~ INS - ~ T INSTITUTE FOR NUCLEAR STUDY juh 1994 UNIVERSITY OF TOKYO I N S-T Tanashi, Tokyo 188, JP9A12176 Japan 長,(.~~IÛ 熊太郎 ; ~

INS - T - 529

INSTITUTE FOR NUCLEAR STUDY juh 1994 UNIVERSITY OF TOKYO I

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Tanashi, Tokyo 188 —

, JP9A12176

Japan

I N S T I T U T E  F O R  N U C L E A R  S T U D Y   U N J V E R S J T Y  O F  TOKYO 

T a n a s h i ，  T o k y o  1 8 8   J a p a n  

汎用計算機のVHSテープ・システム

一次世代のマス・ストレージを目指してー

長，(.~~IÛ熊太郎;

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鈴木

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浜川{島幸出川

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東 京 大 学 原 子 核 研 究 所

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5 2 9  

Juh' 

1 9 9 4  

INS‑T‑‑529  JP9412176 

VHS-Tape System for General Purpose Conputer - For Next Generation Mass Storage System -

K.Ukai, M.Takano, M.Shinohara, K.Niki, Y.Suzuki" , T.Hamada

21

, M.Ogawa

3

' Institute for Nuclear Study, University of Tokyo

3-2-1, Midoricho, Tanashi, Tokyo, Japan 188

1

' Institute for Cosmic Ray Research, University of Tokyo 3-2-1, Midoricho, Tanashi, Tokyo, Japan 188

2

' Information Production Division, TEAC Co. Limited 857 Koyata, Iruma, Saitama, Japan 358

3

'System Engineering Division 3, Fujitsu Co. Limited 1-20-10, Ooityou, Sinagawa, Tokyo, Japan 140

Mass storage is one of the key technology of next generation conputer system.

A huge amount of data is produced on a field of particle and nuclear physics.

These data are raw data of experiments, analysis data, Monte Carlo simulations data, etc. We search a storage device for these data at the point of view of capacity, price, size, transfer speed, etc. We have selected a VHS-tape(12.7mm- tape, helical scan) from many storage devices. Characteristics of the VHS- tapeare as follows; capacity of 14.5 GB, size of 460 cm

3

, price of 1,000 yen (S-VHS tape for video use), and 1.996MB/sec transfer speed at a sustained mode.

Last year, we succeeded to operate the VHS-tape system on a workstation as a I/O device with read/write speed of 1.5 MB/sec

¹

'.

We have tested a VHS-tape system by connecting to the channel of the general purpose compouter(Fujitsu M-780/10S) in our institute. We obtained a read and write speeds of 1.07 MB/sec and 1.72 MB/sec by FORTRAN test programs, respectively. Read speeds of an open reel tape and a 3480 type casset tape by the same test programs are 1.13 M3/sec and 2.54 MB/sec, respectively. Speeds of write operation are 1.09 MB/sec and 2.54 MB/sec for the open reel and 3480 casset tape, respectively. A start motion of the VHS-tape for read/write operations needs about 60 seconds.

V H S ‑ T ;

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30cm , JP$3cm WRMS!, 6250 bpiT'160 MB) IZ

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200 MB ALfc

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- l -

況 用 計 算 機 の V H S テ ー プ ・ シ ス テ ム

一 次世代のマス・ストレージを目指して 一

~1.はじめに

素粒子・原子核の実験分野においては、大量の生デー夕、解析デー夕、モンテ・カルロ

・データ等が発生する。これらのデータ量は膨大なものであり、そのストレージ・システ ムは非常に重要な問題となっている。東京大学原子核研究所(核研と略す)を例にした状 況は、既に rVHSテープを用いた

ws

用マス・ストレージJ

C I N S ‑ T ‑ 5 2 4 )  

¥)に詳しく述 べられているが、以下に簡単に説明する。

核研では電子シンクロトロンやサイクロトロンでの加速器実験のデータは、データ収集 用計算機から中央計算機に高速データ転送を行い、中央計算機のオープン・リール型の磁 気テープ(以降M Tと略す。形状直径

3 0 c m

、厚さ

3 c m

の円盤型、 6250bpiで

l

印 刷 ) に 蓄積されていた幻。これらの実験データや宇宙線研究の実験データを中央計算機で解析す るに当たっては、 l晩で百巻程度を扱うこともあり、 M Tの装着、脱着は体力を必要とし ユーザーには大きな負担となっていた。また加速器実験は

24

時間昼夜連続して行われる ため、生データ蓄積用のM Tを

2‑3

時間毎に交換する必要があり、この作業は実験者に とって大きな負担となっていた。さらに近年は、広立体角の測定装置により、多数の反応 を同時に測定するため、生データ・テープ以外にも解析テープや装置のアクセプタンス計 算等のモンテ・カルロ・シミュレーションのデータも相当数になり、データの保管場所も 大きな問題となっていた。

上記の様な問題を解決するために、核研では

1 9 9 0

年に中央計算機に

l B M ‑ 3 4 8 0

型カセッ卜 磁気テープ(以降CMTと略す。形状は四角形で

1 2 .5 c m  x  1 0 .  5 c m  x  2 .   5 c m .  

200 

M B  

)を導 入した。導入したCMT装置には24本のCMTをスタックする機構があり、テープを複 数本使用する作業でのユーザーの装着、脱着の労力及び実験データ収集時の実験者のテー プ取扱いの労力が非常に軽減された。さらにこのCMT装置には、複数ブロックをまとめ て一つの大きなブロックとして書くデータコンパクションのハードウェア圧縮機構があり、

l

巻で

2 0 0 M B

以上のデータを蓄積できる可能性がある。この効果を大量にデータを扱う神 岡グループ、 TAG‑Xグループ、ニュートリノ・グループのCMTテープで確かめた結果、

場合によっては

3

倍以上、最低でも1.

5

倍程度の圧縮効果があった。この圧縮機構はハー

, M T g g (ftllB/sec)© 3

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MBAS)

(Helical Scan^Si,

- 2 -

ドウェア(具体的には

CMT

のカセットの所定の位置に銀紙を彊るだけ)で行われ、核研 内だけで

CMT

を扱う限りでは非常に有効である。また導入した

CMT

装置のデータ転送 能力は

3 M B / s e c

であり、

MT

装置(約

1 M B / s e c )

の

3

倍の能力があり、大量データを扱う場 合の入出力時間の軽減が著しい。また

CMT

一巻の値段は

MT

の約半額と安い。このため 核研では、

CMT

のデータ蓄積能力、データ転送能力、スタック機構による取扱い易さ、

媒体の低価格等により、中央計算機のマス・ストレージの媒体は

MT

から

CMT

へ急速に 移行が進み、現在

0 9 9 4 / 4 )

では新たなデータの

MT

への蓄積は行われていなL、。上述した ように

CMT

の体積、形状、

l

巻の容量増を考えると、オープン・リール型

MT

の

10

倍 弱のデータ貯蔵・保管能力があることになり、保管場所の問題はひとまず解決された様に 見えた。しかし近年の実験でのデータ生成速度は非常に大きく、既に

CMT

でも保管場所 が窮屈になりつつある。

核研では、次世代の

C o m p u t i n g

環境等に関する検討

WG

を結成し、将来の計算能力、オ ンライン・システム、 I/Oシステム、マス・ストレージ方式、ネットワーク環境等に関 する検討作業を行った。この

WG

の検討結果は、

1 9 9 3

年

1 2

月に「次世代の

C o m p u t i n g

環境 に関する検討報告書Jω として出版されている。この報告書には、我々

ω

研究分野(素粒 子・原子核・宇宙線)におけるマス・ストレージに関する検討結果も含まれている。我々 の研究分野では実験規模が巨大化し、

l

グループの所有するデータ量が

TB

のオーダーと なるものも出現している。この様な膨大なデータを扱うマス・ストレージ・システムは、

①メテ.ィアは小体積、大容量でかっ低価格であること、②大規模実験では、複数機関の共 同プロジェクトが多いことを考えると、媒体の可搬性(配布できること)が必要で、かっ 配布先に低価格のハンドラが存在すること、③データを処理する上では、転送速度が速い ことが非常に重要である。また信頼性や保守の容易さなどにも十分な考慮がなされなけれ ばならない。

lTB

のデータは、

3 4 8 0

型の

CMT

では、約

5

千巻の媒体を必要とし、媒体 の金額だけでも1.

5 0 0

万円になり、データ取担い時の装・脱着の労力、またテープ保管場 所等を考えると現実的な解とはならなし、。また

3 4 9 0

型の

CMT

(形状は

3 4 8 0

型と同一で、

3 4 8 0

型に較べ

t r a c k

数及びテープ長を改良し

l

巻に

8 0 0M B

入る)では約千巻強の媒体の数 となり金額的、保管場所の観点からは可能な解かもしれないが、

1TB

程度が

3 4 9 0

型で扱 える限界で、数

TB

のデータともなれば

3 4 9 0

型でも困難となる。

上述の様な状況を改善するために、我々は各種のテープ装置を検討の上、 VHSテープ

( H e l  i c a l   S c a n

方式、形状は四角形で

1 0 .4 c m X 1 9 c m x 2 .  7 c m .   1 4 . 5 G B )

装置を採用すること

‑ 2 ‑

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9-Track, 6250bpi £>•*-•?>• U - ;

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T (Data Cartridge Tape ) f— ^ * < « * S n f c (ggWANGTEC

tt (*) „

T

にし、

1 9 9 2

年度にワークステイション

CWS

と略す〉に

VHS

テープ装置を接続した。現 在

VHS

装置を

WS

でのマス・ストレージ・システムやパックアップ・システム等に利用 している1)。次いで

1 9 9 3

年度の科学研究費の試験研究4)で1.

4 9 0

万円の補助を受け、

VH

Sテープ装置を汎用計算機のチャネルに接続し、汎用計算機のマス・ストレージ、1/0装 置とした時の各種のテストを行った。これらの作業の成功により核研では、

WS

から汎用 計算機さでの各種レベルで、

VHS

テープを利用した安価なマス・ストレージ・システム を利用できる環境を構築することができた。

~

2 .

可搬型マス・ストレージについて

現在市販中の可搬型の1GB程度以上の容量を持つテープ型のマス・ストレージの媒体 を表

I

に示す。

9 ‑ T r a c k . 6 2 5 0 b p I

のオープン・リール型のM Tは今までの標準テープであ り、また

3 4 8 0

型のCMTは現在核研の中央計算機で標準的なストレージ媒体として使用し ているため、性能比較等の基準として示しである。オープン・リール型のM T及び

3 4 8 0

型，

3 4 9 0

型のCMTは、固定された磁気ヘッドに対してテープを接触走行させて磁化を行う ため、記録トラックは、テープ走行と平行な帯状の磁気ノfターンとなる

C L o n g i t u d i n a l T r a c k )

。記録密度は、トラックの長さ

1

インチ当たりのビット数

C b p i ; b i tp e r   i n c h )

で 表すことが通例であり、テープの

1

インチ当たりの記憶容量は、密度と形成されるトラッ

ク数との積で表される。表

l

の「その他」の項にこれらの値を示した。例えば

9 ‑ t r a c k . 6 2 5 0 b p i

テープと言われるM Tは、

9

ビットのデータ(1

b i  t

の

p a r i t yb i t

を含む)が

l

トラックとなり、密度が

6 .2 5 0 b p i

であり、

1

インチ当たりの記憶容量が

6 . 2 5 0

バイトであ ることを意味する。

最近

D E C

社が、1/

2 "0 2 .  7

阻)幅のテープで、テープの進行方向に書くDLT

( D i g i t a l   L i n e a r  T a p e )

テープを発表した。このテープは、

3 4 8 0

型とほぼ同じサイズのカセットを使 用し、データ転送レートは現在は最高で1.

5 M B / s e c

である。 DLTテープが、

l

巻で

10‑

2 0 G B

という大きな容量をもっ理由は、表

l

に示すごとく、

8 2 . 0 0 0b p i

の密度を持ち、

l

ト ラックが

1 2 8

ピット(即ち

1

インチに約1.

3

闘のデータが書かれる〉、かっテープ長が

3 4

9 0

型の約

3

倍となっていることにある。さらに最近

0994

年第

l

四半期)1/

4 "

幅のテープ で

5G B

の容量を持つDC T 

C D a l a  C a r t r i d g e  T a p e  

)テープが発表された(装置

W A N G T E C

社(米)、媒体

3M

社)。上記以外の媒体は全てトラックが進行方向に対して角度を持っ て(斜めに)書かれるヘリカル・スキャン方式といわれるものである。ヘリカル・スキャ

f—

, 4 mm-tape(DAT;

Digital Audio Tape, 3£S 4GB),8mm-tape(Exabyte; ^45GB). 1/4"-tape(DCT; ^*5GB).

19 mm-tape(DIR;Digital Instrument Recorder,SS95GB,40GB, 12.5GBO3 W, 12.7mm-t ape(VHS-tape, ^»14.5,21GB), DLT-tape(12.7 m, ^ f t t i l O , 20GB), Optical-tapeCgMIT B,3480Si|s]L;-9-'i'X-e§ft50GBCD*-fer'y h ^ t * 5 ) ^A<*-5o C t l ^ O ^ i * © ! ^ , DCT -tape, DLT-tapeiOptical-Tape^l&^TflfeJi^U*^ • X ^ - ^ >i5^(r>y—^X'hh

o

* fcOptical-tape(i> write-once^S-eifDwrite (i I [ 5 ] L ^ T £ t e l . \ , tfcDCT-tapeiDL

— -/(DAT.Exabyte,VHS) Offit&«> 1^1,000 Exabyte r—

(2.000

• > a - h i / -

^(S-VHS)

MTtliLfc.

ン方式での媒体とトラックとの関係を図lに示す。一般にヘリカル・スキャン方式のテー プは、容量とデータ転送速度を大きくすることはできるが、テープの信頼度及びテープ運 動の敏擁性は劣る。

表

l

からも分かる様に、

1

巻で数回以上のデータが蓄積可能な媒体は、

4

凹 ー

t a p e ( D A T ; D i g i t a l   A u d i o  T a p e .

容量

4 G B ) . 8 m m ‑ t a p e ( E x a b y t e ;

容量

5 G B ) .1 1 4 "

ー

t a p e ( D C T ;

容量

5 G B ) .

1 9   m m ‑ t a p e C D I R ; D i g i  t a l   l n s t

刊

m e n tR e c o r d e r .

容量

9 5 G B .4 0 G B .  1 2 . 5 G B

の

3

種).

1 2 . 7

凹 ー

t a p e ( V H S ‑ t a p e

、容量

1 4 . 5 .2 1 G B ) .  D L T ‑ t a p e C I 2 .  7

阻，容量は

1 0 .2 0 G B ) .  O P t i c a l ‑ t a p e C

容量

l T B . 3 4 8 0

型と同じサイズで容量

5 0 G B

のカセット型もある)等がある。これらの媒体の内

. D C T

‑ t a p e .  D L T ‑ t a f i e

と

O p t i c a l ‑ T a p e

を除いて他はヘリカル・スキャン方式のテープである。ま た

O p t i c al ‑ t a p e

は、

w r i t e ‑ o n c e

方式であり

w r i t e

は

l

回しかできない。また

D C T ‑ t a p e

と

D L T ‑ t a p e

の媒体の値段は

l

万円程度であり他のヘリカル・スキャン方式のテープに較べて若 干高い。ヘリカル・スキャン方式のテープは、民生機器

( A u d i o . V i d e o )

用に発達したもの であり、民生用テープ

C D A T . E x a b y t e .V H S )

の価格は、

l

巻1.

0 0 0

円以下となる。しかし民 生用の

D A T .E x a b y t e

テープは、テープのベース厚みが

10‑13μm

と薄く、ショートシーク の連続がある計算機使用の場合はテープ自体に負荷がかかり、民生用テープを使用した場 合エラーの発生頻度が高くなるし、テープ寿命が短くなる。このため民生用テープに比較 して信頼性/耐久性を高めたテープベース、磁性塗膜の計算機仕様テープがあるが、計算 機用テープの値段は民生用テープの数倍

( 2 . 0 0 0

円以上)になる。しかしVHSテープは、

ベース厚みが

14‑19μm

と厚〈、テープヘッドを改善し、後述するようにテープ装置に

8

MBという大きなバッファを持ち、ショートシークの連続等による負荷をさける機構により、

市販のビデオテープ

C S ‑ V H S )

の使用で問題はないし、計算機仕様のテープはない。

表lに可搬型マス・ストレージの媒体の容量、形状、体積、データ転送速度等を示す。

表

2

に体積当たりの容量、媒体価格、性能比を示す。性能比は体積当たりの容量とデータ 転送速度の乗算で定義している。相対性能比はデータ転送速度に持たせるウェイト(例え ば容量より転送時間をより重要なファクターと考える)によって、速度の

I

乗から

2

乗ま で変化すると考えられる。相対性能比

l

は速度の

l

乗を、相対性能比

2

は速度の

2

乗を採 用した。即ち相対性能比

l

は容量/体積に、相対性能比

2

はデータ転送速度に重きを置い た指標になっている。また絶対性能比はこの相対性能比lに価格比を掛けたものである。

価格の基準は、

M T

を

l

とした。性能比を出すに当たって使用したデータ転送速度を備考 欄に記す。表

2

からも分かるように、媒体の体積当たりの蓄積容量は、

O p t i c a l ‑ t a p e

が他

C i ^ Rl? DAT-tape StfDLT-tape© 70HB/crf*|»^TJ±*(*30 MB/ aAm'&£>m-C&Zo I t C t l b O f - ^ i H t IttMfMSttflH y?--7 x - x i L T S C S I (Small Computer System Interface) #<£>£

o

t,fz.^.\z{-i.7^.LX^U\,^K Z.

U DAT-tapej&<507JRgg^ Exabyte-tape^ 80 TJRgffi, DCT-tape*<

27(OTHfiJt> DIR-tape*<1.000 ^ R g K . DLT-tape*<190 , 0ptical-tape*<5,000

^ 500KB/sec -IMB/sec ( c ^ ^ L , 100

* 100^Rgft©optical-tape*l»<.>^ 1 #1.000

x h U - O • y x f A C t

»GBA57—

§ 3 .

の媒体より

l

桁程度高いこと、及び

D A T ‑ t a p e

及び

D L T ‑ t a p e

の

7 0 M B / c n f

を除いては大体

3 0 M B /  c n f

前後の値である。通常これらのテープ装置は、計算機接続用インターフェースとし てSC S [ 

( S m a l l   C o m p u t e r  S y s t e m  l n t e r f a c e )

がある。また表には示していないが、こ れらの装置の価格は、 DAT-tap 巴が50万円程度、 Exabyte-tapeが 80 万円程度、 D~T-tapeが

4 0

万円程度、

V H S ‑ t a p e

が

2 7 0

万円程度、

D I R ‑ t a p e

が1.

0 0 0

万円程度、

D L T ‑ t a p e

が

1 9 0

万円 程度、

O p t i c a l ‑ t a p e

が

5

，

0 0 0

万円程度とかなり広く分布している。またこれらの装置のデ ータ転送速度は

O . 3 M B / s e c

から32MB/secと大きく分布している。但しテープ装置が比較的 安価(1

0 0

万円以下)なものは、

5 0 0

問

/ s e c‑ l M B / s e c

に分布し、

1 0 0

万円以上の装置に較 べると低速である。媒体の価格も

l

本

1 0 0

万円程度の

opticaHape

を除いて、

l

本1.

0 0 0  

円から

1 0

，

0 0 0

円とかなりばらついている。また民生用テープが存在するヘリカル・スキャ ン・テープは若干安い。

データ転送能力は、マス・ストレージ・システムにとって非常に重要な要因である。例 えば

1 0 G B

のデータを

5 0 0 K B / s e c

の速度で入力すると、読込み時間に

2 0

，

0 0 0

秒(約

5

時間) を必要とし、データの処理時間に占める入出力時間

0/0

時間)が大きくなり、解析の時間

( c p u

時間)との割合が問題になる。特にW Sの場合は入出力と演算が並行して行われない ため計算機の使用効率が非常に悪くなる。このためユーザーによっては、 W Sの作業では 数回入るテープ全体を使用せずに前半の

1 G B

程度に止め入出力時間の効率の悪さをカバー するグループもある。

可搬性の高い、安価で、それなりの転送速度を有する大容量のファイル装置を開発する ことは、次世代の実験の要請に答えるのみならず、安価で大容量のファイル・サーバー及 び、パックアッツ・サーバーを必要とする次世代のコンビューティング・システム構築のた めに非常に重要なEつ不可欠ともいえる要素である。

& 

3.マスストレージ・システムとしてのVHSの利用

~

2

で述べた様に、各種のマス・ストレージの媒体が存在するが、表

l

及び表

2

から見 られる様に、媒体の容量、転送速度、価格、形状等を考慮するとVHSテープのコストパ フォーマンスがかなり良いことが理解出来よう。

D L T ‑ t a p e

も非常に有力であるが、媒体の 値段の問題がある(また科研費の申請時点、採択時点でこの

D L T ‑ t a p e

は市販されていなか った)。表2の各種の性能比のデータから見ても、 VHSのパフォーマンスが良いことが 分かる。特に絶対性能比ではVHSテープのみが

3 0 0

以上の値を示し他のものに較べて数

占 ‑ ，l 

DLT-tapei4GB

R T \ VHSx-:/gS<hzRfflit£$©BMC (Block Multiplexer Channel)

©SffiSMNi SeO^'RTi.'So CiDf' + ^yl'ioSNSBiaofllftttDAT-tape. DLT-tape^

Exabyte-tape, DCT-tape * i t>fflfcJ;-5<£fflilS-e*«o tt^fc»^ 1 * 1.

T2 ~3 fgi8iiiT*-5o t f c V H S f - ^ 600**Wft-t*7>f ^7U-SI1( MOTB)

•So ^ f i i ^ • H^WBl^-ffl^S-PttDAT-tapeAtamn^tt* J: -5 tt«K*<Mi-So VH S T --f\U l^TCOExabyte T— S

o /cfcLExabyte x - - / ( i , X'A (Arithemetic Coding)

;

&ffl^fcE«i*<oJti<h^i92 ~ 5

L Z (Lempel-Z iv) ^ ^

6 )

« ^ t i 9 T - ' - ^ J E ^ ^ f f - 5 S S * ^ a $ n , 3N?M7

l

--ri*-(?5(K150GB OEE

Bxabyter—

s DAT-tape^

十数倍良い。

D L T ‑ t a p e

と

4 G B

の

D A T ‑ t a p e

の性能比が

5 0

を超え、

V H S ‑ t a p e

に次いでコスト

・パフォーマンスが良い。しか

L D A T ‑ t a p e

は転送速度が一番低速でありこの点が問題とな ろう。 VHSテープは今後必要と予想されるテラ・バイト級のマス・ストレージ・システ ムを非常に安価に構築出来る司能性を有している。またVHSテープ装置の価格は

2 7 0

万 円で、 VHSテープ装置と汎用計算機のBMC

( B l o c k  M u l t i p l e x e r  C h a n n e

J)チャネルと の接続装置は

3 6 0

万円である。このチャネルとの接続装置の価格は

D A T ‑ t a p e . D L T ‑ t a p e

、

E x a b y t e ‑ t a p e . D C T ‑ t a p e

等とも似たような価格である。しかしVHSテープは、前述のよ

うに市販の民生用テープの共用で問題はないため、

l

本1.

0 0 0

円程度で購入できる。しか も

l

巻当たりの容量は

2

時間テープで

1 4 . 5 G B

、

3

時間テープではほぼ同じ価格で

2 1 G B

程度 の容量となり、価格当たりの媒体の容量は非常に良い。データ転送速度も平均で

1 M B / s e c

を上回り(実測、後述)、他の

l

巻1.

0 0 0

円程度のヘリカル・スキャン方式の媒体と比べ て

2‑3

倍高速である。またVHSテープ

6 0 0

本を収納するライブラリー装置(

‑ 1 0 T B )  

も存在している。表3にVHSテープの基本概要を示す。

現在素粒子・原子核実験分野では、倍密度、倍速度の

B x a b y t e

テープがWSでのマス・

ストレージとして事実上の標準となっている。その容量は

5 G B .

転送速度は

‑ 5 0 0 K B /

秒であ る。素粒子・原子核以外の分野では

D A T ‑ t a p e

が標準になるような傾向が見える。 VHSテ ープは、

l

巻でこの

E x a b y t e

テープの

3

倍弱の容量をもち、

3‑4

倍程度のデータ転送速 度を有しているが、媒体の体積はほぼ

3

倍であり、媒体価格も考慮した絶対性能比で

5

倍 程度の優位性を有している。ただし

E x a b y t e

テープは、最近

I B M

社の算術符号化アルゴリ ズム

( A r i t h e m e t i c  C o d i n g )

を用いた圧縮が可能となり

2. . . . . . . 5

倍の圧縮効果(即ち容量は

1 0 G B

以上、実効転送速度は

1 M B / s e c

以上)が期待できるとカタログ等5)に記されている。

しかしこの圧縮方式は文字データに対して効果があり、一般にバイナリー・データに対し ては効果がなL。、 VHSテープでも、圧縮率が優れているといわれている

LZ( L e m p e l ‑ Z  

i v )

方式自}によりデータ圧縮を行う装置が発表され、

3

時間テープ

l

巻で

5 0 ‑ 1 5 0 G B

の圧 縮容量になるとカタログ7)に示されている。また

D A 1 ・ ‑ t a p e

も

4G B

の容量のもので、データ 転送速度が最高

5 1 0 K B / s e c ( N a t i v eM o d e )

の製品が市販〈現在HP祉のみ)されるようにな り、かなり転送速度が改善されているがまだ物足りない。しかし

D A T

は体積が小さいため、

その絶対性能比は

E x a b y t e

テープを上回っている。

S C S l

方式のテープ装置を汎用計算機のチャネルに接続する装置が、

5 0 0

万円前後の値段 で市販されている。一般にこれらの装置の転送速度は

1M B / s e c

程度であるが、

D A T ‑ t a p e

や

500

DIR-tape W\

O

32MB/sec

10GB. .5HB/sec

2 J

(95GB(i 6 1,000 7?R) fcS^o S 2

, 1

.78

Sf-

§ 4

- F O R T R A N I C f c S -

©BMC S C A (SCSI-Channel-

Exabyte‑tapeの実効速度は4'""500 KB/secとなり、汎用計算機の入出力機器としては転送 速度が遅いきらいがある。

ソニー社の DIR‑tapeは、天文台野辺山観測所等でマス・ストレージとして使用されて いる。この D引I印Rは連続デ一夕の記録に向いているものであり、最高3犯2叩MB/secの速度で 出来る。しかし素粒子・原子核実験の様に間欠的にデータが発生するシステムに使用する にはそれなりのソフト又はノ、ードでのデータの平滑化が必要となる。また媒体の値段も最 低の容量の12.5GBのものでも l巻1.3万円 (95GBは6.3万円)とVHSテープの10倍以 上であり、装置の価格(‑1. 000万円)も高い。表2の絶対性能比では、転送能力を8MB  /secとしたため媒体の値段と形状によりExabyteテープの1/2程度に落ちる。勿論データ 転送能力は 32MB/secも可能であるがこの能力を生かす計算機接続の簡単なインタフェー

スがない。

DCT‑tapeは非常に魅力的であるが、現在最高のものはl巻の容量は5GB，転送速度は

o .

78  MB/secである。 DCT‑tapeに関しては、現在検討中で2年後位に発表が予定されている容量 10GB.転送速度1.5MB/secのものが有力となる(ただし現時点では未発表である)。しか しこの開発中のテープも、現在のDCT‑tapeと同様他の民生機器のテープと共用が出来ない と考えられるため、媒体の価格は高いと予想される。 Optical‑tapeは論文自)によれば，MB  当たりの単価は3480型CMTの1110と記されており、 l巻の値段に換算するとVHSテー プの数百倍以上となる。またwrite‑onceのため長時間保存用のアーカイプとしての使用が 主であり、入出力用とはならない。多分中央計算機の長大容量のアーカイプ・ファイル用 がその主な用途となろう。我々の分野では媒体価格の観点からも使用が増えるとは考えら れなL。、

上述の様にVHSテープ・システムは、装置の価格が若干高いことに問題はあるが、表

2

に示される僚に性能比(容量、価格、伝送速度)が非常によい。このため我々は安価で、

可搬性も良く、転送速度もそれなりに速い次世代のマス・ストレージとしてVHSテープ を選択した。また研究所の環境下では、 WSでも中央計算機でも使用できる必要があり、

中央計算機のチャネルに接続した。

! i

  4.  VHSテープ装置の性能テスト ーFORTRANによる一

~ 3でも述べた様に、骸研ではVHSテープ装置(メトラムーティアック社;RSP2150)  を、中央計算機(富士通製汎用計算機:M‑780)のBMCチャネルと

SC 

A (SCSトChannel‑

Adaptor; TEAC-4220) F O R T R A N ^ D / 5

S B (F611A;6250/1600 bpi, 9 track) t L t S I L f c o ftfflLfcr—7*8, OILS-VHS f— 7*) T * 5

O

tftBLfeVHSr

fc 8MB©'<y 7

, CMT, c^ VH

Sf— 1.72MB/sec

CMTO2.55MB/sec

f—

, VHSf—7°(i50~80S>(Read/Write M T © 1 2 ~ 1 3 ^ C M T © 5 ~ 6 C M T © 1

(100MB BIT) C

77-fJl/- v -

, FORTRAN

K(Read/Write

« 2 0 ~ 3 0~3

0 - 1 5g>T?HS*T#fco cnt»©ffl

;

&x-7

o

iiSiC^»-tSi^ VHStiO.

009 ~0.013 m/sec t , MT«4.8 ~7. 2 m/sec T, CMTii 2.43~3.66 m/sectUZ

o

V H S f - ^ O i l i , £3©fifWi#©2.8 m/sec K t g ^ ^ i ^ S K i i ^ o fiLC©2.8 m/sec i l ^ f l l i ^ &»jB6l8ia*50,OOOHS h5-y ? (^800 MB) Jil±©Jft^©T— 7° • •*

- s -

A d a p t o r ;   T E A C ‑ 4 2 2 0 )

を用いて接続し、 FORTRANプログラムにより各種のテストを 行った。接続図を図2に示す。図2からも分かるように

VHS

テープ装置は、通常のM T 装置

C P 6 1 1 A ; 6 2 5 0 / 1 6 0 0b p i .   9  t r a c k )

として定義した。使用したテープは、市販の通常 のテレビ用のビデオテープ(但し

s ‑

叩Sテープ)である。設置した

VHS

テープ装置は、

表

3

に示されたように

D R A M ( D y n a m i cM e m o r y )

で作成された

8

旧のパッファを有する。この バッファは、

VHS

テープの起動・停止や走行をスムースに行うために付加されているも のである。表

4

にMT. CMT. VHSのテスト結果を示す。表

4

に示される様に、

VH

Sテープのリード能力は1.

0 7 M B / s e c

で、ライト能力は1.

7 2

旧

/ s e c

である。またW Sに接 続された

VHS

装置で見られた

8

闘を境にして、書き込み終了時間、及び転送速度が変わ る、転送時間と転送量のグラフに階段ができる現象1)は観測されなかった。これは汎用機 のM Tの入出力が、最大バッファ長が

3 2 K B

というデータ管理基本ソフトの配下にあるため と考えられる。リード能力はM Tの1.

1 3

旧

/ s e c

とほぼ同じであるが、 CMTの

2 .5 5 M B / s e c  

には及ばなL、。またライト能力はM Tの1.

0 9 M B / s e c

よりも優れているが、やはりCMTの

2 .   5 4 M B / s e c

には及ばない。これらの値は図

3

の傾きから得られたものである。

R e a d / W r i t e

動作を開始するまでの時聞は、

VHS

テープは

50‑80

秒

( R e a d / W r i t e

で

2 0

秒 位の違いがあり、またぱらつきも大き

L

、)必要であり、 M Tの

1 2 ‑ 1 3

秒、 CMTの

5‑6

秒に較べ、テープ動作開始までの時聞は、 M Tの数倍、 CMTの

10

倍以上も悪い。この ため

R e a d / W r i t e

全体にかかる時間は、データ量Cl

O O M B

以下)にもよるがM Tよりも悪く なる。

ファイル・マークの探索の速度は、

F O R T R A N

で標準ラベル付きの

3 2 M B

のデータ

6

個を書 いたり、読んだりすることで行った。

VHS

の場合最初のファイルの探索は

6 0

秒

‑70

秒程 度

C R e a d / W r i t e

で

1 0

秒位の違いがあり、またぱらつきもある)かかるが、以降のファイル は

20  ‑3  0

秒で探索できる。 M Tの場合は最初のファイルが5秒程度で、以降のファイ ルは

20‑3 0

秒とほぼ同じ値である。 CMTは最初のファイルが

2

秒程度で、以降のフ ァイルは

10  ‑1 5

秒で探索できた。これらの値をテープ速度に換算すると、

VHS

は

O . 0 0 9  ‑ 0 . 0 1 3  m / s e c

で、 M Tは

4 . 8‑7.2 m / s e c

で、 CMTは

2 . 4 3 ‑ 3 . 6 6  m / s e c

となる。

VHS

テープの値は、表

3

の公称能力の

2 . 8m / s e c

に較べると非常に遅L、。但しこの

2 . 8 m / s e c

という値は、移動匝離が

5 0 . 0 0 0

論理トラック(約

8 0 0M B )

以上の場合のテープ・サ ーチの結果から求められた値である。また

1 0 . 0 0 0

論理トラック(約

1 6 0M B )

程度以下の移 動匝離の場合は、値はかなり小さくなりかっぱらつくことが分かっている。このファイル

~

s 

, §

(lOOMBJ^T) ^FORTRAN

(ARChival Service)

§5. VHSx-^gBcDtttlxX h -SCSI^n

§

Read/Writetl^S.O:File-Mark UM^ti^ §4 ©FORTRAN

-7 T-<)l- "ti-^X'32MB(32008''<Y \-X IQ2A7*a ~, >?) © 6 f i 7 T -Y

, SCSI = r v > K • - > - ? x > X

‑マークの探索速度は、

a 5

で述べるがテープ動作のモード切り換えの時間を含むもので あり実際のファイル・マーク探索の時間ではない。しかしユーザーが、比較的小規模のフ ァイル

000

間以下)を

F O R T R A N

プログラムで探索した場合の速度値となる。

テープの標準ラベルの初期化作業は、 VHSテープ装置は120秒前後必要とし、また 所要時聞のばらつきが大きL、。これに較べM Tは

7

秒、 CMTは

2

秒と所要時聞が非常に 少ないし、時間のばらつきも殆どない。

次いでARCS 

( A R C h i v a l   S e r v i c e )

ソフトにより、 VHSテープをノ〈ックアップの媒 体として、現在の中央計算機のユーザーテ'ィスク(容量約7GB)をパックアップするテスト を行った。このテストは l台のVHS装置で行い約1時間40分かかったが、その間オペレ ータの介在(特にテープの装填等の操作)は必要なく非常に快適な作業であった。通常こ のパックアップ操作は、 4台の3480型CMTを使用し、テープの装着等に注意しながら30 分位の作業である。

~ 5.  VHSテープ装置の性能テスト ー

S C S l

プロトコルよる一 SCSI プロトコル・アナライザーにより~

4

のテストの結果を解析した。

標準ラベルによるテープの初期化作業は、

10

回行われ、テープの排出時間も含め平均 の作業時聞は122.8秒であった。また最大と最小の時間差は10.8秒であり、この差はドラ ムの回転待ちの差と考えられ、ドラムの回転時間差を除くと、各国の差は

0 . 9

秒となる。

また

S C S l

コマンドのシークエンスを詳細にみると、無駄と考えられる動作が多数見受けら れる。例えば初期化することが分かっているのに、テープのヘッダブロックを

r e a d

する動 作が行われるため、それに伴う

r e w i n d

動作があったり、直前に書き込んだデータをベリフ ァイしたりする。これらの処理はアーム・テンション時代のM Tから引き継がれている処 理と思われるが現在の技術水準では不必要と考えられる。このような無駄と考えられる動 作をなくせば、 VHSテープの初期化作業は、約6.5秒前後で終了し、 CMTよりは悪い が、 M Tとはほぼ同じ時間で終了することになる。

R e a d / W r i t e

能力及び

F i l e ‑ M a r k

探索能力は、

a4

の

F O R T R A N

でファイル・マーク探索を テストした結果を解析することにより求めた。このテス卜ではテープ上に標準ラベル付き、

ファイル・サイズ32MBC32008ノ〈イト

x

1024プ口、ソク)の6個ファイルを作成し、テストが

5

回繰り返された。具体的にはこのテストをプロトコル・アナライザーで監視し、そのト レース・データを解析した。このデータでは

R e a d l W r i t e

は、

S C S I

コマンド・シークエンス

C©32KB©7*

G. 3msec,

write B#HJi*:{£-ei6. 2msec, S^CT19.8msecT¥^)T18. lmsecT?&5

a

C

K i § i § « £ t t £ # £ i read*<*bl. 87MB/sec, wr i te*<l. 81MB/sec t ft -So C n t> CD

©sustain

.08MB/secKZ/l. 13HB

hof-

C7 r -f ;U 2

> 2<i©File-Mark

t~2fi©File-Mark ©, 2fflg©File-Mark ©±*^-f-^^»^S&«)-5A:ii>lc 1 j i g ©

x 7

^ VH

") 28.

として、

3 2

聞のデータが1.

0 2 4

回連続して

r e a d / w r i t e

するパターンとなる。この

3 2

聞のプ ロックの

r e a d

時間、は最低で

1 6 . 3 m s e c .

最大で

1 8 . 9 m s e c

で平均では

1 7 . 5 m s e c

である。また

w r i t e

時間は最低で

1 6 . 2 m s e c .

最大で

1 9 . 8 m s e c

で平均で

1 8 .l m s e c

である。この平均の値か らデータ転送速度を計算すると

r e a d

が約1.

8 7

脚/

s e c .  w r  

it.

e

が1.

8 1 M B / s e c

となる。これらの 値は、表

3

の

s u s t a i n

時のデータ転送速度1.

9 6 6

旧

/ s e c

に近い値となっている。

上述の

6

個のラベル付きファイルを

F i 1 e ‑ M a r k

を探索しながら

R e a d / W r i t e

するという観 点から解析した結果を図

4

に示す。図

4

は横軸に

r e a d / w r i t e

したファイル数を縦軸に転送 時聞をとったものであり、この図の直線の傾きから

F i l e ‑ M a r k

探索付きの

r e a d

と

w r i t e

能 力が求まる。その結果

r e a d

及び

w r i t e ( f i l e ‑ m a r k

探索付き)能力は1.

0 8 M B / s e c

及び1.

1 3 M B / s e c

となる。図

4

からも分かるように、

l

個目のファイルを

w r i t e

する場合だけが直線上 にない。説明を分かり易くするため、汎用計算機上の標準ラベル付きデータセットのデー タ及びラベルの構成図を図

5

に示す。図

5

は、ファイル

l

を作成した直後のテープ構成と ファイル

l

の次にファイル

2

を作成した直後のテープ構成が示されている。図

5

からも見 られるように、標準ラベル付きのファイルは、

2

個の

F il e ‑ M a r k

でテープ上の最後のデー タであることが示される。このため

2

個目以降のファイルの

w r it e

は，ファイル最後を示 す

2

個の

F il e ‑ M a r k

の、

2

個目の

F i l e ‑ M a r k

の上からデータを書き始めるために

l

個目の ファイルの書き込み動作と遭うからで去る。

このデータの解析によると、ファイル・マークの探索は、

S C S I

コマンド、から見ると、フ ァイル・マークのスキップによって行われている。このスキップは図

l

に示される、

VH S

テープのコントロール・トラック上のファイル・マークの探索により行われる。このた めファイル・マーク探索は、通常の

r e a d / w r i t e

の動作と違いテープを高速モードで走行さ せる。このため通常モードから高速モードに入るための時間が必要になり、 lファイルの 容量が

3 2 M B

との場合は、データを直接

r e a d / w r i t e

する時間

08

秒前後)よりも、ファイル 探索で

3 2

阻のデータをスキップするほうが時聞がかかり

2 8 . 5

秒前後必要となる。また標準 ラベルを持つ複数ファイルの

r e a d / w r it e

動作では、図

5

で示されるようなファイル・マー クの前後にある

H D R

データと

E O F

データは、通常の

r e a d / w r i t e

動作で行なわれるため、

l

個のファイル探索毎にテープ走行の通常モードと高速モード切替えが行われており時間の 無駄が生じている。言い換えればファイル探索だけで標準ラベル付きファイルの位置づけ を行えば(即ちファイル・マーク数をカウン卜することでファイルの位置づけを行う〉、

時間の削減は非常に大きいと考えられる。これらの無駄な時聞を解消すればファイル・マ

10ー

C©2ElOrewindSI

§ 6.

i l M-780/10S) ©BMC

1.73HB/sec7?**), MT«b8eadjlB*tta«Hl:, write

. C M T i t t l 0 - 1 2ftfcBMHa<j&^*o LOOORTMT. CMTO1/5 - 1 / 3

- l i -

ーク探索はM Tの半分位で行うことが可能となろう。但しこれらの操作は、汎用計算機で のM Tの操作であるため、汎用計算機のデータ管理ソフトウェアを直すか、 VHSテープ 専用のソフトウェアを作成する必要がある。

テープの頭出しに関しては、

2

回ボリューム・ラベルを読むことが行われている。即ち

2

回

r e w i n d

操作が行われており

l

回分完全に無駄となっている。但しこの

2

回の

r e w i n d

操 作は、アーム・テンションのM Tの頭出し(技術水準が低い時)からの歴史を引きずって おり、 VHS側の問題ではない。しかしこの梯な操作は、現在の技術水準から考えれば無 駄である。このため汎用機側でデータ管理ソフトを現在の技術水準に合わせるように変更 するか、 VHS側で操作を行ったと見なして(例えばバッファ内データで)汎用計算機側 に信号を返すことも可能と考えられる。

上述のような改良は、多くは汎用機のデータ管理ソフトウェアに関連するものもあり、

現在の技術水準に合わせて不必要な操作を止めるか、 VHSテープ専用のソフトウェアを 作成する必要がある。またVHSテープ側で不必要と考えられる操作に関しては、操作を 行ったとして汎用機側のに信号を返すことも考えられる。またVHS装置の8胞という大 きなバッファを有効に生かしてバッファ内のデータで動作を完了させることも可能な解で あろう。いずれにしてもこれらの問題が解決できれば、

CMT

の転送能力にはかなわない が、 M Tよりは高速が可能であり、 l巻当たりの容量の大きさ、媒体価格の安さとあいま

って、汎用機のマス・ストレージとしてVHSテープは非常に良いものとなろう。

S  6 .

結び

核研ではVHSテープ装置を、中央計算機(富士通

M ‑ 7 8 0 / 1 0 S )

の

B M C

チャネルとチャ ネル・アダプタ

( T E A C ‑ 4 2 2 0 )

を用いて接続し、各種のテストを行った。

~ 4でも述べた様にVHSテープは、リード、ライト能力がそれぞれ約1.

0 7

晒

/ s e c

と約 1. 

7 3

阻

/ s e c

であり、

MT

と

R e a d

能力はほぼ閉じ、

w r i t e

能力は優れているが、現在中央計 算機の標準的テープ媒体となっている

CMT

よりはデータ転送能力が劣っている。また起 動時間も

MT

に較べて

5‑6

倍、

CMT

とは

10‑1 2

倍も時間がかかる。しかし媒体の

l

巻の価格は約1.

0 0 0

円で

MT. CMT

の1/

5 ‑ 1 1 3

と非常に安く、しかも

l

巻当たり容 量は

1 0 0

倍程度も大きい。また

8

聞の容量をテープ装置に備えることにより、ショートシ ークの連続によるテープへの負荷を避け、市販のビデオテープ

( S ‑ V H S )

の使用で信頼酌r

耐久性の問題はない。

h U - i ? t L t V H S f -

1) =p^«Hftfe INS-T-524C1993)

2) J. Kokame et al., Nucl. Instru. Methods 213_ 317 (1983) 3) WfftttHS*n££& • <*:i:^Computing S ^ ^ ^ W W G

r*.1Sff:OConiputing ^^t^K|f--5^W^[^»J (1993)

, mm

5) H ^ X - f A ^ O X EXB-8500i/'J-X*

6) a i x l / ? h n z n 93NO.580 (1993) 7 ) METRUM PASSWORDS Vol.1 Issuel April(1994) 8 ) S.J. Abbott Image Technology Jan. (1990)

S. J. Abbott IEE Review June 211 (1989)

- 1 2 -

データ転送速度に関してCMTより悪いが、 M Tよりは若干良く、価格、容量の点では はるかにMT. CMTより優れているという特徴は、マス・ストレージとしてVHSテー プが非常に優れていることを意味している。またファイルのパックアップ用の媒体として も、ある程度のサイズのパックアップならば人手の介在も無く(テープの装着・脱着が必 要ない〉優れたものである。

VHSテープは、ハードウェア能力はM Tよりもあることが分かつた。しかし現在のソ フトウェアの管理下(テープ操作は

30

年前のアーム・テンション時代のM Tの技術水準 に合わせて作られている)ではこの能力は生かされていない。この能力を生かすための改 良(データ管理ソフト、 VHS専用ソフトの作成、 VHS側での見なし撮作による操作の 省略、バッファの有効利用等)が、汎用機側又はVHS側で必要である。もし改良ができ れば、媒体の価格、及び容量の圧倒的な優位性が非常に生かされ、次世代のマス・ストレ ージ・システムとして非常に適したものとなる。

この研究は科学研究費試験研究(課題番号

0 5 5 5 4 0 0 2 )

により行われた。またこのレポー トは科研費の成果報告の一部として書かれたものである。

この作業に協力してくれた核研計算機室員、核研担当の(繍富士通のSE諸氏、欄ティア ックの情報機器事業部諸氏に感謝します。

書考文献

1)千葉庫三他

I N S ‑ T ‑ 5 2 4  ( 9 9 3 )  

2 )  J .   K o k a m e  e t   a

l.. 

N u c

l. 

I n s t r u .   M e t h o d s  2 1 3   3 1 7  

(1

9 8 3 )   3 )

核研計算機専門委員会・次世代

C o m p u t i n g

環境等検討

WG

「次世代の

C o m p u t i n g

環境に関する検討報告書

J( 9 9 3 )  

4)平成5年度科学研究費;試験研究 rVHSテープを使用した次世代マス・ストレージ システムの開発研究」 責任者:縞飼熊太郎、分担者:高野元信、浜田俊彦、尾川 正美、鈴木洋一郎、仁木和昭

5 )

日本システムハウス

E X B ‑ 8 5 0 0

シリーズ

6)

日経エレクトロニクス

9 3  N o . 5 8 0   ( 1 9 9 3 )  

7)阻

T R

四

P A S S W O R D SV o l .  1  I s s u e l  A p r i l ( 1 9 9 4 )   8 )  S .   J .   A b b o t t   I m a g e  T e c h n o  l o g y  J a n .   ( 9 9 0 )  

S . J .   A b b o t t   I E E  R e v i e w  J u n e  2 1 1   ( 1 9 8 9 )  

︒

︐

︐

'EA 

si.

Saffftt^S x h U-

^ It

- h . 7-a-y H t t i b T D ^ / ' •/••yi'{C^-St*tl*<*«5> /<'f^-'J- • 7s-

ffi*&Jt«9-Track MT* 1 1 1 /cB|©J8#:©ffifeJto i i t s f i K , tttetfc2 ttf-

Read/Write^^J

H#«|0FORTRAN ( i . FORTRAN ^ • if 5 A JC J; *> Mjg L fc t O f , MT, CMT, VHS f-^ifc#<Bt^n/7A-C*5o

»%»DSCSIMU FORTRAN T 6 f l O « * 7 ^ W * 7 r-f ^*Read/HriteLfc

fll#il©SCSI-File f*i(i, 0

1. ^VfiJU' Z**>tt<DT— 7' -7*—?y

control track ££N file mark set -^file mark

- 13 -

表 及 び 司 の 説 明

表1.可搬型マス・ストレージ

現在存在するテープ型のマス・ストレージの媒体の一覧。但しディスク型のものは 除く。ヘリカル・スキャン型のテープは民生テープの同じ形状のものが多いが、計 算機用は、ショートシークの連続等によるテープ負荷を、テープベースや磁性塗膜 を強化し信頼性/耐久生を高めている。

CMT

の圧縮機構には、ハード的ににショ ート・プロックをまとめてロング・プロックにする機能があり、バイナリー・デー タにも有効である。

表

2 .

可搬型マス・ストレージ性能

相対性能比1= (容量/体積)x速度 相対性能比

2 = 

(容量/体構)x (速度)2 

絶対性能比 =相対性能比1x価格比

価格比は

9 ‑ T r a c kM T

を

l

とした時の媒体の価格比。

性能比lは容量に、性能比2はデータ転送速度に重きを置いた指様である。

表

3 . VHS

テープ装置の基本概要 表

4 . R e a d / W r  i  t e

能力

転送時間は、図3の直線の傾きより計算されたものである。

備考欄の

F O R T R A N

は、

F O R T R A N

プログラムにより測定したもので、

M T

，

C

間:四

S

テープとも全く同じプログラムである。

備考欄の

S C S I

は、

F O R T R A N

で

6

個の標準ラベル付きファイルを

R e a d

lW

r i t e

した 結果の、プロトコル・アナライザのトレース結果の解析結果である。

備考欄の

S C S I ‑ F i l e

付きは、図

4

の直線の傾きより計算されたものである。

図1.ヘリカル・スキャン方式のテープ・フォーマット概略

トラック(データ)はテープ進行方向に対して角度(刊

S ‑ t a p e

では約

6

⁰ )を持っ て即ち螺旋状に書かれる。

2

つのトラックは、各々は本質的に異なったアジマス角 の磁化ストライプで、 2本でlつのフレーム(データ)を構成する。即ちアジマス 角+1

5

。のトラックに続いてアジマス角

‑ 1 5

⁰ のトラックが書かれるようになって いる。

c o n t r o lt r a c k

は、

f i l em a r k  s e t

や

f i l em a r k  s e a r c h

等に使用される。現

ー 1:1一

£VHS-tapeTti, auxiliary track li«ffl*ftTl.>ttl>

2

V H S f — 7 g f i , P611A T-^mW. (6250bpi.9-Track)<!:LT5t*L,fc

o

F 0 R T R A N -fa 7? AK

l 4 S g ^ i A ^ / # S i A * t g ^ / 7 r >f SCSI^n

32MBC32,008 Bytex 1,024 Block),

(a) EU±s 7 r - f / H * f f « B « O t t ! B o (b) EI(i> (a) H K 7 r - f d>2

VOL; volume label „ ' i J f f — 7 ^ l c * * )

N

HDR HDR; Header labelo HRD1 &HD82<Z>2fi]»<£*

E0F;End of File label

O

E0FliE0F2©2i@*<*«3, &

TM; tape mark

o

HDR. EOF.

file mark

- 1 4 -

在

V H S ‑ t a p e

では、

a u x i l i a r yt r a c k

は使用されていない。

A N S I

での標準化作業が現 在進行中である。

図

2 VHS

テープ接続図

VHS

テープ装置、

1 1 6 1 1 A

テープ装置

C 6 2 5 0 b p i . 9 ‑ T r a c k )

として定義した。

図

3

読み込み/書き込み能力

FORTRANプログラムによる解析結果。

縦軸は転送時間、横軸は転送量。表

4

の転送速度は、直線の勾配から求められた。

図

4

読み込み/書き込み能力/ファイル探索能力

S C S I

プロトコル・アナライザーによる解析結果。

縦軸は転送時間、横軸はファイル数で表された転送量。 lファイルの大きさは、

3 2

阻

( 3 2 . 0 0 8B y t e  

x 1. 

0 2 4  B  l o c k )

、転送速度は、直線の勾配から求められた。

図5 標準ラベル付きテープの構成

(a)図は、ファイルlを作成直後の状態。 (b)図は、 (a)図にファイル2を付け 加えた直後の状態。

V O L ;   v o l u m e   l a b e l  

。必ずテープ頭にあり、

H D R

の前にある。

H D R ;  H e a d e r   l a b e l o   H R D l

と

H D

胞の

2

個があり、見出しラベル群である。

H O F ; H n d  o f   F i l e   l a b e l  

⁰ 

H O F 1

と

E O F 2

の

2

個があり、終わりラベル群である。

T M ;   t a p e  m a r k  

⁰ 

H D R .   E O

I1.及びデータの後ろに作られる。本文中では

f i  l e   m a r k

と記述してL情。

‑14一

9-Track MT (1/2" tape)

CMTC 3480') (' 3490') 4mm Tape

(DAT) 1/4"Tape

(DCT) 8mm Tape (Exabyte) 12. 7mm Tape (VHS) 19mm Tape

(DIR) Optical Tape

12.7mm Tape (DLT)

(GB/Vol) 0.16

0.2*

0.8*

2 • 4 * 1.35 5 2.5*

5 • 14.5*

21.0*

95

1000

10 * 20 *

(MB/sec) 0. 3 ~ 1 . 1

3 - 4 . 5 4.5 ~ 6

2;0.2 0.51 0.6 0.88 0.15—0.25 0. 3 ~ 0 . 5

0 ~ 4 0 —4 1-32

0-3

0-4.5

» m

(3Btt/W*H*T) 2700 erf (30*30*3)

295 cnf (13.2*10.6*2.3)

55 cnf (7.6*5.5*1.2)

380 erf (16.1*10.7*2.2)

135 enf (6.7*10.1*2)

460 erf (18.7*10. 3*2.4)

2500 erf (37*21*3)

3600 erf (30*30*4)

275 erf (10.4*10.4*2.5)

PiB. 9-track, 6250bpi

18-track, 38, OOObpi 36-track, 76, OOObpi

30-track, 52, OOObpi

2 JWfflr-7 3 B*Hf-7

Write-once

128-track, 82, OOObpi

-* Uottt 2 - 5

形式 容量 速度 体 積 その他

( G B / V o  ( )   ( M B / s e c )  

(形状

/ W

州事T)

9 ‑ T r a c k

前

O .   1 6   0 . 3  

‑1. 

1  2 7 0 0  c n f  

円形.

9 ‑ t r a c k .   6 2 5 0 b p i   0 / 2 "   t a p e )   ( 3 0 * 3 0 * 3 )  

C

聞、('

3 4 8 0 '  )  0 . 2 ・ 3 ‑ 4 . 5   2 9 5  c n f   1 8 ‑ t r a c k .   3 8 . 0 0 0 b p i   (

'

  3 4 9 0 '  )  0 . 8 ・ 4 . 5  ‑6  0 3 . 2 * 1 0 . 6

事

2 . 3 ) 3 6 ‑ t r a c k .   7 6 . 0 0 0 b p i   4 m m  T a p e   2 ・

^孟

0 . 2 5 5  c n f  

( D A

T) 

4 ・ 0 . 5 1   ( 7 . 6 * 5 . 5

申1.

2 )  

1/

4 "  T a p e  

1. 

3 5   0 . 6   3 8 0  c n f   3 0 ‑ t r a c k .  5 2 .  O O O b p i   C D C

T) 

5  0 . 8 8  

<1

6 .

1*

1 0 . 7

申

2 . 2 )

8 m m  T a p e   2 . 5 ・ 0 . 1 5 ‑ 0 . 2 5   1 3 5  c n f   ( E x a b y t e )   5 ・ 0 . 3  ‑ 0 . 5   ( 6 .  7 *  1 0 .  

1*

2 )  

1 2 .  7 m m  T a p e   1 4 . 5 ・ 0‑4 

460 

c n f   2

時間トプ

C V H S )   2

1. 

0 ・ 0‑4  0 8 .  7 *  1 0 .  3 * 2 .  4 )   3

時間テープ

1 9 m m  T a p e   9 5   1 ‑ 3 2   2 5 0 0  

cnf 

( D I R )   ( 3 7 * 2 1

月)

O p  

ti 

c a  1  T a p e   1 0 0 0   0‑3  3 6 0 0  c n f   W r i t e ‑ o n c e   ( 3 0

申

3 0 * 4 )

円形

1 2 .  7 m m  T a p e   1 0 ・ 0 ‑ 4 . 5   2 7 5  c n f   1 2 8 ‑ t r a c k .   8 2 . 0 0 0 b p i   C D L T )   2 0 ・ 0 0 . 4 * 1 0 . 4

申

2 . 5 )

」ー

*印は圧縮機構(デサ

E

よって院

2‑5

倍の圧縮が可能)

表 l ^{可 撮 型 マ ス ・ ス ト レ ー ジ}

9-Track MT CMTC3480)

(3490) 4mm Tape

(DAT) l/4"Tape

(DCT) 8mm Tape (Exabyte) 12.7mmTape

(VHS) 19mm Tape

(DIR) Optical

Tape 12.7mmTape (DLT)

®m/#m

(MB/cnf)

0.06 0.68 2.71 36.36 72.73 5.53 13.16 18.52 37.03 31.52 45.65 38.00

277.78

36.36 72.73

ffli

&fl&Jtl

0.07 2.04 12.20 7.27 37.09 2.76 10.26 4.63 18.52 47.28 68.48 304.0

833. 33

45.45 109.10

14fi6Jt2

0.07 6.12 54.88 1.45 18.92 1.38 8.01 1.16 9.26 70.92 102.71 2432.0

2500.0

56.81 163.64

163*

ttflUfc

0.07 4.08 20.33 18.18 74.18 2.30 5.13 9.26 37.04 236.40 342.40 24.13

4.17

22.73 54.55

(MB/s) ( R) 1.1 5,000 3.0 2, 500 4.5 3,000 0.2 2, 500 0. 51 2,500 0.5 6. 000 0.78 10,000 0.25 2, 500 0.50 2,500 1.5 1.000 1.5 1.000 8.0 63,000

3.0 1.000, 000

1.25 10,000 1.5 10,000

a) «*ftt«ufci=( mm/ mo

形式 容量/体積 相対 相対 絶対 その他

C M B ! c n

r)  性能比l 性能比

2

性能比 速度 価格

C M B ! s )  

(円)

9 ‑ T r a c k

削

0 . 0 6   0 . 0 7   0 . 0 7   0 . 0 7  

1.

1  5 . 0 0 0   C M T ( 3 4 8 0 )   0 . 6 8   2 . 0 4   6 .   1 2   4 . 0 8   3 . 0   2 .   5 0 0   ( 3 4 9 0 )   2 .   7 1   1 2 . 2 0   5 4 . 8 8   2 0 . 3 3   4 . 5   3 . 0 0 0   4 m m  T a p e   3 6 . 3 6   7 . 2 7  

1. 

4 5   1 8 .  1 8   0 . 2   2 . 5 0 0   C D A

T) 

7 2 .  7 3   3 7 . 0 9   1 8 . 9 2   7 4 .  1 8   0 . 5 1   2 . 5 0 0   1 1 4 "  T a p e   5 . 5 3   2 .  7 6  

1. 

3 8   2 . 3 0   0 . 5   6 . 0 0 0   ( D C T )   1 3 . 1 6   1 0 . 2 6   8 . 0 1   5 .   1 3   O .   1 8   1 0 . 0 0 0   8 m m  T a p e   1 8 . 5 2   4 . 6 3  

1. 

1 6   9 . 2 6   0 . 2 5   2 . 5 0 0   ( E x a b y t e )   3 7 . 0 3   1 8 . 5 2   9 . 2 6   3 7 . 0 4   0 . 5 0   2 . 5 0 0   1 2 .  7 m m T a p e   3

1. 

5 2   4 7 . 2 8   7 0 . 9 2   2 3 6 . 4 0  

1.

5 

1. 

0 0 0  

(VHS) 

4 5 . 6 5   6 8 . 4 8   1 0 2 .  7 1   3 4 2 . 4 0  

1.

5 

1. 

0 0 0  

ー

1 9

皿

T a p e 3 8 . 0 0   3 0 4 . 0   2 4 3 2 . 0   2 4 .  1 3   8 . 0   6 3 . 0 0 0   ( D I R )  

O p t i c a l   2 7 7 .  7 8   8 3 3 . 3 3   2 5 0 0 . 0   4 . 1 7   3 .  0 

1. 

0 0 0 .  0 0 0   T a p e  

1 2 .  7 m m T a p e   3 6 . 3 6   4 5 . 4 5   5 6 . 8 1   2 2 .  7 3  

1. 

2 5  

i 

( D L T )   7 2 .  7 3   1 0 9 . 1 0   1 6 3 . 6 4   5 4 . 5 5  

1.

5  1 0 . 0 0 0  

」ー

注)相対性能比1=(容量/体積)x速度

"  2 =  C  "  )  x 

(速度)2 絶 対 性 能 比 三 相 対 性 能 比

1

x価格比

表 2 可 撮 型 マ ス ・ ス ト レ ー ジ 性 能

‑](j一