LTO

1. 개요2. 특징3. 드라이브 종류

3.1. 폼 팩터 분류3.2. 설치 형태 분류3.3. 연결방식 분류

4. 카트리지 종류

4.1. 기능적 분류4.2. 기술적 분류

5. LTFS

1. 개요

LTO( Linear Tape-Open) 공개 선형 자기 테이프 저장 규격 #[1]

현재 사용중인 LTO 규격

미래에 나올 LTO 로드맵

데이터를 저장하는 자기 테이프 매체 규격 중 하나이다. 자기 테이프는 하드디스크가 나오기 훨씬 이전부터 컴퓨터의 데이터를 저장하고 백업하기 위해 널리 쓰여온 매체이다. 과거 애플 II라든지 MSX를 써본 경험이 있는 아재급 컴퓨터 이용자들은 카세트테이프에 게임을 저장해 놓고 로딩해 본 경험들이 있을 것인데 이것도 엄연히 자기 테이프 저장의 일종이다. 이러한 자기 테이프는 특히 기업이나 관공서 등에서 대용량 데이터를 보관하기 위해서 널리 쓰여왔다.

이전에는 여러 기업들이 독자적인 형식으로 자기 테이프 저장 방식을 개발했지만, 그에 따라 표준적인 운용이 어려울 뿐만 아니라 생산단가가 비싸 비용이 증가하는 단점이 있었다. 이러한 한계를 극복하고자 1990년대 후반 들어 휴렛 팩커드( HPE), IBM, 퀀텀 [2]이 이른바 'LTO 컨소시엄'을 설립해 표준적인 자기 테이프 저장 기술을 개발했다. 그리고 2000년에 처음으로 LTO 상용 제품이 출시되었다. 공개 표준으로 개발한 기술이기 때문에 어느 회사나 LTO 컨소시엄에 가입하면 테이프 및 드라이브를 생산할 수 있다. 현재는 카트리지만 하더라도 HPE, 소니, 후지필름, 이메이션(Imation), maxell 등 여러 매체 회사에서 LTO를 생산하고 있다.[3]

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휴렛 팩커드(HP)에서 생산한 LTO-7 테이프 카트리지[4][5]

소니(Sony)에서 생산한 LTO 카트리지 20개들이 팩[6]

2. 특징

2000년에 최초 출시된 제품, 즉 LTO-1은 카트리지 테이프 하나에 100GB의 데이터를 담을 수 있는데, 당시 하드 디스크 드라이브와 비교가 되지 않을 정도로 대용량이었다. LTO는 버전이 올라갈수록 카트리지 규격을 그대로 유지하면서도 저장 용량은 전 세대 대비 1.5배 또는 2배로 증가하는데, LTO-7은 원본 6TB/압축 15TB, LTO-8은 원본 12TB/압축 30TB, LTO-9는 원본 18TB/압축 45TB의 용량을 가진다.[7] LTO-8 테이프 카트리지 하나 가격이 5~6세대는 5만원 정도, 7~8세대는 10만원에 구할수 있는걸 감안하면 뛰어난 가성비. 또한 세대가 올라갈수록 저장 용량만 늘어나는게 아니라 전송 속도도 빨라진다. 현재 LTO 컨소시엄은 12세대까지의 규격을 발표했는데, 무압축이 192TB, 압축이 480TB이라는 엄청난 용량이다.[8]

또한 자기 테이프 문서에도 설명되어 있지만 하드디스크에 비해 장기 저장의 안정성이 매우 높다는 것이 가장 큰 장점이다. HDD는 일반적으로 보증 수명을 3~5년 정도로 보는 반면에 자기 테이프는 이보다는 훨씬 긴 15~30년 정도다.

단점은 온도와 습도 같은 기후 변화와 먼지에 취약해 관리되지 않은 환경에선 기대 수명보다 훨씬 수명이 짧을 수 있다는 것이다. 또한 테이프를 오래 보관/사용할 수 있지만 그것을 물리는 드라이브가 기계 장치라 테이프 끼임/씹힘 등의 고장이 생각보다 잦게 보고된다.[9] 한번 도입한다면 테이프가 드라이브와 호환 가능한 3세대의 기간 안에 드라이브와 테이프를 신규 모델로 교체해가며 써야할 필요성이 있다. 테이프라는 매체의 특성상 순차적 접근 방식을 쓰고 있기 때문에 임의 접근 성능은 하드디스크에 비해 현저히 떨어진다. 그렇기 때문에 테이프에 기록하는 기록 시간 자체가 오래걸린다. LTO-5 기준으로 테이프 하나당 기록에만 약 3~4시간 가량이 소요되고, 이걸 다시 검증까지 하면 7~9시간 가량이 소요된다.

이러한 특징 때문에 대기업이나 은행, 정부 등의 대용량 기록 보관용으로 쓰이고 있다. 은행 등은 아주 예전부터 자기 테이프로 기록 보관을 하던 곳들인데 심지어 카트리지 부피도 이전에 비해 현저히 작아진데다가 표준 규격화되어서 여러 회사에서 저렴한 가격으로 제품을 생산 판매하고 있으니 흔하게 사용하고 있다. 덕분에 현재 대규모 테이프 기록 보관 시장은 LTO 규격으로 통합되었으며, 오늘날에도 수많은 대기업들은 기록을 보관하기 위해 부지런히 LTO 카트리지를 박스째로 구매하고 있다. 전 세계에서 LTO 카트리지를 가장 많이 구매하는 곳은 구글이라고 한다.

설계상의 특징으로는 흔히 테이프 하면 떠올리는 카세트테이프와 VHS의 듀얼 릴 카트리지와는 다르게 싱글 릴 카트리지 구조를 가지고 있다. 즉 테이프가 카트리지 내의 두 개의 바퀴에서 양쪽으로 이동하면서 감기는 방식이 아닌, 카트리지 내부에는 테이프가 감긴 하나의 바퀴만 있고 테이프의 바깥쪽 끝이 카트리지의 밖으로 나와 드라이브 내의 다른 바퀴에 감기면서 이동한다. 싱글 릴 테이프의 장점은 카트리지 부피 대비 테이프 탑재량을 높일 수 있다는 것이고, 단점은 테이프를 전부 되감아 회수하기 전 까지는 카트리지를 드라이브에서 제거할 수 없다는 것이다. 이는 카세트테이프는 되감지 않고서도 중간에 꺼내버릴 수 있는 것과 비교된다. 하지만 대부분의 LTO 테이프는 매우 적은 횟수만 작성되고 이에 비해 매우 오랜 시간 가만히 보관하므로 싱글 릴 방식이 효율적이다.

구글(Google)의 테이프 저장 라이브러리[10][11]

같은 용량의 데이터를 10년간 저장할 경우, LTO-8세대를 기준으로 디스크 기반 스토리지에 비해 총소유 비용(TCO)을 무려 86% 절약할 수 있다는 연구 결과가 보도되었다. 관련기사

자기 테이프이기 때문에 테이프 드라이브 헤더 부분을 주기적으로 청소할 필요가 있다. 예전에 카세트 레코더나 비디오테이프를 이용해본 경험이 있는 사람이라면 클리닝 테이프를 쓰거나 솜에 알코올을 묻혀 헤더를 청소해 본 경험이 있을 것이다. 마찬가지로 LTO 드라이브용 클리닝 테이프도 있으며, LTO를 많이 사용하는 곳에는 주기적으로 클리닝 테이프를 이용한다.

개인이 보관하는 데이터의 양도 빠른 속도로 증가하고 있으나, 그렇다고 개인용으로 LTO가 보급되기에는 난점이 많다. 더 익숙하고 사용하기 편하고 빠른 하드 디스크 드라이브의 가격 대비 용량도 계속 증가하고 있으며, LTO는 카트리지 테이프는 싼 반면 드라이브 장치가 매우 비싸기 때문에[12] 보유 용량이 수백 TB를 넘기지 않는 이상 가격 대비 용량이 하드 디스크에 밀린다. 또한 테이프 구동시 발생하는 소음이 매우 크고, 임의 데이터 읽기가 매우 느려 중간 부분에 있는 파일을 검색하는데 시간이 오래 걸린다. [13] 따라서 수백 TB 이상의 데이터를 다루지 않는 이상 개인에게 실용성은 없다고 보는 편이 좋다. 그럼에도, 개인적인 호기심 또는 테이프에 정보를 저장한다는 특유의 매커니즘 으로 인해 LTO-4~6 정도의 구형 제품을 저렴하게 구해 사용해보는 컴퓨터 동호인들이 꽤 있다.

LTO 테이프 카트리지를 폐기할 때는 디가우저를 이용해 테이프의 자성을 제거하거나 물리적으로 파괴한다. 자성이 한 번 제거된 테이프는 정보가 사라짐은 물론 포맷 후 재활용조차 불가능해 버리는 수밖에 없다. 만약 개인적인 목적으로 중고 테이프 카트리지를 구매할 때는 외관이 멀쩡하더라도 이것이 디가우징되지 않고 재사용 가능한 제품인지를 반드시 확인할 필요가 있다. 서버실에서 퇴역된 테이프는 보안상의 이유로 대부분 디가우징하기 때문에 자칫 쓰레기를 돈 주고 사는 경우가 생길 수 있다.

3. 드라이브 종류

3.1. 폼 팩터 분류

Half-Height 드라이브 (HH)

5.25" 규격 높이 한 칸(1U) 크기의 드라이브이다.

Full-Height 드라이브 (FH)

5.25" 규격 높이 두 칸(2U) 크기의 드라이브이다. 크기가 큰 대신 HH에 비해 약 1.2배 빠른 작동 속도와 약 3.7배 긴 작동 수명을 가진다. PDF

3.2. 설치 형태 분류

로더 내장형

PTL 장치(테이프 오토로더) 내부에 설치되어 있는 드라이브로, 5.25" 폼 팩터에 가이드 프레임을 장착한 형태이다. 가이드 프레임을 제거하면 5.25" 폼 팩터와 동일하지만 전면에 도어와 버튼이 없다. 후면에 핸들이 장착되어 있어 고장 발생시 장비의 후면에서 빠르게 드라이브만 교체할 수 있다.

전면 설치형

사람이 직접 테이프를 삽입할 수 있도록 랙마운트 케이스 또는 타워형 케이스 전면에 설치되는 드라이브로, 먼지 유입 방지를 위한 도어와 테이프 꺼내기 버튼, 그리고 작동 상태 표시등이 달려 있다. 일반적으로 PC에 장착되는 CD롬과 동일한 포지션이다.

외장형

전면 설치형 드라이브를 외장 케이스에 설치한 것으로, 기존 내장 SAS로 연결되는 드라이브를 외장 SAS, USB 또는 썬더볼트로 변환하여 연결 편의성을 높인 형태이다.

블레이드형

전면 설치형 드라이브를 블레이드 서버 섀시에 설치해 블레이드 랙에 장착할 수 있도록 구성한 유닛이다. 구조상 세로 방향으로 설치되는 경우가 많다.

3.3. 연결방식 분류

SCSI 방식

레거시 SCSI 방식으로, 느린 속도로 병목이 발생함에도 기존 시스템에 하위호환을 위해 LTO-4까지 SCSI 방식으로 연결되는 드라이브가 존재한다.

SAS(Serial Attached SCSI) 방식

SAS 6Gb를 지원하는 연결 방식으로 SAS HBA 카드를 통해 연결한다.

FC(Fiber Channel) 방식

FC 4Gb 또는 FC 8Gb를 지원하는 연결 방식으로 FC HBA 카드를 통해 연결한다.

4. 카트리지 종류

4.1. 기능적 분류

RW 카트리지

반복적으로 읽고 쓸 수 있는 가장 기본적인 카트리지이다. 라벨 부착부 왼쪽에 쓰기 방지 셔터를 닫으면 읽기 전용이 된다.

WORM 카트리지

WORM은 'Write Once Read Many'의 약자로, 최초 한 번의 기록 이후 재기록 할 수 없고 읽기 전용으로 작동한다. 중요한 데이터를 아카이빙할 때 기존의 내용을 실수로 덮어씌우거나 지우는 등의 자료 손실을 방지하기 위해 사용된다. 쓰기 방지 셔터의 조작이 의미 없으므로 열림 고정되어 있으며 또한 세대에 관계없이 LTFS를 지원하지 않는다. 구분을 위해 카트리지 하단 케이싱이 상단과 다른 색(주로 회색)이다.

클리닝 카트리지

드라이브 헤더를 청소하기 위한 클리닝 카트리지이다. 클리닝 테이프 1개는 약 50번 사용할 수 있으며, 세대 구분이 없다. 헤더 청소 빈도는 환경에 따라 매우 다르지만 기업체에서는 대략 10회의 full-backup(약 100시간~150시간)당 1회 청소할 것을 권고한다.

4.2. 기술적 분류

테이프 코팅 물질에 따른 입자 크기 차이를 나타낸 사진. 입자가 작을 수록 단위 면적당 더 많은 정보를 저장할 수 있다.

MP 카트리지

MP(Metal Particle)는 철-코발트-니켈 합금으로 코팅된 일반적인 자기테이프 소재이다. LTO-1 부터 LTO-6까지 사용되었다.

BaFe 카트리지

BaFe는 바륨 페라이트로, MP보다 입자가 작아 기록 밀도를 크게 높일 수 있다. MP를 이용한 단위 부피당 기록량이 한계에 달한 LTO-6부터 도입되어 최신 세대인 LTO-9까지 모두 BaFe를 사용한다.
LTO-6 카트리지에는 MP와 BaFe 두 종류가 모두 있으며, LTO-7 드라이브는 LTO-6에 대한 하위호환이 지원되지만 LTO-6 MP 카트리지를 이용할 때 드라이브 헤드에 부산물(debris)이 남아 수명에 악영향을 미칠 수 있다고 한다. #

SrFe 카트리지

SrFe는 바륨 페라이트보다 더 작은 입자 크기를 가지는 스트론튬 페라이트로, 후지필름과 IBM이 이 소재를 이용하여 이론적으로 580TB 용량의 단일 테이프를 구성할 수 있을 것이라는 연구 결과를 냈으며 로드맵상 13세대부터 도입 예정인 것으로 알려져 있다. #

5. LTFS

LTO-5부터 LTFS(Linear Tape File System)이라는 파일 시스템을 사용할 수 있다. LTO-5 이후부터 지원하는 트랙 파티셔닝 기능을 활용하는 것으로, 파일시스템 메타데이터를 저장하기 위한 트랙을 구성하여 아주 조금의 용량 손실이 생긴다. LTFS는 호환성을 위해 만들어진 표준 규격이므로 제조사별 소프트웨어와 HBA 컨트롤러가 지원한다면 테이프 드라이브를 윈도우(또는 타 OS) 파일 시스템에 마운트하여 일반 하드 드라이브의 탐색과 같이 사용할 수 있다. 다만 파일 하나를 열 때 마다 해당 위치로 테이프를 감아야 하므로 읽기 속도는 형용할 수 없을 정도로 느리며 영상 파일 같은 순차 재생 데이터는 바로 재생할 수는 있지만 끊기거나 갑자기 빠르게 돌아가는 등 난점이 많다. 이런 문제는 LTO 드라이브가 파일을 읽는 속도가 영상 재생 속도보다 빠르지만 저장매체 특성상 정해진 속도보다 느리게 읽을 수는 없기 때문에 발생한다. 또한 한번 쓰고 지운 영역은 다시 포맷하기 전까지 추가 기록에 이용할 수 없다. 또 다른 단점으로는 윈도우 파일 시스템이 자동으로 메타데이터를 수정하는 것을 막기 위해 파일이 오프라인 상태로 인식되도록 에뮬레이션 하여 영상과 사진 저장 시 썸네일을 이용할 수 없다. 따라서 LTFS를 이용하더라도 테이프는 데이터를 수시로 읽고 쓰기보다는 백업 용도로만 사용하는 것이 바람직하다.

[1] 한국어 위키피디아는 리니어 테이프 오픈이라는 제목으로 문서가 등재되어 있다. [2] 원래는 시게이트가 컨소시엄의 일원이었는데, 테이프 부문을 분사시켰고 이 분사된 테이프 부문을 퀀텀이 사들여서 이렇게 된 것 [3] 이들 회사들을 잘 보면, 과거에 카세트테이프나 비디오테이프를 생산하다 수요 감소에 따라 타격을 입은 곳들이 꽤 있다. 그때의 테이프 기술력이 나름 살아남아 LTO로 전수되었다고 봐도 될 듯. [4] 102.0 × 105.4 × 21.5 mm [5] 왼쪽 하단의 셔터는 쓰기 잠금 기능, 오른쪽 상단 옆면의 셔터는 테이프가 나오는 출구이다. [6] 대량 구매자를 위한 효율적인 포장. 개인이나 소규모 업체용의 낱개 포장도 존재한다. [7] 압축 용량은 테이프 드라이브용 하드웨어 압축 기술을 통한 최대 압축률인 2.5:1을 기반으로 표기되며, 로그 등 텍스트 기반 데이터가 아닌 영상자료 등을 저장할 시에는 현대 영상포맷은 이미 논리적으로 최대 압축이 되어있기 때문에 추가적인 압축이 거의 되지 않는다. [8] 각 세대별 저장 용량에 대한 위키피디아(영문) 문서 # [9] 따라서 테이프 백업을 운용하는 대부분의 기업은 고가용성이 필요 없는 단순 백업임에도 불구하고 RAID와 비슷하게 패리티 테이프를 구성해 개별 테이프의 손망실이 곧 데이터의 손상으로 이어지지 않도록 대비한다. [10] 저 화려한 바코드 하나하나가 테이프이다. [11] Storagetek SL8500 모델로, 어지간한 방 보다도 큰 사이즈의 초대형 PTL 기기이다. 구동영상 [12] 개인 채널에서 구하려면 최신 기준 1~2세대 이전의 드라이브는 300~500만원을 호가하고 최신 세대 드라이브는 800만원 이상이다. # [13] LTO-7 기준 중간쯤에 있는 파일을 읽어서 복사하려면 파일을 찾기 기능을 이용해 찾는데 15~20분 가량 소요된다.