Una unidad de cinta es un dispositivo de almacenamiento de datos que lee y escribe datos en una cinta magnética . El almacenamiento de datos en cinta magnética se utiliza normalmente para el almacenamiento de datos de archivo fuera de línea. Los soportes en cinta generalmente tienen un costo unitario favorable y una larga estabilidad de archivo.
Una unidad de cinta proporciona almacenamiento de acceso secuencial , a diferencia de una unidad de disco duro , que proporciona almacenamiento de acceso directo . Una unidad de disco puede moverse a cualquier posición del disco en unos pocos milisegundos, pero una unidad de cinta debe enrollar físicamente la cinta entre los carretes para leer un dato en particular. Como resultado, las unidades de cinta tienen tiempos de acceso promedio muy largos . Sin embargo, las unidades de cinta pueden transmitir datos muy rápidamente desde una cinta cuando se alcanza la posición requerida. Por ejemplo, a partir de 2017, Linear Tape-Open (LTO) admite velocidades de transferencia de datos continua de hasta 360 MB/s, una velocidad comparable a la de las unidades de disco duro.[actualizar]
Las unidades de cinta magnética con capacidades de menos de un megabyte se utilizaron por primera vez para el almacenamiento de datos en computadoras centrales en la década de 1950. A partir de 2018 [actualizar], estaban disponibles capacidades de 20 terabytes o más de datos sin comprimir por cartucho.
En los primeros sistemas informáticos, la cinta magnética servía como principal medio de almacenamiento porque, aunque las unidades eran caras, las cintas eran económicas. Algunos sistemas informáticos ejecutaban el sistema operativo en unidades de cinta como DECtape . DECtape tenía bloques indexados de tamaño fijo que podían reescribirse sin alterar otros bloques, por lo que DECtape podía usarse como una unidad de disco lenta.
Las unidades de cinta de datos pueden utilizar técnicas avanzadas de integridad de datos, como corrección de errores directos de varios niveles, distribución por secuencias y diseño serpenteante lineal para escribir datos en cinta.
Las unidades de cinta se pueden conectar a una computadora con SCSI , Fibre Channel , SATA , USB , FireWire , FICON u otras interfaces. [a] Las unidades de cinta se utilizan con cargadores automáticos y bibliotecas de cintas que cargan, descargan y almacenan automáticamente varias cintas, lo que aumenta el volumen de datos que se pueden almacenar sin intervención manual.
En los primeros días de la informática doméstica , las unidades de disquete y disco duro eran muy caras. Muchas computadoras tenían una interfaz para almacenar datos a través de una grabadora de audio , generalmente en casetes compactos . También se diseñaron unidades de cinta dedicadas simples, como la profesional DECtape y el hogareño ZX Microdrive y Rotronics Wafadrive , para un almacenamiento de datos económico. Sin embargo, la caída de los precios de las unidades de disco hizo que esas alternativas quedaran obsoletas.
Como algunos datos se pueden comprimir a un tamaño más pequeño que los archivos originales, se ha vuelto común cuando se comercializan unidades de cinta indicar la capacidad suponiendo una relación de compresión de 2:1; por tanto, una cinta con una capacidad de 80 GB se vendería como "80/160". La verdadera capacidad de almacenamiento también se conoce como capacidad nativa o capacidad bruta. La tasa de compresión realmente alcanzable depende de los datos que se comprimen. Algunos datos tienen poca redundancia; Los archivos de vídeo grandes, por ejemplo, ya utilizan compresión y no se pueden comprimir más. Por otro lado, una base de datos con entradas repetitivas puede permitir relaciones de compresión mejores que 10:1.
Un efecto desventajoso denominadoEl lustrado de zapatos ocurre durante la lectura/escritura si la velocidad de transferencia de datos cae por debajo del umbral mínimo en el que los cabezales de la unidad de cinta fueron diseñados para transferir datos hacia o desde una cinta en funcionamiento continuo. En esta situación, la unidad de cinta moderna de funcionamiento rápido no puede detener la cinta instantáneamente. En cambio, la unidad debe desacelerar y detener la cinta, rebobinarla una distancia corta, reiniciarla, volver a colocarla en el punto en el que se detuvo la transmisión y luego reanudar la operación. Si la condición se repite, el movimiento resultante de la cinta hacia adelante y hacia atrás se asemeja al delustrar zapatos con un paño. El lustrado de zapatos disminuye la velocidad de transferencia de datos alcanzable, la vida útil de la unidad y la cinta y la capacidad de la cinta.
En las primeras unidades de cinta, la transferencia de datos no continua era normal e inevitable. La potencia de procesamiento de la computadora y la memoria disponible generalmente eran insuficientes para proporcionar un flujo constante, por lo que las unidades de cinta generalmente se diseñaban para una operación de arranque y parada . Los primeros accionamientos utilizaban carretes muy grandes, que necesariamente tenían una gran inercia y no arrancaban ni paraban de moverse con facilidad. Para proporcionar un alto rendimiento de arranque, parada y búsqueda, se extendieron varios pies de cinta suelta y un ventilador de succión los arrastró hacia dos canales profundos abiertos a cada lado del cabezal de la cinta y los cabrestantes . Los largos y delgados bucles de cinta que colgaban de estas columnas de vacío tenían mucha menos inercia que los dos carretes y podían iniciarse, detenerse y reposicionarse rápidamente. Los carretes grandes se moverían según fuera necesario para mantener la cinta floja en las columnas de vacío.
Más tarde, la mayoría de las unidades de cinta de la década de 1980 introdujeron el uso de un búfer de datos interno para reducir un poco las situaciones de arranque y parada. [b] Estas unidades a menudo se denominan transmisores de cinta . La cinta se detenía sólo cuando el buffer no contenía datos para escribir , o cuando estaba lleno de datos durante la lectura. A medida que estuvieron disponibles unidades de cinta más rápidas, a pesar de estar amortiguadas, las unidades comenzaron a sufrir la secuencia de lustrado de parada, rebobinado y arranque.
Algunas unidades más nuevas tienen varias velocidades e implementan algoritmos que hacen coincidir dinámicamente el nivel de velocidad de la cinta con la velocidad de datos de la computadora. Los niveles de velocidad de ejemplo podrían ser 50 por ciento, 75 por ciento y 100 por ciento de la velocidad máxima. Una computadora que transmite datos a una velocidad más lenta que el nivel de velocidad más bajo (por ejemplo, al 49 por ciento) seguirá causando lustrado de zapatos.
La cinta magnética suele alojarse en una carcasa conocida como casete o cartucho (por ejemplo, el cartucho de 4 pistas y el casete compacto ). El casete contiene cinta magnética para proporcionar diferentes contenidos de audio usando el mismo reproductor. La cubierta exterior, hecha de plástico, a veces con placas y piezas de metal, permite un fácil manejo de la frágil cinta, haciéndola mucho más cómoda y robusta que tener carretes de cinta expuestos. Las grabadoras de cintas de audio en casete analógicas simples se usaban comúnmente para el almacenamiento y distribución de datos en computadoras domésticas en una época en la que las unidades de disquete eran muy caras. El Commodore Datasette era una versión de datos dedicada que utilizaba el mismo medio.
Los fabricantes suelen especificar la capacidad de las cintas utilizando técnicas de compresión de datos; la compresibilidad varía para diferentes datos (normalmente de 2:1 a 8:1) y es posible que no se alcance la capacidad especificada para algunos tipos de datos reales. En 2014 [actualizar], todavía se estaban desarrollando unidades de cinta con capacidad mayor.
En 2011, Fujifilm e IBM anunciaron que habían podido registrar 29,5 mil millones de bits por pulgada cuadrada con medios de cinta magnética desarrollados utilizando nanotecnologías y partículas de ferrita de bario (BaFe), lo que permitió unidades con una capacidad de cinta real (sin comprimir) de 35 TB. [17] [18] No se esperaba que la tecnología estuviera disponible comercialmente durante al menos una década.
En 2014, Sony e IBM anunciaron que habían podido grabar 148 mil millones de bits por pulgada cuadrada con cintas magnéticas desarrolladas utilizando una nueva tecnología de formación de películas delgadas al vacío capaz de formar partículas de cristal extremadamente finas, lo que permite una capacidad real de cinta de 185 TB. [19] [20]
El 15 de diciembre de 2020, Fujifilm e IBM anunciaron una tecnología de ferrita de estroncio (SrFe) capaz, en teoría, de almacenar 580 TB por cartucho de cinta. [21]
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