टेप ड्राइव

एक टेप ड्राइव कंप्यूटर डेटा भंडारण है जो चुंबकीय टेप पर डिजिटल रिकॉर्डिंग करता है। चुंबकीय टेप डेटा संग्रहण का उपयोग सामान्यतः ऑफ़लाइन, अभिलेखीय डेटा संग्रहण के लिए किया जाता है। टेप मीडिया में सामान्यतः अनुकूल इकाई लागत और एक लंबी अभिलेखीय स्थिरता होती है।

एक टेप ड्राइव हार्ड डिस्क ड्राइव के विपरीत अनुक्रमिक एक्सेस स्टोरेज प्रदान करता है, जो रैंडम एक्सेस स्टोरेज प्रदान करता है। डिस्क ड्राइव कुछ मिलीसेकंड में डिस्क पर किसी भी स्थिति में जा सकती है, किंतु किसी विशेष डेटा को पढ़ने के लिए टेप ड्राइव को रीलों के बीच भौतिक रूप से विंड टेप होना चाहिए। परिणाम स्वरुप, टेप ड्राइव का औसत पहुंच समय बहुत अधिक होता है। चूंकि, आवश्यक स्थिति तक पहुंचने पर टेप ड्राइव डेटा को टेप से बहुत तेज़ी से स्ट्रीम कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, लीनियर टेप-ओपन (एलटीओ) 360 एमबी/एस तक की निरंतर डेटा ट्रांसफर दरों का समर्थन करता है, जो हार्ड डिस्क ड्राइव के तुलनीय दर है।

डिजाइन
1950 के दशक में मेनफ़्रेम कंप्यूटर पर डेटा स्टोरेज के लिए पहली बार मेगाबाइट से कम क्षमता वाले चुंबकीय टेप ड्राइव का उपयोग किया गया था।, प्रति कार्ट्रिज 20 टेराबाइट्स या अधिक असम्पीडित डेटा की क्षमता उपलब्ध थी।

प्रारंभिक कंप्यूटर सिस्टम में, चुंबकीय टेप मुख्य भंडारण माध्यम के रूप में कार्य करता था क्योंकि यद्यपि ड्राइव महंगे थे, टेप सस्ते थे। कुछ कंप्यूटर सिस्टम टेप ड्राइव जैसे डेकटेप पर ऑपरेटिंग सिस्टम चलाते थे। डेकटेप में निश्चित-आकार के अनुक्रमित ब्लॉक थे जिन्हें अन्य ब्लॉकों को भ्रमित किए बिना फिर से लिखा जा सकता था, इसलिए डेकटेप का उपयोग धीमी डिस्क ड्राइव की तरह किया जा सकता था।

डेटा टेप ड्राइव उन्नत डेटा अखंडता विधि का उपयोग कर सकते हैं जैसे कि बहुस्तरीय फ़ॉरवर्ड एरर करेक्शन, शिंगलिंग और मैग्नेटिक टेप डेटा स्टोरेज लीनियर लेआउट डेटा को टेप में लिखने के लिए।

टेप ड्राइव को एससीएसआई, फाइबर चैनल, सीरियल एटीए , यूएसबी , फायरवायर, ऍफ़आईसीओएन , या अन्य इंटरफेस वाले कंप्यूटर से जोड़ा जा सकता है। टेप ड्राइव का उपयोग ऑटोलोडर्स और टेप लाइब्रेरी के साथ किया जाता है जो स्वचालित रूप से कई टेपों को लोड, अनलोड और स्टोर करता है, जिससे डेटा की मात्रा बढ़ जाती है जिसे मैन्युअल हस्तक्षेप के बिना संग्रहीत किया जा सकता है।

घरेलू कंप्यूटिंग के प्रारंभिक दिनों में, फ्लॉपी डिस्क और हार्ड डिस्क ड्राइव बहुत महंगे थे। कई कंप्यूटरों में एक ऑडियो टेप रिकॉर्डर के माध्यम से डेटा स्टोर करने के लिए इंटरफ़ेस था, सामान्यतः कॉम्पैक्ट कैसेट डेटा रिकॉर्डिंग पर। सरल समर्पित टेप ड्राइव, जैसे कि पेशेवर डेकटेप और होम जेडएक्स माइक्रोड्राइव और रोट्रोनिक्स वेफड्राइव को भी सस्ते डेटा भंडारण के लिए डिज़ाइन किया गया था। चूंकि, डिस्क ड्राइव की मूल्यों में गिरावट ने ऐसे विकल्पों को अप्रचलित बना दिया।

डेटा संपीड़न (डेटा कम्प्रेशन)
चूंकि कुछ डेटा मूल फ़ाइलों की तुलना में छोटे आकार के डेटा संपीड़न हो सकते हैं, यह सामान्य हो गया है जब मार्केटिंग टेप 2:1 संपीड़न अनुपात की धारणा के साथ क्षमता को बताता है; इस प्रकार 80 जीबी की क्षमता वाला टेप 80/160 के रूप में बेचा जाएगा। वास्तविक भंडारण क्षमता को देशी क्षमता या अपरिष्कृत क्षमता के रूप में भी जाना जाता है। संपीड़न अनुपात वास्तव में प्राप्त करने योग्य डेटा संपीड़ित होने पर निर्भर करता है। कुछ डेटा में बहुत कम अतिरेक होता है; बड़ी वीडियो फ़ाइलें, उदाहरण के लिए, पहले से ही संपीड़न का उपयोग करती हैं और आगे संकुचित नहीं की जा सकतीं। दूसरी ओर दोहराव वाली प्रविष्टियों वाला डेटाबेस, संपीड़न अनुपात को 10:1 से श्रेष्ठ होने की अनुमति दे सकता है।

तकनीकी सीमाएँ
शू-शाइनिंग नामक एक हानिकारक प्रभाव पढ़ने/लिखने के दौरान होता है यदि डेटा अंतरण दर उस न्यूनतम सीमा से नीचे गिरती है जिस पर टेप ड्राइव हेड्स को लगातार चलने वाले टेप से डेटा स्थानांतरित करने के लिए डिज़ाइन किया गया था।। इस स्थिति में, आधुनिक तेजी से चलने वाली टेप ड्राइव तुरंत टेप को रोकने में असमर्थ होती है। इसके अतिरिक्त, ड्राइव को धीमा होना चाहिए और टेप को रोकना चाहिए, इसे थोड़ी दूरी पर रिवाइंड करना चाहिए, इसे फिर से चालू करना चाहिए, उस बिंदु पर वापस जाना चाहिए जिस पर स्ट्रीमिंग रुकी थी और फिर ऑपरेशन फिर से प्रारंभ करें। यदि स्थिति दोहराती है, तो परिणामी आगे-पीछे टेप गति शू-शाइनिंग के समान होती है। शू-शाइनिंग प्राप्य डेटा अंतरण दर, ड्राइव और टेप जीवन और टेप क्षमता को कम करता है।

प्रारंभिक टेप ड्राइव में, गैर-निरंतर डेटा स्थानांतरण सामान्य और अपरिहार्य था। कंप्यूटर प्रोसेसिंग पावर और उपलब्ध मेमोरी सामान्यतः एक निरंतर स्ट्रीम प्रदान करने के लिए अपर्याप्त थे, इसलिए टेप ड्राइव को सामान्यतः स्टार्ट-स्टॉप ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन किया गया था। प्रारंभिक ड्राइव में बहुत बड़े स्पूल का उपयोग होता था, जिसमें आवश्यक रूप से उच्च जड़ता होती थी और आसानी से चलना प्रारंभ या बंद नहीं होता था। हाई स्टार्ट, स्टॉप एंड सीक प्रदर्शन प्रदान करने के लिए, कई फुट ढीले टेप को बजाया गया और सक्शन पंखे द्वारा टेप परिवहन के दोनों ओर दो गहरे खुले चैनलों में खींचा गया। इन 'वैक्यूम कॉलम (टेप ड्राइव)' में लटके टेप के लंबे पतले लूप में दो रीलों की तुलना में बहुत कम जड़ता थी और इसे तेजी से प्रारंभ, रोका और पुनर्स्थापित किया जा सकता था। निर्वात स्तंभों में सुस्त टेप को रखने के लिए बड़ी रीलें आवश्यकतानुसार चलती रहेंगी।

बाद में, 1980 के दशक के अधिकांश टेप ड्राइव ने स्टार्ट-स्टॉप स्थितियों को कुछ हद तक कम करने के लिए बफर (कंप्यूटर साइंस) के उपयोग का आरंभ किया। इन ड्राइव को प्रायः टेप स्ट्रीमर कहा जाता है। टेप को तभी रोका गया जब बफ़र कम चल रहा था, या जब यह पढ़ने के समय डेटा से भरा था। जैसे ही तेज़ टेप ड्राइव उपलब्ध हुए, बफ़र होने के अतिरिक्त, ड्राइव स्टॉप, रिवाइंड, स्टार्ट के शू-शाइनिंग क्रम से पीड़ित होने लगे।

कुछ नए ड्राइव में कई गति होती हैं और एल्गोरिदम लागू होते हैं जो गतिशील रूप से टेप गति स्तर को कंप्यूटर की डेटा दर से मेल खाते हैं। उदाहरण गति स्तर पूर्ण गति का 50 प्रतिशत, 75 प्रतिशत और 100 प्रतिशत हो सकता है। कंप्यूटर जो सबसे कम गति के स्तर (जैसे, 49 प्रतिशत) की तुलना में धीमी गति से डेटा प्रवाहित करता है, वह अभी भी शू-शाइनिंग का कारण बनेगा।

मीडिया
चुंबकीय टेप को सामान्यतः कैसेट या डेटा कार्ट्रिज (टेप) के रूप में जाना जाने वाला आवरण में रखा जाता है - उदाहरण के लिए, 4-ट्रैक कार्ट्रिज और कॉम्पैक्ट कैसेट (डेटा)। कैसेट में एक ही प्लेयर का उपयोग करके विभिन्न ऑडियो सामग्री प्रदान करने के लिए चुंबकीय टेप होता है। बाहरी खोल, प्लास्टिक से बना, कभी-कभी धातु की प्लेटों और भागों के साथ, नाजुक टेप को संभालने में आसानी की अनुमति देता है, जिससे यह उजागर टेप के स्पूल होने की तुलना में कहीं अधिक सुविधाजनक और शक्तिशाली हो जाता है। सरल एनालॉग कैसेट ऑडियो टेप रिकॉर्डर का उपयोग सामान्यतः घरेलू कंप्यूटरों पर डेटा भंडारण और वितरण के लिए किया जाता था जब फ्लॉपी डिस्क ड्राइव बहुत कीमती थे। कमोडोर डेटासेट एक ही मीडिया का उपयोग कर समर्पित डेटा संस्करण था।

क्षमता
निर्माता प्रायः डेटा संपीड़न विधि का उपयोग करके टेप की क्षमता निर्दिष्ट करते हैं; अलग-अलग डेटा ( सामान्यतः 2: 1 से 8: 1) के लिए संपीड्यता भिन्न होती है, और कुछ प्रकार के वास्तविक डेटा के लिए निर्दिष्ट क्षमता प्राप्त नहीं की जा सकती है।, उच्च क्षमता वाले टेप ड्राइव अभी भी विकसित किए जा रहे थे।

2011 में, फुजीफिल्म और आईबीएम् ने घोषणा की कि वे BaFe कणों और नैनोटेक्नोलॉजी का उपयोग करके विकसित चुंबकीय टेप मीडिया के साथ 29.5 बिलियन बिट प्रति वर्ग इंच रिकॉर्ड करने में सक्षम थे, जिससे 35 टीबी की वास्तविक (असम्पीडित) टेप क्षमता वाले ड्राइव की अनुमति मिलती है। तकनीक के कम से कम एक दशक तक व्यावसायिक रूप से उपलब्ध होने की उम्मीद नहीं थी।

2014 में, सोनी और आईबीएम ने घोषणा की कि वे मैग्नेटिक टेप मीडिया के साथ प्रति वर्ग इंच 148 बिलियन बिट्स रिकॉर्ड करने में सक्षम थे, जो कि नई वैक्यूम पतली-फिल्म बनाने वाली तकनीक का उपयोग करके बेहद महीन क्रिस्टल कण बनाने में सक्षम है, जिससे 185 टीबी की वास्तविक टेप क्षमता की अनुमति मिलती है।

15 दिसंबर 2020 को, फुजीफिल्म और आईबीएम ने एसrFe तकनीक की घोषणा की, जो सिद्धांत रूप में, 580 टीबी प्रति टेप कार्ट्रिज स्टोर करने में सक्षम है।