A fita está viva e recomenda-se!
Uma solução de armazenamento de dados poderosa e exclusiva para Big Data

A fita magnética parecia ter desaparecido da vida quotidiana há muito tempo. Mas está mais viva do que nunca, tornando possível o armazenamento a longo prazo de uma vasta quantidade de dados em centros de dados de empresas TI líderes globais, instituições financeiras e outras organizações e corporações a nível mundial. A revitalização da fita emergiu a partir de 20 anos de investigação da Fujifilm, resultando numa nova partícula magnética avançada designada de ferrite de bário (BaFe). Silenciosamente, o suporte BaFe tornou-se um componente fundamental da sociedade de informação moderna.

Arquivos de dados dependentes protegidos em fita magnética

Alguns dados, mesmo quando não acedidos numa base regular, ainda são críticos e não podem ser perdidos. O arquivo de dados requer um suporte que possa conservar um elevado volume de dados durante muito tempo com o mínimo risco de perda e com custos iniciais e de funcionamento razoáveis. A fita magnética BaFe preenche todas estas condições melhor do que qualquer outro suporte. Como exemplo da sua utilização eficaz, em 2011, o servidor de correio eletrónico de uma reconhecida empresa de TI global teve uma falha no sistema e um grande número de mensagens de correio eletrónico esteve temporariamente inacessível. As cópias de segurança offline em fita magnética salvaram o dia, permitindo à empresa restaurar rapidamente todas as mensagens de correio eletrónico em falta.

Ultrapassar a barreira de capacidade de armazenamento

Contudo, o futuro da fita magnética não foi sempre brilhante. Enquanto a quantidade de dados a nível mundial continuou a crescer a uma velocidade incrível, ficou claro que, apesar dos avanços, a capacidade de armazenamento de dados da fita de partículas metálicas padrão se iria tornar em breve um fator crítico de limitação. A Fujifilm quebrou esta barreira ao comercializar um material magnético completamente novo: BaFe.

A capacidade de dados da fita magnética é determinada pelo número de partículas magnéticas na sua camada magnética. Uma cartridge de fita BaFe pode conter muitas partículas magnéticas com maior densidade do que uma cartridge de fita de partículas metálicas convencionais. De facto, a Fujifilm desenvolveu o protótipo da fita BaFe que poderia conter 220 terabytes de dados não comprimidos se estivesse numa cartridge padrão. Um recorde mundial 88 vezes superior à fita de partículas metálicas convencionais (Investigação da Fujifilm em 9 de abril de 2015).

As partículas BaFe são extremamente pequenas e a sua forma torna possível a orientação de elevada densidade na direção perpendicular. Além disso, a sua força coerciva magnética (o grau até onde conseguem aguentar a magnetização) também é grande. As partículas podem ser densamente empacotadas com baixo risco de inversão da magnetização para melhorar a estabilidade do armazenamento de dados.

Investigar um novo suporte de armazenamento magnético

O desenvolvimento de uma nova solução de fita magnética de alta capacidade implica muito mais do que desenvolver o próprio material magnético avançado. Também necessitamos da cabeça magnética para ler e escrever os dados na camada magnética, assim como a unidade para acomodar a cabeça e a fita. Em conjunto, estes componentes tornam possível o arquivo e o restauro de dados.

Apesar de os fabricantes de unidades terem feito o seu melhor para desenvolver e fornecer o melhor hardware possível para aplicações de fita metálica, a indústria sabia que eventualmente alcançaria o limite de redução das partículas metálicas, que por sua vez limitaria a densidade das partículas na fita. A BaFe simplesmente tinha melhores caraterísticas e a Fujifilm acreditou que a fita BaFe iria substituir completamente a fita de partículas metálicas.

Em 1992, a Fujifilm iniciou a investigação da BaFe como um suporte de fita de armazenamento da próxima geração. Na altura, a Fujifilm produzia uma das fitas de partículas metálicas tecnologicamente mais avançada do mercado, mas os concorrentes conseguiram lentamente atingir o mesmo patamar: "A esta velocidade, vão eventualmente ultrapassar-nos. Para lançar a BaFe como um novo material, necessitamos de demonstrar a superioridade categórica na densidade de gravação." Este foi o sentido de urgência csptado pelos engenheiros da Fujifilm.

Uma oportunidade final e um grande avanço

Apesar das elevadas esperanças, provou-se ser difícil alcançar os resultados necessários. Uma barreira significativa foi o tamanho reduzido das partículas BaFe. Embora esta caraterística tornou possível juntar mais as partículas, também as tornou difíceis de manusear noutros aspetos.

Os engenheiros da Fujifilm tiveram sucesso no revestimento da fita com partículas BaFe de densidade ultra elevada num padrão estável e uniforme à escala nano. Embora tenham criado um protótipo de fita de armazenamento magnético com a maior densidade de gravação do mundo, não conseguiram escrever e ler dados na fita com cabeças de fita convencionais e confirmar o desempenho do protótipo.

Os engenheiros concluíram que as cabeças de fita convencionais concebidas para a fita metálica não eram capazes de ler a fita BaFe devido ao pequeno grau de magnetização exibido pelas partículas BaFe. Nest altura, tiveram a ideia de desenvolver a sua própria cabeça de fita ao alterar uma cabeça magnética de alta densidade destinada a utilização em discos rígidos, apesar de a arquitectura da cabeça para um disco rígido ser um pouco diferente da cabeça para uma unidade de fita. Em seguida, utilizariam esta cabeça para fazer um sistema de avaliação original para confirmar o desempenho da fita BaFe.

Alterar o hardware para corresponder ao suporte de armazenamento—esta inversão da sabedoria convencional conduziu a um avanço fundamental para os engenheiros da Fujifilm, que estavam habituados a ver as coisas a partir da perspetiva de um fabricante de fita. Foi decidido que esta seria a experiência final e a última oportunidade para tornar a fita BaFe uma realidade. Nenhum resultado significaria o fim do projeto de desenvolvimento.

A ideia funcionou. Ao utilizar a cabeça altamente sensível fabricada especialmente para o efeito, os engenheiros demonstraram que a sua fita BaFe oferecia o dobro da capacidade de armazenamento da fita de partículas metálicas da altura.

Alguns desafios são melhor resolvidos pelos iniciados

Antes de poder comercializar a fita BaFe, no entanto, havia muito trabalho pela frente. Uma grande tarefa foi trabalhar com a IBM para avaliar o potencial da fita BaFe. Como o equipamento da IBM para avaliação da fita magnética foi concebido para fita metálica, poderia não ler com precisão o sinal da fita BaFe da Fujifilm. Além disso, a IBM continuava a ter sucesso com a fita metálica e, por conseguinte, não foi fácil investir no desenvolvimento de novas tecnologias de unidade para um tipo diferente de fita magnética. "Parece que temos de fazer alguma investigação básica sobre a avaliação", foi a conclusão dos engenheiros da Fujifilm. Sem dúvida, lançaram mãos à obra e desenvolveram um sistema de avaliação com uma cabeça de alta sensibilidade.

Escusado será dizer que a fase seguinte não foi muito fácil. A investigação básica em cabeças de fita e unidades estava fora dos conhecimentos de um fabricante de materiais como a Fujifilm. Os engenheiros da Fujifilm formaram uma equipa especial dentro da empresa para investigar um dispositivo para avaliar o verdadeiro desempenho da fita BaFe. Após muito esforço, conseguiram demonstrar a elevada densidade de gravação da fita BaFe da Fujifilm. Cinco anos após as primeiras discussões com a Fujifilm sobre a BaFe, a IBM conseguiu efetuar experiências com o novo suporte. A IBM rapidamente confirmou o notável desempenho da fita BaFe e concordou em participar na investigação e no desenvolvimento conjuntos da tecnologia com a Fujifilm.

Um engenheiro da Fujifilm comentou: "Eramos uns completos iniciados no que respeita às unidades de fita. Isto significou que não tinhamos qualquer preconceito sobre a tecnologia quando começámos. Como nunca tinhamos desenvolvido unidades de fita de partículas metálicas, os resultados de desempenho anteriores não foram uma barreira psicológica. Aceitamos o desafio sem restições."

Um futuro em que todas as fitas magnéticas eram de BaFe

Em 2011, a Fujifilm lançou a primeira cartridge de armazenamento de dados BaFe comercial do mundo. Desde então, a capacidade de armazenamento de dados da fita BaFe continuou a crescer rapidamente e todos os fabricantes de unidades oferecem atualmente hardware para aplicações de fita BaFe.

Os serviços de nuvem e a análise dos Big Data conduzem muitos aspetos das nossas vidas quotidianas, e a Internet of Things (IoT) já está a tornar-se uma presença familiar. O volume de dados gerados e transmitidos acelera, e a frequência a que acedemos aos dados e o seu valor global também está a aumentar. Surpreendentemente, uma tecnologia associada ao século XX, a fita magnética, tem um novo papel importante para desempenhar neste futuro. E a inovação da Fujifilm em materiais avançados tornou isto possível.

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