驱动器、磁带装置和磁带存储系统的制作方法

本公开主要涉及存储，更具体地，涉及一种磁带驱动器、磁带装置以及磁带存储系统。

背景技术：

1、磁带存储设备或存储器可以通过磁带来实现数据存储。作为一种非易失性存储介质的磁带由具有可磁化覆盖材料的带状物组成，并且通常采用卷绕的方式进行封装。磁带存储设备一般以顺序的方式存取数据，并且存储数据后的磁带能够单独保存并可以通过磁带驱动器读出数据。此外，磁带存储具有存储容量大、低成本、低能耗并且易于携带等特点，因此非常适合于传统的存储和备份。

2、随着信息技术的快速发展，为了存储海量的数据和信息，对存储容量的要求不断增加。然而，为了增大磁带存储的容量，磁带变得更薄并且更长，从而将整盘磁带写满或者读取整盘磁带所需耗费的时间也越来越长。例如，写满整盘磁带的时间可能会长达十小时以上。磁带存储设备使用过程中的过长的读写时间劣化了用户体验，并且对于数据实时性要求较高的很多场景是无法接受的，这严重限制了磁带存储的应用。

技术实现思路

1、本公开的提供了一种改进的磁带存储系统以及驱动器和磁带装置。

2、在本公开的第一方面，提供了一种驱动器，包括：第一驱动机构，适于驱动磁带装置中的磁带在两个卷轴之间卷动，磁带包括并行卷动的多层磁带；以及多组磁头，分别与多层磁带相对应，每组磁头适于在磁带卷动期间针对对应层磁带进行数据的读取或写入。

3、通过提供与多层磁带相对应的多组磁头，相比于单层磁带和单组磁头的常规方案，可以在存储容量不变的情况下以倍数级减少读取或写入磁带数据的时长，并且还减少了从磁带中读取文件的定位时长。

4、在第一方面的一种实现方式中，驱动器还包括：多组转轴，分别与多组磁头相对应，每组转轴邻近于对应组磁头并且适于在磁带卷动期间将对应层磁带的位于两个卷轴之间的待读取或待写入区段定位在对应组磁头附近，其中多组转轴被布置为消除多层磁带之间的行程差。通过这种实现方式，可以有效消除多层磁带的行进路径差异造成的行程差，从而改善磁头组的读取操作或写入操作。

5、在第一方面的一种实现方式中，多组磁头沿着与两个卷轴之间的磁带的行进方向垂直的方向依次布置，并且被布置为对多层磁带的相同磁道的相同偏移地址并行地进行数据的读取或写入。通过这种实现方式，可以在磁带存储系统中以倍数级提升数据读取和写入带宽。

6、在第一方面的一种实现方式中，驱动器被配置为经由多组磁头将连续数据写入多层磁带的相同磁道的相同偏移地址。通过这种实现方式，有助于多组磁头以并行的方式将数据写入多层磁带，从而提升操作速度。

7、在第一方面的一种实现方式中，每层磁带包括彼此平行的多个磁道，并且驱动器还包括：第二驱动机构，耦合到多组磁头，并且适于驱动每组磁头在对应层磁带的不同磁道上方移动。通过这种实现方式，可以准确地将磁头引导到目标磁道上方，并且有助于实时校准磁头相对于目标磁道的位置，从而避免数据读取或数据写入失败。

8、在第一方面的一种实现方式中，多组磁头彼此独立地或统一地被第二驱动机构驱动。通过这种实现方式，有助于针对各组磁头分别进行位置调整，从而消除各层磁头相对于各自目标磁道的位置偏差。

9、在第一方面的一种实现方式中，每组磁头包括至少一个数据磁头和至少一个伺服磁头，至少一个数据磁头适于针对对应层磁带的数据磁道进行读取或写入，并且至少一个伺服磁头适于从对应层磁带的伺服磁道读取磁头位置信息以用于控制第二驱动机构。通过这种实现方式，有助于将数据磁头准确地定位到目标磁道上方。

10、在第一方面的一种实现方式中，驱动器还包括两个卷轴中的一个卷轴。在这种实现方式中，驱动器可以适用于单卷轴的磁带装置。

11、在本公开的第二方面，提供了一种磁带装置，包括：卷轴；以及多层磁带，并行地卷绕在卷轴上。通过提供多层磁带，相比于单层磁带的方案，可以在存储容量不变的情况下以倍数级减少读取或写入磁带数据的时长，并且还减少了从磁带中读取文件的定位时长。

12、在第二方面的一种实现方式中，磁带装置还包括：多组转轴，分别与多层磁带相对应，每组转轴适于在磁带卷动期间将对应层磁带的待读取或待写入区段定位在与该对应层磁带相对应的一组磁头附近，其中多组转轴被布置为消除多层磁带之间的行程差。通过这种实现方式，可以有效消除多层磁带在两个卷轴之间的行进路径差异造成的行程差，从而改善磁带的数据读取操作或写入操作。

13、在第二方面的一种实现方式中，每层磁带包括彼此平行的多个磁道，多个磁道包括多个数据磁道和至少一个伺服磁道，多个数据磁道适于存储数据，并且至少一个伺服磁道适于存储用于辅助磁头定位的信息。通过这种实现方式，有助于将数据磁头准确地定位到目标磁道上方。

14、在第二方面的一种实现方式中，连续数据分布在多层磁带的相同磁道的相同偏移地址。通过这种实现方式，有助于并行读取多层磁带的数据以缩短读取时长。

15、在第二方面的一种实现方式中，分布在多层磁带的数据具有冗余保护关系。通过这种实现方式，有助于改善具有多层磁带的存储系统的数据存储可靠性。

16、在第二方面的一种实现方式中，多层磁带之间具有校验关系。通过这种实现方式，可以增强数据的存储可靠性，同时避免用于实现冗余保护的数据占用过多空间。

17、在本公开的第三方面，提供了一种磁带存储系统，包括：根据第一方面的驱动器；以及根据第二方面的磁带装置。

18、上述提供的根据第三方面的磁带存储系统包括根据第一方面的驱动器和根据第二方面的磁带装置。因此，关于第一方面和第二方面的解释或者说明同样适用于第三方面。此外，第三方面所能达到的有益效果可参考关于第一方面和第二方面的有益效果，此处不再赘述。

19、本发明的这些和其它方面在以下(多个)实施例的描述中会更加简明易懂。

技术特征：

1.一种驱动器(100)，包括：

2.根据权利要求1所述的驱动器(100)，还包括：

3.根据权利要求2所述的驱动器(100)，其中所述多组磁头(120-1、120-2、120-3)沿着与所述两个卷轴(150、210)之间的磁带的行进方向垂直的方向依次布置，并且被布置为对所述多层磁带(220-1、220-2、220-3)的相同磁道的相同偏移地址并行地进行数据的读取或写入。

4.根据权利要求3所述的驱动器(100)，其中所述驱动器(100)被配置为经由所述多组磁头(120-1、120-2、120-3)将连续数据写入所述多层磁带(220-1、220-2、220-3)的相同磁道的相同偏移地址。

5.根据权利要求1所述的驱动器(100)，其中每层磁带包括彼此平行的多个磁道，并且所述驱动器还包括：

6.根据权利要求5所述的驱动器(100)，其中所述多组磁头(120-1、120-2、120-3)彼此独立地或者统一地被所述第二驱动机构(140)驱动。

7.根据权利要求5所述的驱动器(100)，其中每组磁头(120-1、120-2、120-3)包括至少一个数据磁头(121)和至少一个伺服磁头(122)，所述至少一个数据磁头(121)适于针对对应层磁带(220-1、220-2、220-3)的数据磁道(221)进行读取或写入，并且所述至少一个伺服磁头(122)适于从对应层磁带(220-1、220-2、220-3)的伺服磁道(222)读取磁头位置信息以用于控制所述第二驱动机构(140)。

8.根据权利要求1所述的驱动器(100)，还包括所述两个卷轴(150、210)中的一个卷轴(150)。

9.一种磁带装置(200)，包括：

10.根据权利要求9所述的磁带装置(200)，还包括：

11.根据权利要求9所述的磁带装置(200)，其中每层磁带(220-1、220-2、220-3)包括彼此平行的多个磁道，所述多个磁道包括多个数据磁道(221)和至少一个伺服磁道(222)，所述多个数据磁道(221)适于存储数据，并且所述至少一个伺服磁道(222)适于存储用于辅助磁头定位的信息。

12.根据权利要求9所述的磁带装置(200)，其中连续数据分布在所述多层磁带(220-1、220-2、220-3)的相同磁道的相同偏移地址。

13.根据权利要求9所述的磁带装置(200)，其中分布在所述多层磁带(220-1、220-2、220-3)的数据具有冗余保护关系。

14.根据权利要求13所述的磁带装置(200)，其中所述多层磁带(220-1、220-2、220-3)之间具有校验关系。

15.一种磁带存储系统(1000)，包括：

技术总结本公开的方案提供了一种驱动器、磁带装置和磁带存储系统。驱动器包括：第一驱动机构，适于驱动磁带装置中的磁带在两个卷轴之间卷动，磁带包括并行卷动的多层磁带；以及多组磁头，分别与多层磁带相对应，每组磁头适于在磁带卷动期间针对对应层磁带进行数据的读取或写入。本公开的方案可以有效减少磁带存储系统读取或写入磁带数据的时长，并且还可以减少从磁带中读取文件的定位时长。技术研发人员：何昌军受保护的技术使用者：华为技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/8