DE102013112368A1 - Tape storage drive - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Bandspeicherlaufwerk (1), umfassend wenigstens eine Laufwerksmechanik (4) mit wenigstens einem Kopf (12) zum Schreiben und/oder Lesen von Daten auf bzw. von einer in das Bandspeicherlaufwerk (1) eingelegten Bandkassette (5). Das Bandspeicherlaufwerk (1) umfasst wenigstens eine Steuerelektronik mit einem Prozessor (6) zum Ansteuern der Laufwerksmechanik (4) und wenigstens eine externe Schnittstelle (2) zum Anschluss des Bandspeicherlaufwerks (1) an wenigstens ein Hostsystem (17). Das Bandspeicherlaufwerk umfasst des Weiteren wenigstens einen mit der Steuerelektronik (3) verbundenen, nichtflüchtigen Halbleitermassenspeicher (10), wobei eine auf dem Prozessor (6) ablaufende Steuersoftware dazu eingerichtet ist, wenigstens einen vorbestimmten Teil von auf einer Bandkassette (5) zu speichernden und/oder gespeicherten Daten auf dem nichtflüchtigen Halbleitermassenspeicher (10) zu speichern.The invention relates to a tape storage drive (1) comprising at least one drive mechanism (4) with at least one head (12) for writing and / or reading data to or from a tape cassette (5) inserted in the tape storage drive (1). The tape storage drive (1) comprises at least one control electronics with a processor (6) for driving the drive mechanism (4) and at least one external interface (2) for connecting the tape storage drive (1) to at least one host system (17). The tape storage drive further comprises at least one nonvolatile semiconductor mass memory (10) connected to the control electronics (3), wherein a control software running on the processor (6) is adapted to store at least a predetermined portion of a tape cassette (5) and / or or store stored data on the non-volatile semiconductor mass memory (10).
Description
Die Erfindung betrifft ein Bandspeicherlaufwerk, umfassend wenigstens eine Laufwerksmechanik, wenigstens eine Steuerelektronik und wenigstens eine Schnittstelle zum Anschluss des Bandspeicherlaufwerks an wenigstens ein Hostsystem. The invention relates to a tape storage drive comprising at least one drive mechanism, at least one control electronics and at least one interface for connecting the tape storage drive to at least one host system.
Bandspeicherlaufwerke sind aus dem Bereich der elektronischen Datenverarbeitung und -speicherung vielfach bekannt. Gegenüber anderen Speichermedien, wie beispielsweise Festplattenlaufwerken mit rotierenden, magnetischen Speichermedien oder optischen oder magneto-optischen Wechselspeichermedien bieten sie insbesondere den Vorteil von niedrigen Kosten je Speicherkapazität, einer hohen Datenübertragungsrate beim Lesen und Schreiben umfangreicher Daten und einer sehr langen Haltbarkeit der Speichermedien. Insbesondere auf Magnetbändern gespeicherte Daten bleiben über Jahrzehnte hin lesbar, während vergleichbare optische Speichermedien, wie beispielsweise beschreibbare CDs oder DVDs oftmals nach wenigen Jahren unbrauchbar werden. Tape storage drives are widely known in the field of electronic data processing and storage. Compared with other storage media, such as hard disk drives with rotating, magnetic storage media or optical or magneto-optical removable storage media, they offer the particular advantage of low cost per storage capacity, a high data transfer rate when reading and writing large data and a very long shelf life of the storage media. In particular, data stored on magnetic tapes remain readable for decades, while comparable optical storage media, such as recordable CDs or DVDs often become useless after a few years.
Aus diesen Gründen eignen sich Bandspeicherlaufwerke und zugehörige Bandkassetten insbesondere für die Datensicherung (englisch: „backup“) und Archivierung, bei denen Informationen langfristig für eventuelle Zugriffe zur Verfügung stehen müssen. For these reasons, tape storage drives and associated tape cartridges are particularly suitable for backup (backup) and archiving, where information must be available in the long term for any access.
Ein bekannter Nachteil von Bandspeicherlaufwerken besteht darin, dass bedingt durch die notwendige mechanische Positionierung der zum Schreiben und/oder Lesen verwendeten Köpfe über dem jeweiligen Bandabschnitt eine verhältnismäßig hohe Zugriffszeit zum Einlesen von Daten entsteht. A known disadvantage of tape storage drives is that due to the necessary mechanical positioning of the heads used for writing and / or reading over the respective tape section a relatively high access time for reading in data arises.
Dieser Nachteil wirkt sich bei einem Wiedereinlesen sämtlicher oder eines Großteils von gespeicherter Daten, wie beispielsweise bei einer Wiederherstellung (englisch: „restore“) einer Gesamtsicherung (englisch: „complete backup“), nur bedingt auf die Gesamtleistung aus. This disadvantage has only a limited effect on the overall performance when all or a large part of stored data is read in again, for example during a restore of a complete backup.
Dieser Nachteil wird aber umso relevanter, je häufiger und je weniger Daten wieder von einem Bandspeicherlaufwerk eingelesen werden sollten. So genannte Archivierungssysteme, bei denen aus einem umfangreichen Datenbestand in der Regel nur einzelne Dokumente eingelesen werden sollen, eignen sich daher nur bedingt zur Implementierung basierend auf einem Bandspeicherlaufwerk. However, this disadvantage becomes more relevant the more frequently and the less data should be read from a tape storage drive again. So-called archiving systems, in which usually only individual documents are to be read from a comprehensive database, are therefore only conditionally suitable for implementation based on a tape storage drive.
Zudem ist wegen den mechanischen Beschränkungen jeweils nur ein sequentieller Zugriff auf das Bandlaufwerk möglich, so dass insbesondere kein echter Parallelbetrieb mit mehreren Hostsystemen möglich ist. In addition, only a sequential access to the tape drive is possible due to the mechanical limitations, so that in particular no real parallel operation with multiple host systems is possible.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, Bandspeicherlaufwerke dahingehend weiter zu entwickeln, um die bekannten Nachteile und damit verbundenen Probleme ganz oder teilweise zu überwinden oder zu mindern. Bevorzugt soll ein Bandspeicherlaufwerk beschrieben werden, bei dem ein Zugriff auf zumindest einen Teil von auf einer Bandkassette gespeicherten Daten durch wenigstens ein Hostsystem beschleunigt werden kann. It is an object of the invention to further develop tape storage drives to overcome or mitigate the known disadvantages and associated problems in whole or in part. Preferably, a tape storage drive is described in which access to at least a portion of data stored on a tape cartridge can be speeded up by at least one host system.
Die oben genannte Aufgabe wird durch ein Bandspeicherlaufwerk, umfassend wenigstens eine Laufwerksmechanik mit wenigstens einem Kopf zum Schreiben und/oder Lesen von Daten auf bzw. von einer in das Bandspeicherlaufwerk eingelegten Bandkassette gelöst. Das Bandspeicherlaufwerk umfasst wenigstens eine Steuerelektronik mit einem Prozessor zum Ansteuern der Laufwerksmechanik sowie wenigstens eine externe Schnittstelle zum Anschluss des Bandspeicherlaufwerks an wenigstens ein Hostsystem. Des Weiteren umfasst das Bandspeicherlaufwerk wenigstens einen mit der Steuerelektronik verbundenen, nichtflüchtigen Halbleitermassenspeicher, wobei eine auf dem Prozessor ablaufende Steuersoftware dazu eingerichtet ist, wenigstens einen vorbestimmten Teil von auf einer Bandkassette zu speichernden und/oder gespeicherten Daten auf dem nichtflüchtigen Halbleitermassenspeicher zu speichern oder wenigstens zwischenzuspeichern. The above object is achieved by a tape storage drive comprising at least one drive mechanism having at least one head for writing and / or reading data to and from a tape cassette loaded in the tape storage drive. The tape storage drive comprises at least one control electronics with a processor for controlling the drive mechanism and at least one external interface for connecting the tape storage drive to at least one host system. Furthermore, the tape storage drive comprises at least one connected to the control electronics, non-volatile semiconductor mass memory, wherein running on the processor control software is adapted to store at least a predetermined portion of stored on a tape cassette and / or stored data on the nonvolatile semiconductor mass memory or at least buffer ,
Ein derartiges Bandspeicherlaufwerk kombiniert die von Bandspeicherlaufwerken allgemein bekannten Vorteile der sicheren und preisgünstigen Speicherung von großen Mengen von Daten mit den Vorteilen neuartiger nichtflüchtiger Halbleitermassenspeicher, insbesondere so genannter Flash-Speicher bzw. Solid State Drives (SSD). Durch zumindest teilweise Speicherung von auf einer Bandkassette gespeicherten oder zu speichernden Daten in einem nichtflüchtigen Halbleitermassenspeicher, der mit einer Steuerelektronik eines Bandspeicherlaufwerks verbunden ist, können die dort gespeicherten Daten mit minimaler Zugriffszeit über eine externe Schnittstelle bereitgestellt werden. Such a tape storage drive combines the advantages commonly known from tape storage drives of safely and inexpensively storing large amounts of data with the advantages of novel nonvolatile semiconductor mass memory, particularly so-called flash memory or solid state drives (SSD). By at least partially storing data stored or to be stored on a tape cassette in a non-volatile semiconductor memory which is connected to a control electronics of a tape storage drive, the data stored therein can be provided with minimal access time via an external interface.
Bei der externen Schnittstelle handelt es sich beispielsweise um eine serielle SCSI (SAS), eine SCSI über TCP/IP (iSCSI) oder eine Fiber Channel (FC) Schnittstelle, die es ermöglicht, das Bandlaufwerk über ein Speichernetzwerk an ein oder mehrere Hostsysteme anzuschließen. Dagegen ist der nichtflüchtige Halbleitermassenspeicher bevorzugt über eine interne Schnittstelle der Steuerelektronik, beispielsweise einen Speicherbus gemäß dem DDR- oder DDR2-Standard oder eine interne Erweiterungsschnittstelle wie beispielsweise eine PCI-Express (PCIe)- oder serielle ATA-Schnittstelle (SATA) direkt oder mittelbar mit dem Prozessor verbunden. For example, the external interface is a serial SCSI (SAS), a SCSI over TCP / IP (iSCSI), or a Fiber Channel (FC) interface that allows the tape drive to connect to one or more host systems over a storage network. In contrast, the non-volatile semiconductor mass memory is preferably via an internal interface of the control electronics, such as a memory bus according to the DDR or DDR2 standard or an internal expansion interface such as a PCI Express (PCIe) - or serial ATA interface (SATA) directly or indirectly with connected to the processor.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steuersoftware dazu eingerichtet, die jeweils zuletzt auf eine Bandkassette geschriebenen Daten zumindest vorübergehend in dem nichtflüchtigen Halbleitermassenspeicher zu speichern. Dieses Vorgehen hat unter anderem den Vorteil, dass aktuelle geschriebene Daten mit einer geringen Zugriffszeit für nachfolgenden Leseanfragen zur Verfügung stehen. Beispielsweise kann bei so genannten Archivierungssystemen mit unterschiedlichen Versionen einer Datei jeweils eine zuletzt geschriebene Version ohne physischen Zugriff auf die Bandkassette abgerufen werden. According to an advantageous embodiment, the control software is set up to store the data last written on a tape cassette at least temporarily in the non-volatile semiconductor mass memory. One of the advantages of this approach is that current written data with a low access time is available for subsequent read requests. For example, in so-called archiving systems with different versions of a file, a most recently written version can be retrieved without physical access to the tape cassette.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steuersoftware dazu eingerichtet, beim Empfangen eines Schreibbefehls von der externen Schnittstelle auf eine Bandkassette zu schreibende Daten zunächst in dem nichtflüchtigen Halbleitermassenspeicher zu speichern und nachfolgend auf einer eingelegten Bandkassette zu speichern. Das beschriebene Vorgehen hat den Vorteil, dass die Daten mit hoher Geschwindigkeit sicher in dem nichtflüchtigen Halbleitermassenspeicher abgelegt werden. Gegenüber anderen Zwischenspeichern hat dies den Vorteil, dass die Daten auch bei einem eventuellen Stromausfall oder einer sonstigen Systemstörung erhalten bleiben. Die nachfolgende Speicherung auf der Bandkassette ermöglicht darüber hinaus die langfristige sichere Speicherung der Daten. According to a further advantageous refinement, the control software is set up to first store data to be written on a tape cassette when receiving a write command from the external interface in the nonvolatile semiconductor mass memory and subsequently to store it on an inserted tape cassette. The described procedure has the advantage that the data are safely stored in the non-volatile semiconductor mass memory at high speed. Compared to other buffers, this has the advantage that the data is retained even in the event of a power failure or other system failure. The subsequent storage on the tape cassette also allows the long-term secure storage of the data.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden die zu schreibenden Daten zunächst nur auf dem nichtflüchtigen Halbleitermassenspeicher gespeichert, bis eine vorbestimmte Menge an zu schreibenden Daten auf dem nichtflüchtigen Halbleitermassenspeicher gespeichert sind. Bei Erreichen der vorbestimmten Menge werden die zu schreibenden Daten zusammenhängend auf die eingelegte Bandkassette geschrieben. Dieses Vorgehen besitzt unter anderem den Vorteil, dass Daten jeweils mit einer maximalen Schreibrate auf eine eingelegte Bandkassette geschrieben werden können. Dadurch wird insbesondere ein die Bandkassette belastendes, häufiges Starten und Stoppen der Bandkassette vermieden. According to a further advantageous embodiment, the data to be written are initially stored only on the nonvolatile semiconductor mass memory until a predetermined amount of data to be written is stored on the nonvolatile semiconductor mass memory. Upon reaching the predetermined amount, the data to be written is written contiguous to the inserted tape cassette. One of the advantages of this approach is that data can be written to an inserted tape cartridge at a maximum write rate. This avoids, in particular, a tape cassette loading, frequent starting and stopping of the tape cassette.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Steuersoftware dazu eingerichtet, beim Empfangen eines Lesebefehls von der externen Schnittstelle zum Anfordern von Daten einer Bandkassette zunächst zu überprüfen, ob die angeforderten Daten in dem nichtflüchtigen Halbleitermassenspeicher gespeichert sind und, falls die angeforderten Daten in dem nichtflüchtigen Halbleitermassenspeicher gespeichert sind, die in dem nichtflüchtigen Halbleitermassenspeicher gespeicherten Daten zu lesen und über die externe Schnittstelle zurückzuliefern. Durch dieses Vorgehen kann bei Lesebefehlen gegebenenfalls auf ein Einlegen, Positionieren und/oder Lesen einer Bandkassette verzichtet werden. According to a further embodiment, upon receiving a read command from the external interface for requesting data of a tape cassette, the control software is configured to first check whether the requested data is stored in the nonvolatile semiconductor mass memory and if the requested data is stored in the nonvolatile semiconductor mass memory to read the data stored in the semiconductor nonvolatile memory and return it via the external interface. As a result of this procedure, it is possible to dispense with insertion, positioning and / or reading of a tape cassette during read commands.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steuersoftware dazu eingerichtet, zumindest die jeweils zuletzt angeforderten Daten in dem nichtflüchtigen Halbleitermassenspeicher zu speichern. Durch dieses Vorgehen werden insbesondere Daten, auf die bereits in der Vergangenheit zugegriffen wurde, in dem nichtflüchtigen Halbleitermassenspeicher vorgehalten, sodass nachfolgende Zugriffe mit erhöhter Geschwindigkeit durchgeführt werden können. According to an advantageous embodiment, the control software is set up to store at least the respectively last requested data in the non-volatile semiconductor mass memory. As a result of this procedure, in particular, data that has already been accessed in the past is stored in the non-volatile semiconductor mass memory so that subsequent accesses can be performed at increased speed.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Steuersoftware dazu eingerichtet, einen Typ einer eingelegten Bandkassette zu erkennen und beim Erkennen einer eingelegten Bandkassette mit Metainformation zu auf der Bandkassette gespeicherten Daten die Metainformationen von der Bandkassette zu lesen und in dem nichtflüchtigen Halbleitermassenspeicher zu speichern. Bandkassetten und zugehörige Bandspeicherlaufwerke neueren Typs, insbesondere Bandspeicherlaufwerke gemäß dem Linear Tape Open (LTO) Standard umfassen in der Regel Metainformationen, beispielsweise Dateisystem-Informationen gemäß dem so genannten Linear Tape File System (LTFS), die die auf der Bandkassette gespeicherten Daten beschreiben. Auf diese Weise ist eine Wiederherstellung der dort gespeicherten Daten ohne zusätzliche Informationen auf Seiten eines oder mehrerer angeschlossener Hostsysteme möglich. Das Speichern derartiger Daten in dem nichtflüchtigen Halbleitermassenspeicher ermöglicht das beschleunigte Auffinden von auf der Bandkassette gespeicherten Daten sowie die Durchführung verschiedener Verwaltungsoperationen. Da das Bandspeicherlaufwerk bzw. seiner Steuersoftware unmittelbaren Zugriff auf die Metainformationen besitzt und diese entsprechend aktualisieren kann, ist insbesondere auch die gleichzeitige Verbindung des Bandspeicherlaufwerks mit einer Mehrzahl von Hostsystemen über ein Speichernetzwerk möglich. According to a further embodiment, the control software is adapted to recognize a type of inserted tape cassette and, upon detecting an inserted tape cassette with meta information about data stored on the tape cassette, read the meta information from the tape cassette and store it in the nonvolatile semiconductor mass memory. Tape cartridges and associated tape storage drives of a more recent type, in particular Linear Tape Open (LTO) standard tape storage drives, typically include meta-information, such as linear tape file system (LTFS) file system information, which describes the data stored on the tape cartridge. In this way it is possible to restore the data stored there without additional information on the part of one or more connected host systems. The storage of such data in the nonvolatile semiconductor mass memory enables the accelerated finding of data stored on the tape cassette as well as the performance of various management operations. Since the tape storage drive or its control software has immediate access to the meta-information and can update it accordingly, in particular the simultaneous connection of the tape storage drive with a plurality of host systems via a storage network is possible.
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen sowie der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung von Ausführungsbeispielen offenbart. Further embodiments and advantages of the invention are disclosed in the dependent claims and the following detailed description of exemplary embodiments.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die angehängten Figuren im Detail beschrieben. In den Figuren zeigen: The invention will now be described in detail by means of a preferred embodiment with reference to the attached figures. In the figures show:
Die Steuerelektronik
Die Laufwerksmechanik
Die genaue Funktion und der Aufbau der Laufwerksmechanik
Des Weiteren ist in der Ausgestaltung gemäß
Im Ausführungsbeispiel weist der nichtflüchtige Halbleitermassenspeicher
In der Darstellung gemäß
In der
In einem ersten Schritt S1 empfängt die Steuersoftware über die externe Schnittstelle
In einem Schritt S2 untersucht Prozessor
Wurde in Schritt S2 festgestellt, dass es sich um einen Schreibbefehl zum Schreiben von Daten auf eine in das Bandspeicherlaufwerk
In einem nachfolgenden, optionalen Schritt S4 wird überprüft, wie viele Daten auf diese Weise bereits in den nichtflüchtigen Halbleitermassenspeicher
Erreicht der erste Pufferspeicher durch nachfolgende Schreibbefehle schließlich den vorbestimmten Füllstand, werden in einem nachfolgenden Schritt S5 die auf dem Halbleitermassenspeicher
In einem weiteren optionalen Schritt S6 können die auf die Bandkassette
Wird in Schritt S2 festgestellt, dass der empfangene Befehl das Lesen von Daten von der Bandkassette
Liegen die gewünschten Daten in dem nichtflüchtigen Halbleitermassenspeicher
Alternativ, das heißt wenn die Daten nicht oder nicht vollständig in dem nichtflüchtigen Halbleitermassenspeicher
Nachfolgend können die gewünschten Daten in einem Schritt S10 von der Bandkassette
In einem optionalen Schritt S11 werden die zurückgelieferten Daten zusätzlich in dem nichtflüchtigen Halbleitermassenspeicher
Bevorzugt wird bereits beim Einlegen einer Bandkassette
Dieses Vorgehen besitzt unter anderem den Vorteil, dass beim Anschluss des Bandspeicherlaufwerks
Neben den bezüglich der
Alternativ ist es auch möglich, von einem externen Hostsystem
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Bandspeicherlaufwerk Tape storage drive
- 2 2
- externe Schnittstelle external interface
- 3 3
- Steuerelektronik control electronics
- 4 4
- Laufwerksmechanik Drive mechanics
- 5 5
- Bandkassette tape cartridge
- 6 6
- Prozessor processor
- 7 7
- Eingabe-/Ausgabebaustein Input / output port
- 8 8th
- Schnittstellen-Controller Interface Controller
- 9 9
- PCIe-Bus PCIe bus
- 10 10
- nichtflüchtiger Halbleitermassenspeicher non-volatile semiconductor mass memory
- 11 11
- Motor engine
- 12 12
- Schreib-/Lese-Kopf Read / write head
- 13 13
- Magnetband magnetic tape
- 14 14
- Lesevorrichtung reading device
- 15 15
- nichtflüchtiger Speicherbaustein non-volatile memory chip
- 16 16
- Speichernetzwerk Storage networking
- 17 17
- Hostsystem host system
- S1 bis S12 S1 to S12
- Verfahrensschritte steps
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201310112368 DE102013112368A1 (en) | 2013-11-11 | 2013-11-11 | Tape storage drive |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201310112368 DE102013112368A1 (en) | 2013-11-11 | 2013-11-11 | Tape storage drive |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102013112368A1 true DE102013112368A1 (en) | 2015-05-13 |
Family
ID=52990819
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201310112368 Withdrawn DE102013112368A1 (en) | 2013-11-11 | 2013-11-11 | Tape storage drive |
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---|---|
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- 2013-11-11 DE DE201310112368 patent/DE102013112368A1/en not_active Withdrawn
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Title |
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