是买个NAS组RAID就好了，磁带这东西现在只有企业玩得起。毕竟磁带就只适合
作为冷储存的储存装置