MÜNCHEN: Es gibt in der High-Tech-Industrie nur wenige Bereiche für Wiederverkäufer, die so erfolgversprechende Aussichten bieten wie die Massenspeicher- und Imaging-Technologie auf der Basis optischer Disks. Der zweite und letzte Teil dieses Leitfadens nimmt die CD-ROM und wiederbeschreibbare Datenträger und die geeignete Software näher unter die Lupe.CD-Recordable
Häufig wurde die CD-Recordable-Technik bereits als Ersatz für einmal beschreibbare Datenträger propagiert. Die Tatsache, daß CD-Rs einmal beschreibbar sind, ist allerdings auch die einzige Gemeinsamkeit mit bisherigen WORM-Laufwerken beziehungsweise WORM-Medien.
Auch wenn man es mit Hilfe von Standards geschafft hat, die CD-Technologie so aufzuwerten, daß man sie für Daten-, Video-, Multimedia- und andere Anwendungen einsetzen kann, unterliegt sie nach wie vor gewissen Restriktionen, deren Ursache in ihrer ursprünglichen Ausrichtung auf den (Low-cost) Consumer-Markt zu finden sind.
Das fängt schon bei der Verwendung des Laufwerks an. Sollen beispielsweise Daten aufgezeichnet werden, so kann dies nur in einem kompletten Durchgang und mit einem ununterbrochenen Datenfluß geschehen, da eine CD-R nicht sektorweise adressierbar ist. Im allgemeinen muß ein PC hierfür mit bis zu 16 MByte RAM, einer speziellen Adapterkarte für den Recorder und einem schnellen internen Festplattenlaufwerk ausgestattet sein, damit eine konstante Datenzufuhr gewährleistet ist. Ganz besonders gilt dies, wenn ein Recorder mit doppelter oder vierfacher Geschwindigkeit benutzt wird. Einigen dieser Restriktionen wird bei neueren Geräten mit größerem Pufferspeicher entgegnet, die den Datenfluß innerhalb des Laufwerks aufrechterhalten können.
Im Zuge neuerer Entwicklungen auf dem CD-R-Sektor wurde die Technik des "paketweisen" Schreibens eingeführt, mit deren Hilfe sich einige der bisher bestehenden Beschränkungen aufheben lassen sollen. Dies wird jedoch von den Softwareanbietern nicht wirklich unterstützt und ist außerdem nicht kompatibel zu den bereits in Gebrauch befindlichen 20 Millionen CD-ROM-Laufwerken.
Auch die Datenzugriffszeiten sind länger als üblich, weil bei CDs nach dem CLV-Verfahren (Constant Linear Velocity) gearbeitet wird. Abhängig vom Radius der jeweils gelesenen Spur wird die Spindeldrehzahl variiert, um die Bahngeschwindigkeit konstant zu halten.
Soweit zunächst zu den Einschränkungen. Wenn es jedoch um die Produktion kleiner Stückzahlen von Compact-Disks und um das Testen vor dem Mastering geht, stellt die CD-R-Technik ein nützliches Hilfsmittel dar. Der Amortisationspunkt, von dem an die externe CD-Produktion wirtschaftlicher ist als die interne Anfertigung, liegt bei etwa 50 Stück. Hierbei ist zu beachten, daß selbst die schnellsten Recorder bis zu 19 Minuten zum Aufzeichnen einer Disk benötigen. Nicht eingerechnet sind hierbei der Verarbeitungsaufwand des Systems und die Datenvorbereitungszeit, die je nach dem Hostsystem und der Treibersoftware erheblich sein kann.
Eine wichtige Rolle spielt auch die Mastering-Software. Selbst eine noch so gute Software kann ein schlechtes Produkt nicht leistungsfähiger machen, und umgekehrt kann ein an sich ausgezeichnetes Laufwerk katastrophale Eigenschaften zeigen, wenn es mit unzureichender Software kombiniert wird.
Im Zusammenhang mit der CD-R-Technik gilt es zudem viele verdeckte Kostenfaktoren zu berücksichtigen. Damit der ununterbrochene Datenfluß sichergestellt ist (600 kByte/s bei einem Recorder mit vierfacher Geschwindigkeit), fällt dem Hostsystem eine wichtige Rolle zu. Allgemein gilt, daß die Leistung so gut ist wie die vorhandene Ausstattung. Also müssen in aller Regel Abstriche gemacht werden. In den Handbüchern einiger Laufwerke ist zu lesen, man müsse mindestens über einen PC der Pentium-Klasse verfügen, ergänzt durch einen busmasterfähigen SCSI-Adapter und ein spezielles Festplattenlaufwerk, das keine Unterbrechung des Datenflusses hervorruft, nur weil es beispielsweise plötzlich eine thermische Neukalibrierung vornehmen muß. Die zu erwartenden Investitionen können sich hierdurch leicht verdoppeln. Andere Laufwerke besitzen möglicherweise einen Pufferspeicher von 2 bis 32 MByte, der die Abhängigkeit vom Hostsystem verringert. Zu fragen ist auch, ob ein synchroner Datentransfer unterstützt wird. Es ist gut zu wissen, daß der Host die nötigen Daten liefern kann, wenn sie vom internen Pufferspeicher des Laufwerks angefordert werden.
Eine Schlüsselrolle kommt der Mastering-Software auch dann zu, wenn es gilt, maximale Vorteile aus dem System zu ziehen. Wird ein Durchgang als ununterbrochener Datenfluß aufgezeichnet oder wird spur- oder blockweise geschrieben? Wie lang ist die Datenvorbereitungszeit? Können Daten ad-hoc aufgezeichnet werden, ohne zunächst ein Abbild der zu speichernden Daten auf der Festplatte zu erstellen?
Insgesamt ist CD-R als ein hervorragendes Medium für begrenzte Publikations- und Druckvorstufen-Anwendungen zu bezeichnen. Anstatt es wegen der attraktiven Datenträgerkosten als Lösung für allgemeine Speicher- oder gar Archivierungsaufgaben anzusehen, sollte es vielmehr als Alternative zu einem Drucker betrachtet werden.
PD - die richtige Multifunktions-Lösung?
Fortschritte in der Laufwerks- und Datenträger-Entwicklung führen zu neuen, interessanten Möglichkeiten. Man stelle sich nur ein Laufwerk vor, das alle Standard-CDs mit vierfacher Geschwindigkeit lesen kann, auch für eine wiederbeschreibbare Phase-change-Cartridge geeignet ist und sich ohne die Beschränkung auf CD-Datenformate wie eine Harddisk verhält.
Durch diese neue Technologie werden die Möglichkeiten der Massenspeicher-Architektur neu definiert. Wir befinden uns gegenwärtig in einer Phase, in der die einzelnen Technologien ihren typischen Applikationsfeldern zugeordnet werden. Dabei sind unbedingt falsche Konfigurationen zu vermeiden, wie beispielsweise die Nutzung der CD-R-Technik für die Datensicherung rein aus Kostengründen.
Ideal positioniert ist PD auf der Ebene der Client-Computer, von denen sowohl wiederbeschreibbare Applikationen gefordert werden als auch die Fähigkeit, herkömmliche CDs mit vierfacher Geschwindigkeit zu lesen. Dies gilt insbesondere angesichts der Kosten, die bei etwa 800 bis 900 Mark beginnen.
Jukeboxes - Speicherung und Implementierung
Angesichts der ständig wachsenden Nachfrage nach kostengünstigen Massenspeichern erscheinen optische Jukebox-Systeme als überaus vielversprechende Lösung.
Zunächst ist jedoch klarzustellen, daß Jukebox-Systeme nicht als On-line- sondern als "Quasi-online"-Systeme angesehen werden sollten. Eine Jukebox besteht bekanntlich aus einem oder mehreren Laufwerken und einer Vorrichtung, die die einzelnen Disks in die Laufwerke einlegt, nach Gebrauch wieder entnimmt und in einem Fach ablegt. Bei einer sorgfältig geplanten Implementierung sind Zugriffe auf die gespeicherten Daten in sehr kurzer Zeit - das heißt in weniger als 30 Sekunden - möglich. Verglichen mit manuellen Methoden oder mit der Offline-Speicherung stellt dies eine erhebliche Zeitersparnis dar.
Nun soll untersucht werden, wo man die Vorzüge dieser Technik am besten einsetzen kann. In einem typischen System lassen sich die Datenzugriffs-Anforderungen in drei Zeit-Kategorien einteilen. Welche Dauer die einzelne Kategorie hat, ist von Anwendung zu Anwendung verschieden.
Daten-Lebenszyklen
Ist ein Datensatz erst einmal erstellt, wird er möglicherweise sehr oft von den verschiedensten Anwendern benötigt. In einem Fakturierungssystem etwa muß eine einmal ausgestellte Rechnung wahrscheinlich des öfteren bearbeitet werden, bis sie bezahlt ist. Es folgt eine Periode mit deutlich geringerer Zugriffshäufigkeit, in der es aber dennoch wünschenswert ist, die Rechnung noch verfügbar zu haben. In der dritten Phase schließlich ist es sehr unwahrscheinlich, daß überhaupt noch einmal ein Zugriff erfolgt. In diesem Stadium wird die betreffende Information in ein Archiv verlagert.
Die drei Kategorien arbeiten mit der Online- und der Quasi-online-Speicherung für gelegentliche Zugriffe sowie mit dem Offline-Archiv. Die mittlere Kategorie ist das ideale Anwendungsgebiet für Jukebox-Systeme. Es gibt sicherlich Ausnahmen von dem hier geschilderten allgemeinen Modell. Bei der Speicherung von Versicherungspolicen etwa ist die Jukebox für die gesamte Zeitdauer geeignet, weil sich die Zugriffswahrscheinlichkeit während der Existenz der Police kaum verändern dürfte.
Idealerweise würde man die Daten zunächst auf einer Festplatte speichern, um die häufigen Zugriffe von mehreren Benutzern zu unterstützen. Haben die Informationen ihre ,aktive' Zeit hinter sich, verlagert man sie in ein optisches Jukebox-System mit seinen minimalen Speicherkosten. In der dritten Phase schließlich entnimmt man die Daten aus der Jukebox und überstellt sie einem Archiv.
Sicherheitsvorteile bei der Aufbewahrung historischer Daten
Es hängt von der Art der jeweiligen Daten ab, ob ein einmal beschreibbarer Datenträger benutzt wird oder ob man eine wiederbeschreibbare Technik bevorzugt. Wie auch immer. Da die Datenträgerkosten pro Megabyte bei WORM-Versionen im Vergleich wesentlich günstiger sind als andere, mag einiges für dieses Speichermedium sprechen. Mit nur geringen Mehrkosten lassen sich Systeme so konfigurieren, daß sie sich auch für die Langzeitspeicherung historischer Daten eignen.
Wird die Aufnahme der Daten in ein optisches Jukebox-System beabsichtigt, sollten die Informationen schon beim Anlegen sowohl auf der Festplatte als auch in der Jukebox gespeichert werden, damit ein Backup gewährleistet ist. In Fällen, in denen die Information von der Festplatte gelöscht wurde, müssen die "Jukebox-Daten" unbedingt als Sicherungskopie auf einem zweiten Datenträger abgelegt werden.
Dabei ist zu entscheiden, ob die zusätzliche Kopie innerhalb der Jukebox oder in einem weiteren Einzellaufwerk erstellt werden soll. Ein Einzellaufwerk ergänzend zur Jukebox ermöglicht zweifellos nicht nur das komfortable Erstellen von Kopien, sondern dient auch dem Zugriff auf Datenträger, die bereits aus der Jukebox entnommen wurden und sich im Archiv befinden. Ferner bietet sich bei dieser Konfiguration die Chance, die jeweilige Sicherungskopie außerhalb aufzubewahren, zum Beispiel wenn es später möglich sein soll, eine Störung zu beheben.
Datenmanagement per Software
Die Applikationssoftware spielt bei der Verwaltung der vorhandenen Datenbestände eine ebenso wichtige Rolle. Hierzu noch einmal ein Blick auf das Beispiel der Versicherungspolicen: bei einem Zugriff auf eine bestimmte Police ist es wünschenswert, alle relevanten Daten zu sammeln und auf eine als Zwischenspeicher fungierende Harddisk zu überspielen, damit die Dokumente von dort beliebig abgerufen werden können, ohne ständig die Jukebox in Anspruch zu nehmen.
Auch Systeme, die den Arbeitsablauf vorhersagen, lassen sich implementieren. Steuerinspektoren zum Beispiel wissen im allgemeinen, welche Akten sie am folgenden Tag bearbeiten werden. Sie können deshalb bei Feierabend die entsprechenden Informationen eingeben, so daß über Nacht die relevanten Daten gesammelt und auf einem zwischengeschalteten Speichermedium zur Verfügung gestellt werden können, das heißt entweder auf dem Server oder auf lokalen Festplatten-Laufwerken. Die Jukebox wird auf diese Weise von unvorhergesehenen täglichen Zugriffen entlastet. Die ultimative Applikation könnte sogar vorhersagende Analysen enthalten, die die ausgeführten Datenzugriffe erfassen und auf diese Weise die Gesamteffizienz des Systems verbessern. Im einfachsten Fall kann es sich um ein simples ,Read-ahead'-System handeln, das sich im Jukebox-Treiber problemlos installieren läßt.
Implementierung eines optischen Jukebox-Systems
Nach dieser Übersicht über den Datenzugriff und seine richtige Einordnung in die Massenspeicher-Hierarchie folgt jetzt eine genauere Betrachtung der verschiedenen Implementierungen und der Formate der erforderlichen Geräte. Ganz eindeutig spielt dies auch eine wichtige Rolle für die endgültige Applikation. Es bedarf einer sorgfältigen Erwägung, denn allzu oft ist den Anwendern nicht bewußt, welche Alternativen es gibt, und sie verlassen sich auf einen einzigen, voreingenommenen Lieferanten, der nur ein einziges Produkt anzubieten hat.
Der erste Punkt betrifft das zu wählende mechanische Format. 12- und 5,25-Zoll-Datenträger haben spezifische Vorzüge in bestimmten Anwendungen. Aufgrund ihrer enormen Speicherkapazitäten werden 12-Zoll-Jukebox-Systeme in der Regel im oberen Marktsegment eingesetzt. Erwartungsgemäß hoch sind auch die Einstandskosten für eine solche Lösung. Eine Disk dieses Formats hat eine Gesamtkapazität von mehr als 6 GByte, so daß über 3 GByte ,online' zur Verfügung stehen, wenn sich eine solche Disk im Laufwerk befindet. Andererseits bedeutet das Auslagern einer Disk mit dem Ziel, Platz in der Jukebox zu schaffen, daß ein großer Datenbestand entfernt wird. Im Fall einer kleinen 12-Zoll-Jukebox werden mit einer einzigen Disk bis zu 20 Prozent des gesamten Datenbestandes ausgelagert. Zieht man all dies in Betracht, so sind Großcomputer, üblicherweise Mainframes, die besten Kandidaten für den effektiven Einsatz von 12-Zoll-Jukeboxes.
Optimieren des Systems
Bei den 5,25-Zoll-Jukeboxes ist die Auswahl wesentlich größer und schon beinahe verwirrend, denn von einer Vielzahl von Anbietern wird eine scheinbar unüberschaubare Auswahl von Kombinationen angeboten. Das Spektrum reicht von Jukeboxes mit fünf Disks und einem Laufwerk bis hin zu Systemen mit 1.000 Disks und mehreren Drives. Dazwischen sind die verschiedensten Konfigurationen lieferbar. Für allgemeine Anwendungen scheint sich die Faustregel "20 Disks auf ein Laufwerk" zu bewähren. Es versteht sich, daß die Leistungsfähigkeit um so größer ist, je weniger Disks auf ein Laufwerk entfallen. Dies gilt speziell, wenn mehrere Benutzer mit Dateien auf verschiedenen Disks arbeiten. Gute Software mit einem gewissen Maß an Intelligenz kann jedoch das Zugriffsproblem entschärfen, indem sie die Anzahl der Disk-Tauschvorgänge reduziert.
Da eine Jukebox ein Quasi-online-System ist, hängt die effektive Zahl der gleichzeitigen Benutzer von der Zahl der verfügbaren Laufwerke ab. Wird diese Zahl überschritten, ergeben sich unweigerlich Verzögerungen infolge der notwendigen mechanischen Abläufe. Es kommt darauf an, daß die Anwender das Grundkonzept der Anlage verstehen, damit die unvermeidlichen, geringfügigen Verzögerungen akzeptiert werden.
Für den kostengünstigen Einstieg (unter 11.000 Mark) in Jukebox-Speicherlösungen bis 30 GByte haben sich 5,25-Zoll-Systeme mit Autochange-Mechanismus bewährt. Sie bieten auch die Möglichkeit zum Ausbau auf größere Versionen, wenn die Applikationen und die Speicheranforderungen wachsen. Mit der Entnahme einer Disk aus einer 5,25-Zoll-Jukebox geht im allgemeinen nur ein Bruchteil der gesamten Speicherkapazität verloren. Ein separates optisches Laufwerk zum Erstellen von Sicherungskopien von Disks beziehungsweise zum Lesen archivierter Disks stellt ebenfalls eine kostengünstige Investition dar.
Bestimmung der Leistungsfähigkeit eines Jukebox-Systems
Häufig wird als Leistungsmaßstab die Anzahl der Transaktionen angegeben, die eine Jukebox pro Minute ausführen kann. Es wurden eine Reihe gutgemeinter Vorschläge gemacht, auf welche Weise diese Werte ermittelt werden sollten, doch ist zu fragen, in wie vielen praktischen Applikationen identische Bedingungen herrschen.
In jedem Fall wirken sich - unabhängig von der Applikation - sogenannte Double-picker-Mechanismen, die eine Cartridge aus einem Laufwerk entnehmen und eine neue einlegen können, ohne sich zu bewegen, leistungssteigernd aus, weil sich die Anzahl der mechanischen Bewegungen zwischen den Laufwerken und den Disk-Ablagen reduziert. Auch die sorgfältige Anordnung der Cartridges, der Disk-Ablagen und der Laufwerke verbessern die Leistung, weil die von der Mechanik zu überbrückenden Entfernungen hierdurch wiederum verringert werden.
Qualität und Zuverlässigkeit
Um beurteilen zu können, ob eine Jukebox für die jeweilige Anwendung ausreichend robust ist, muß in jedem Fall auch die Mechanik geprüft werden. Aus dem Druckersektor ist bekannt, daß sich bestimmte Modelle für eine Dauer-Auslastung eignen, während andere eher für den Einsatz in kleinen Netzwerken oder als Arbeitsplatzdrucker konzipiert sind. Die Preise orientieren sich an diesen unterschiedlichen Zielgruppen. Für Jukeboxes gilt das gleiche.
Ebenso ist zu prüfen, ob die in der Jukebox eingesetzten Laufwerke eigens für diesen Einsatzzweck konstruiert sind oder ob lediglich ein herkömmliches Drive in die Jukebox eingebaut wurde. Die Zyklusfestigkeit des Laufwerks und des Robotersystems, das den Plattenwechsel vornimmt, ist absolut entscheidend für die Langzeit-Zuverlässigkeit.
Üblicherweise besteht ein Jukebox-System aus eine Reihe unabhängiger Systeme, die in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind und integriert arbeiten. Eine Vielzahl von Sensoren innerhalb des Systems sorgt dafür, daß die Robotersteuerung jederzeit weiß, welche Vorgänge sich im System abspielen. So ist der Steuerung bekannt, wo sich jede Disk befindet und wie sie ausgerichtet ist, ob eine Disk gerade transportiert wird usw. Systeme, die nicht nach diesem Prinzip arbeiten, kann man eigentlich nicht als Jukebox bezeichnen.
Die Systemsoftware
Die Software spielt eine äußerst wichtige Rolle für die effektive Verwaltung der Daten sowie für die Erfüllung zahlreicher Anforderungen, die Netzwerkanwender unter Umständen bezüglich der Arbeitsweise stellen. Das Read-Caching zum Beispiel ist von Bedeutung, damit es zu keinem wechselweisen Hin- und Hertauschen (Disk-Thrashing) kommt, wenn verschiedene Netzwerkzugriffe beispielsweise auf nur 1 Kilobyte große Datenpakete erfolgen.
Was das Write-Caching (Zwischenspeichern der Daten im Schreibbetrieb) und seine Implementierung betrifft, gibt es verschiedene Auffassungen. Stets besteht die Gefahr, daß wichtige, zu schreibende Daten in einem flüchtigen Speichermedium abgelegt werden. Der Anwender wünscht einerseits die Sicherheit, daß die Daten ordnungsgemäß geschrieben werden, während es ihm andererseits auf einen möglichst großen Durchsatz ankommt. Angemessen ist hier ein begrenztes oder selektierbares Write-Caching, um die gewünschten Resultate zu erzielen.
Wachsende Chancen für optische Diskspeicher-Technologien
Man kann es sich kaum vorstellen, daß noch vor weniger als zehn Jahren häufig behauptet wurde, niemals würde eine Speicherkapazität von mehr als einigen Megabyte erforderlich sein. Wegen der zunehmenden Beliebtheit von Netzwerken sowie durch die elektronische Dokumentenverarbeitung und andere Applikationen mit hohem Datenaufkommen aber arbeiten Unternehmen schon heute mit Informationen im Umfang von einigen tausend Megabytes. Auch wenn die traditionellen Band- und Festplattenlösungen nach wie vor eine bedeutende Rolle im Massenspeicher-Arsenal des IT-Managers spielen, wächst die Popularität der optischen Disks mit unglaublicher Geschwindigkeit. Die Opto-Technik ebnet den Weg für eine ganze Reihe einzigartiger Lösungen, die es bisher nicht gab. In den kommenden Monaten werden neue, interessante Technologien auf den Markt kommen, die viele der bisher voneinander unabhängigen Techniken in einem einzigen Laufwerk kombinieren und somit die Flexibilität bei der Auswahl des geeigneten Massenspeichers erhöhen.
Nicht zuletzt bietet die optische Diskspeicher-Technologie eine enorme Erfolgschance für jene Wiederverkäufer, die bereit sind, genügend Zeit zu investieren, um die unterschiedlichen Möglichkeiten besser verstehen und beurteilen zu lernen.
Der Autor Stewart Vane-Tempest ist Marketing-Direktor der Plasmon Data Limited.