磁带存储装置、计算系统以及用于磁带存储装置的方法与流程

本公开主要涉及存储，更具体地，涉及磁带存储装置、包括该磁带存储装置的计算系统以及用于磁带存储装置的方法。

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。磁带存储设备具有存储容量大、低成本、低能耗等特点。

2、然而，磁带存储方式在时效性能上存在一些不足。例如，磁带存储设备或存储器在进行数据读取或写入过程中需要花费较长时间进行寻址，这种时间上的延迟或等待限制了磁带存储的应用范围。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本公开提供了一种改进的磁带存储装置、包括磁带存储装置的计算系统以及用于磁带存储装置的方法。

2、在第一方面，提供了一种磁带存储装置，该磁带存储装置包括：多个磁带组件，沿着第一方向排列，每个磁带组件包括第一卷轴和第二卷轴、以及在第一卷轴和第二卷轴之间卷动的磁带，第一卷轴和第二卷轴在第二方向上彼此相对，第二方向与第一方向相交；驱动部件，耦接到多个磁带组件，并且适于驱动多个磁带组件的磁带进行卷动；以及磁头部件，适于对多个磁带组件的磁带进行读取和写入。

3、在本公开的方案中，通过在与磁带卷动方向或磁带长度方向相交的第一方向上布置多个磁带组件，可以在存储密度和存储容量保持不变或变化较小的情况下缩短单个磁带组件的磁带长度，从而减少寻址时长并且提升访问性能。

4、在本公开的一些实现方式中，磁带存储装置还包括：第一致动部件，耦接到磁头部件，并且适于跨多个磁带组件在第一方向上往返移动磁头部件。通过该实现方式，可以利用第一致动部件实现第一方向上的寻址能力以缩短磁带存储装置的寻址时长，并且可以避免磁头数目的增加从而节约成本。

5、在本公开的一些实现方式中，第一致动部件包括第一电机和引导结构，第一电机适于驱动磁头部件沿着引导结构移动。通过该实现方式，可以使磁头部件能够跨多个磁带组件移动并且准确地定位在目标磁带组件的磁带附近。

6、在本公开的一些实现方式中，磁头部件包括磁头阵列，磁头阵列在第一方向上被分成与多个磁带组件分别相对应的多个第一子阵列，每个第一子阵列包括一个或多个磁头、并且邻近于对应磁带组件的在第一卷轴和第二卷轴之间行进的部分磁带。通过该实现方式，可以为磁带存储装置提供在第一方向上的寻址能力以缩短磁带储存装置的寻址时长。

7、在本公开的一些实现方式中，至少一个磁带组件中的每个磁带组件的磁带包括沿着第三方向排列的多个磁带区，第三方向平行于磁带的宽度方向并且与第一方向和第二方向所在的平面相交，每个磁带区沿着磁带的长度方向延伸。在该实现方式中，通过针对至少一个磁带组件的磁带在第三方向上布置更多的磁带区，可以额外地在磁带宽度方向上增加磁带的面积，这有助于在存储容量相同的情况下进一步缩短单个磁带的长度，从而进一步缩短寻址时长。

8、在本公开的一些实现方式中，多个磁带区中的每个磁带区的宽度大于或等于12.65mm。通过该实现方式，磁带存储装置的每个磁带可以相对于标准磁带成倍地增加宽度，从而可以在存储容量相同的情况下进一步大幅缩短磁带长度和寻址时长。

9、在本公开的一些实现方式中，磁带存储装置还包括：第二致动部件，耦接到磁头部件，并且适于跨多个磁带区在第三方向上往返移动磁头部件。通过该实现方式，可以为磁带存储装置提供在第三方向上的寻址能力以缩短磁带储存装置的寻址时长，并且可以避免磁头数目的增加从而节约成本。

10、在本公开的一些实现方式中，第二致动部件包括第二电机和摆臂结构，摆臂结构耦接在第二电机与磁头部件之间。通过该实现方式，磁头部件能够沿着第三方向跨多个磁带区大幅移动并且准确地被定位在目标磁带区附近。

11、在本公开的一些实现方式中，磁头部件包括磁头阵列，磁头阵列在第三方向上被分成与多个磁带区分别相对应的多个第二子阵列，每个第二子阵列包括一个或多个磁头、并且邻近于对应磁带区的在第一卷轴和第二卷轴之间行进的部分磁带。通过该实现方式，可以为磁带存储装置提供在第三方向上的寻址能力以缩短磁带储存装置的寻址时长。

12、在本公开的一些实现方式中，第一方向、第二方向和第三方向彼此垂直。通过该实现方式，可以最大程度地在与磁带长度方向垂直的多个方向上增大磁带面积，并且在存储装置内部获得更高的空间利用率，以确保存储密度和存储容量足够大。

13、在本公开的一些实现方式中，磁头部件被布置为在第二方向上与多个磁带组件的磁带相对。通过该实现方式，能够确保在第一方向上布置更多的磁带组件或者更紧密地排列磁带组件，从而获得更大的存储容量和存储密度。

14、在本公开的一些实现方式中，驱动部件包括一个或多个电机，并且适于统一地驱动多个磁带组件的磁带、或者相对于一部分磁带组件的磁带独立地驱动另一部分磁带组件的磁带。在该实现方式中，统一地驱动所有磁带组件可以使得驱动方式更加简单并且可以成倍地提升线性寻址速度，而相对独立地驱动部分磁带组件的方式可以在不同组的磁带组件之间实现独立线性寻址，从而在提升线性寻址速度的同时提供更好的寻址和访问性能。

15、在本公开的一些实现方式中，磁带存储装置为磁带和磁头一体机。在该实现方式中，磁头和磁带一体机无需花费额外时间来获取磁带以及组装磁带和磁头，由此寻址时长的减少和访问能力的提升可以为磁带存储装置带来更明显的价值和益处，这可以使磁带存储装置适用于对数据实时性要求更高的一些存储场景。

16、在第二方面，提供了一种计算系统，包括根据第一方面的磁带存储装置。

17、在第三方面，提供了一种用于磁带存储装置的方法，包括：由驱动部件驱动多个磁带组件的磁带进行卷动，多个磁带组件沿着第一方向排列，每个磁带组件的第一卷轴和第二卷轴在第二方向上彼此相对，第二方向与第一方向相交；以及由磁头部件对多个磁带组件的磁带进行读取或写入。

18、在本公开的一些实现方式中，由磁头部件对多个磁带组件的磁带进行读取或写入包括：由第一致动部件跨多个磁带组件在第一方向上往返移动磁头部件；以及将磁头部件定位在目标磁带组件的磁带处并且对目标磁带组件的磁带进行读取或写入。

19、在本公开的一些实现方式中，由磁头部件对多个磁带组件的磁带进行读取或写入包括：在多个第一子阵列中确定与目标磁带组件相对应的第一子阵列，磁头部件包括磁头阵列，磁头阵列在第一方向上被分成与多个磁带组件分别相对应的多个第一子阵列；以及由所确定的第一子阵列对目标磁带组件的磁带进行读取或写入。

20、在本公开的一些实现方式中，由磁头部件对多个磁带组件的磁带进行读取或写入包括：由第二致动部件跨至少一个磁带组件的磁带的多个磁带区在第三方向上往返移动磁头部件，多个磁带区沿着第三方向排列，第三方向平行于磁带的宽度方向并且与第一方向和第二方向所在的平面相交；以及将磁头部件定位在目标磁带区处并且对目标磁带区进行读取或写入。

21、在本公开的一些实现方式中，由磁头部件对多个磁带组件的磁带进行读取或写入包括：在多个第二子阵列中确定与目标磁带区相对应的第二子阵列，磁头部件包括磁头阵列，磁头阵列在第三方向上被分成与多个磁带区分别相对应的多个第二子阵列，第三方向平行于磁带的宽度方向并且与第一方向和第二方向所在的平面相交；以及由所确定的第二子阵列对目标磁带区进行读取或写入。

22、在本公开的一些实现方式中，由驱动部件驱动多个磁带组件的磁带进行卷动包括：由驱动部件统一地驱动多个磁带组件的磁带、或者相对于一部分磁带组件的磁带独立地驱动另一部分磁带组件的磁带。

23、上述提供的根据第二方面的计算系统和根据第三方面的方法包括或涉及根据第一方面的磁带存储装置。因此，关于第一方面的解释或者说明同样适用于第二方面和第三方面。此外，第二方面和第三方面所能达到的有益效果可参考关于第一方面的有益效果，此处不再赘述。本技术在上述各方面提供的实现方式的基础上，还可以进行进一步组合以提供更多实现方式。