Cinta magnética: la tecnología de almacenamiento que sigue (muy) viva después de 70 años

La cinta magnética para el almacenamiento de datos es tan antigua como los primeros ordenadores. Este sistema empezó a utilizarse en la década de los cincuenta del año pasado, con el fin de sustituir las tarjetas perforadas a la hora de almacenar datos en las computadoras mainframe que empezaban a usarse en aquella época.

En todo este tiempo, la cinta magnética no han dejado de evolucionar. Esa ha sido la clave para lograr llegar hasta nuestros días y seguir teniendo tanta vigencia. “Si nos remontamos a la primera unidad de cinta comercializada por IBM en 1952, la 726, ésta operaba 7.500 caracteres por segundo y era 56 veces más rápida que las tarjetas perforadas, el sistema de almacenamiento predecesor. Dando un gran salto en el tiempo, en 2002, el cartucho de cinta IBM Ultrium LTO era 1.000 veces más rápido y capaz de almacenar más información en menos de 3 cm de cinta y sin compresión de datos que la anteriormente citada, que almacenaba lo mismo en más de 150 metros de cinta”, explica Óscar Laviña, Technical Sales Manager for Storage de IBM España, Portugal, Grecia e Israel.

La fundación del consorcio Linear Tape-Open (LTO Ultrium) fue un paso esencial para garantizar su perdurabilidad. “Desde la creación del consorcio LTO Ultrium por algunos de los principales fabricantes hace más de 20 años, este tipo cintas se han convertido en el estándar y no han dejado de evolucionar en cuanto a funcionalidades (compatibilidad, compresión, encriptación, WORM…) y capacidad a un ritmo bastante lineal. Que varios fabricantes se pusieran de acuerdo para desarrollar la misma tecnología sirvió para verla como una apuesta segura de futuro”, declara Fernando Bravo, consultor de Almacenamiento y Protección de Datos de Fujitsu.

La era LTO

Así pues, la cinta magnética de almacenamiento ha entrado en una nueva era en este siglo. “IBM empezó en 2017 a comercializar la unidad TS1155, con una capacidad sin comprimir de 15TB en un solo cartucho de cinta y una velocidad de transferencia de datos de 360 MB/s”, detalla el responsable de IBM.

La nueva generación LTO-9 supone un importante paso. “El reciente lanzamiento de la tecnología LTO Ultrium 9, con una capacidad nativa por cartucho de 18 TB, una velocidad de transferencia de 400 MB/s sin compresión, una integridad de datos 10.000 veces mayor a la del disco duro SATA y una longevidad de archivo que supera los 50 años, muestra que, en tan sólo ocho años y tres generaciones de cinta LTO, se ha conseguido aumentar la capacidad de almacenamiento por 7,2, incrementar la velocidad por 2,5, multiplicar la integridad de datos de la solución por 100 y mejorar la longevidad de archivo por 1,6”, puntualiza Anna Baldrís, Business Development Manager Recording Media de Fujifilm Iberia.

Además, Bravo explica que las LTO-9, aunque tienen una tienen una capacidad por cinta de 18 TB en formato nativo, “gracias a su probada capacidad de compresión de datos pueden llegar a alojar alrededor de 45 TB de datos por cinta”. Asimismo, señala que “está previsto que estas capacidades, nativa y comprimida, se dupliquen en la próxima generación”.

Y la innovación no se detiene. “En 2020, IBM, junto a Fujifilm, batió el récord mundial de almacenamiento de cinta: 580 TB en un único cartucho. El volumen de datos almacenado en él equivale a 786.977 CD apilados a 944 metros de altura”, detalla Laviña.

Estos últimos avances han venido de la mano del uso de nuevos materiales. “El empeño de Fujifilm para encontrar materiales alternativos que puedan aumentar la densidad de grabación de las cintas, ofreciendo además mayores rendimientos, ha permitido la utilización de las partículas Barium Ferrite (BaFe) —ferrito de bario— con propiedades magnéticas superiores a la tecnología Metal Particles (MP), utilizada precedentemente, que llegó a su límite de capacidad con 2,5 TB nativos por cinta”, apunta Baldrís.

“Las partículas BaFe de primera generación, con un tamaño de partícula 50% inferior a la partícula más pequeña MP, son suficientes para fabricar cartuchos de datos de 6 TB nativos, mientras que las partículas BaFe de segunda generación, 10-15% más pequeñas, permiten la fabricación de cintas con capacidades nativas de 20 TB. En 2015, quedó demostrado el potencial de desarrollo de la tecnología BaFe con un récord de capacidad de 220 TB nativos en una única cinta, preservando la integridad de los datos almacenados. Y Fujifilm patentó en 2017 la tecnología Strontium Ferrite (SrFe) —ferrito de estroncio—, con un tamaño de partícula 40% inferior a la BaFe y con propiedades magnéticas equivalentes, que permitirá fabricar cintas con capacidades nativas de más de 500 TB”, añade.

Una solución muy actual

Esta capacidad de evolución y adaptación ha servido para que las cintas magnéticas continúen siendo una solución ampliamente adoptada, ya sea para el almacenamiento de archivos para la copia de seguridad. “Las cintas LTO, por su coste por TB, se usan mayormente como dispositivo de archivado de bajo coste para almacenamiento a largo plazo y dato frío, ya que consumen mucha menos energía. Además, son más seguras ante la inmutabilidad del dato. Otro caso de uso es el backup, aunque cada vez más desplazado por los PBBA y por el Object Storage”, afirma Galo Montes, director de Tecnología de HPE España. En definitiva, reseña que “siguen siendo una solución demandada por los clientes por el bajo coste y la alta velocidad que tienen para poder escribir y recuperar datos secuenciales”.

Además, Laviña anota que “los sistemas de cinta desempeñan un papel central en las aplicaciones de archivo y recuperación ante desastres”. “Son la tecnología elegida para el almacenamiento masivo en los sistemas empresariales. En concreto, se estima que la cinta es aprovechada por un 67% de los usuarios en la actualidad para guardar archivos y por un 57% para copias de seguridad”, puntualiza.

Igualmente, el portavoz de Fujitsu señala que “el 97% de las mayores empresas europeas conservan sus datos en cinta”. “La mayoría de los datos que navegan por nuestras redes sociales, están en cinta. Nuestros impuestos, las imágenes que vemos en la televisión o en el cine, nuestras series favoritas, las previsiones meteorológicas, los estudios cartográficos, las imágenes de satélite, las investigaciones científicas, nuestros informes médicos, los expedientes académicos de nuestros hijos, los trámites administrativos que gestionamos en distintas administraciones públicas, nuestras facturas de electricidad y otros suministros, nuestras cuentas bancarias y un largo etcétera opta por la cinta como la mejor solución para preservar los datos sobre extensos periodos de tiempo, por los numerosos beneficios que posee respecto a otras soluciones de almacenamiento”, recalca.

Muchas ventajas…

Aunque hay algunas tecnologías que han desplazado a la cinta magnética para determinados usos, éstas tienen ciertas ventajas frente a otros sistemas de almacenamiento y backup. “Las organizaciones apuestan por soluciones de cinta para garantizar la protección de los datos almacenados a largo plazo y optimizar sus costes de archivo, ya que la cinta ofrece la única protección efectiva contra todo tipo de malwares y hackers informáticos, al quedar totalmente desacoplada de la red durante el almacenamiento de datos ‘Air Gap’ y ofrecer una seguridad suplementaria ante inundaciones u otros desastres naturales y robos, al tratarse de un soporte amovible, que puede extraerse fácilmente de la librería de cintas y almacenarse en otra ubicación”, remarca la responsable de Fujifilm.

Asimismo, recuerda que “la cinta ofrece otro nivel de seguridad adicional, ya que permite escribir una vez y leer muchas”. “Si escribes en ella una vez, nunca podrá ser sobrescrita o borrada, ya sea de forma involuntaria o por aquellos que quieran hacernos daño”, aclara. “Esta capacidad es fundamental, porque no sólo los hackers externos suponen una amenaza. A veces, el problema puede venir de dentro de la compañía. Si un empleado descontento intenta borrar todos sus datos, tener un almacenamiento en cinta puede anular por completo esa amenaza interna”, asegura.

En este sentido, el responsable de HPE España destaca “la capacidad de inmutabilidad WORM, que evita ataques de ransomware”. “Debido a los efectos de los ciberataques de ransomware, cada vez son más las empresas que han decidido echar marcha atrás sus planes de migrar sus backups a ‘sólo disco’, algo que siempre se había recomendado por parte de los especialistas, sintiéndose más seguras y protegidas si alojan alguna copia de sus datos en tecnologías no conectadas directamente a la red y, por tanto, no accesibles por el malware”, comenta Bravo.

Además, la cinta magnética presenta un coste de almacenamiento por TB muy interesante. “El almacenamiento en cinta puede llegar a ser un 86% menos costoso que en disco, según un estudio de TCO que las ha comparado durante 10 años”, apunta Laviña.

Incluso son competitivas si tenemos en cuenta el ajuste de costes que han experimentado otros sistemas, como sucede en el caso de los backups de corta retención con una elevada tasa de deduplicación.

“La reducción de costes que proporciona la tecnología de deduplicación de datos que se repiten en los backups ha hecho que las copias a disco de los backups hayan ido poco a poco ganando terreno a las cintas, especialmente en los backups diarios o de algunas semanas. Sin embargo, los datos van variando a lo largo del tiempo y las copias de larga retención cada vez contienen menos datos repetidos en backups anteriores, lo que hace que la deduplicación sobre ellas se reduzca considerablemente, hasta encarecerlos muy por encima de lo que costaría mantenerlos en cinta. Como resultado, las copias a cinta se han ido manteniendo en aquellos casos en los que es necesario disponer de copias con una larga retención”, precisa el consultor de Fujitsu.

Igualmente, Montes indica que “las cintas tienen mucha velocidad secuencial para backup, el coste por TB es muy bajo y consumen menos energía, estimándose que una solución de backup a cinta gasta una quinta parte que las soluciones HDD”. Al hilo de ello, recuerda que “los datos inactivos en cinta no consumen energía, lo que es uno de los grandes objetivos en los centros de datos”, mientras que “el disco requiere energía aun cuando la información no se utiliza, excepto el caso de los sistemas MAID”. Y esto también influye en el coste por TB almacenado.

Otro aspecto destacado es su durabilidad. “La vida media de una cinta es de más de 30 años, frente a los 4 ó 5 años que tienen los discos duros antes de tener que ser reemplazados o actualizados”, señala el responsable de IBM. Del mismo modo, Baldrís reseña que “la cinta ofrece una longevidad de archivo entre 10 y 12 veces superior a la del disco duro y una integridad de datos 10.000 veces mayor a la del disco duro SATA”.

…Y algunos inconvenientes

Aunque la cinta magnética también presenta algunas desventajas frente a otros sistemas. Una de ellas es el tiempo de acceso a los datos. “El almacenamiento en cinta presenta una gran latencia entre accesos aleatorios porque debe rebobinar la cinta para acceder a un bloque de datos arbitrario, al utilizar un método de acceso secuencial frente al aleatorio del disco y al añadir unas etapas suplementarias que no existen en la tecnología de disco, como la carga y descarga de los cartuchos dentro de la librería de cintas, el posicionamiento del cartucho dentro de la unidad de lectura y grabación de la cinta antes de iniciar la operación y el desplazamiento del brazo mecánico dentro de la librería”, indica la portavoz de Fujifilm.

No obstante, hay que señalar que las velocidades de transferencia se han incrementado notablemente en ultimas generaciones. Además, se ha avanzado en el desarrollo de mayores velocidades de desplazamiento del cabezal y nuevas funcionalidades, como HRTD, que reduce el tiempo de rebobinado en un 35% al segmentar la cinta magnética en 128 segmentos, o el sistema RAO, que define la ruta óptima de acceso a diferentes ficheros de una misma cinta, en lugar de realizar un acceso secuencial, tal y como especifica Baldrís.

Por otro lado, el responsable de IBM admite que la cinta magnética ofrece algunos inconvenientes desde el punto de vista físico. “Son más delicadas y propensas a verse afectadas por cuestiones ambientales y de mantenimiento. Es importante que estén en entornos limpios, para evitar que la suciedad y las partículas puedan contaminarlas, así como alejadas de cualquier campo magnético que pueda alterarlas”, expone. Asimismo, el director de Tecnología de HPE España afirma que otra desventaja es “la ineficiencia en el uso del espacio, ya que las librerías de cintas ocupan mucho”.

Larga vida a la cinta

Pese a la larga existencia de la cinta magnética, todo parece indicar que todavía tiene muchos años de vida por delante. “Ya en décadas pasadas, muchos analistas de la industria TI predijeron la desaparición del almacenamiento de datos en cinta. Lejos de la realidad y de la creencia de que se trata de un método poco fiable, lento y anticuado, no sólo es un sistema que ha prosperado hasta la actualidad, sino que tiene un futuro brillante por delante en empresas de todos los tamaños, incluidos los mayores proveedores de nube del planeta”, sentencia Laviña.

Montes muestra una opinión similar. “Las cintas llevan desapareciendo décadas y al final siempre están ahí. Hay casos de uso que posiblemente todavía cueste suplir por la nube pública o appliances. Como solución de almacenamiento a largo plazo, obligada en muchos casos por la regulación, es imbatible en coste y ahorro de energía, con lo que aún vemos muchos años de presencia en el mercado”.

Igualmente, el responsable de HPE España cree que “a corto y medio plazo, sigue teniendo unas muy buenas perspectivas”. “El roadmap del consorcio nos avanza que la generación 12 tendrá una capacidad nativa por cinta de 144 TB, o 360TB comprimidos. Y los costes de almacenamiento por TB, tanto de la infraestructura como por consumo energético, siguen siendo muy favorables. De momento, el almacenamiento en cinta magnética sigue siendo el más económico y, con mucho, el más sostenible. Además, tiene asegurada su compatibilidad entre versiones, que lo hacen confiable de cara al futuro. Y es un buen complemento a las copias en disco y ofrece mínimos inconvenientes. El mercado así lo reconoce y sigue confiando en él, y cada vez más”, afirma.

La representante de Fujifilm apunta algunos datos que lo confirman. “La cinta es una superviviente difícil de desalojar en la era digital, que hoy ocupa una posición de liderazgo en el terreno del archivo de datos, alcanzando una cuota de mercado de cerca del 60%, que crecerá hasta el 70% en los próximos años, tal como refleja el informe ‘Global Datasphere 2019’ de IDC.  El crecimiento de la capacidad anual entregada en cintas es del 24%, frente al 15% del disco duro. Un crecimiento que se corrobora con el comunicado del consorcio LTO de mediados de 2020, en el que anunciaban que la tecnología de cinta había batido un nuevo récord de capacidad entregada a nivel mundial en 2019, pasando la línea simbólica de los 50 EB, el equivalente a 50 millones de discos duros de 1 TB”.