Il futuro promettente dei nastri magnetici

Furono tra i primi sistemi di archiviazione dei dati agli albori dell'informatica e sono ancora usati per conservare enormi quantità di informazioni

Anche se tendiamo ad associarli agli albori dell’informatica, quando un solo computer occupava intere stanze, i nastri magnetici continuano a essere un’importante risorsa per conservare enormi quantità di dati: sono impiegati soprattutto per archiviare file nel lungo periodo e che non richiedono di essere consultati di frequente (“cold storage”), come i backup dei computer e gli archivi di vario tipo. Per questo la tecnologia dei nastri magnetici non è stata mai abbandonata e, come segnala l’Economist, potrebbe avere un “futuro sorprendente” grazie ad alcuni progressi che ne stanno estendendo le capacità.

I nastri magnetici furono introdotti nell’informatica all’inizio degli anni Cinquanta, qualche anno prima dell’introduzione dei dischi rigidi, considerati più pratici perché consentivano di recuperare i dati velocemente, con minori tempi di attesa legati all’avvolgimento e al riavvolgimento del nastro. L’industria informatica dedicò maggiori attenzioni ai dischi rigidi, con investimenti in ricerca e sviluppo che avrebbero via via portato a dischi con una capacità di immagazzinare dati sempre più ampia.

Quattro bobine di nastro magnetico contenenti una trascrizione della Bibbia, 1955 circa (Orlando /Three Lions/Getty Images)

I migliori dischi oggi disponibili arrivano a conservare più di 1.000 gigabit (Gb) per pollice quadrato (nel settore non si utilizza molto il sistema metrico), determinando il loro successo commerciale. La domanda per questi prodotti è molto alta ed è circa otto volte superiore a quella dei nastri magnetici. La disponibilità di sistemi alternativi ai classici dischi rigidi, come le unità di memoria allo stato solido (SSD), ha fatto aumentare ulteriormente la concorrenza. I nastri magnetici sono comunque meno costosi e in molti impieghi si rivelano più affidabili dei dischi rigidi, che tendono ad avere vita breve a causa dell’usura delle loro parti meccaniche.

Per questo, diverse grandi aziende continuano a utilizzare i nastri magnetici e, grazie ad alcune migliorie, confidano di poterli integrare sempre di più nei loro centri dati. Lo auspica sicuramente Mark Lantz, che da anni lavora a questa tecnologia per conto di IBM, la storica azienda informatica. Nel 2015, il gruppo di lavoro di Lantz realizzò un nastro magnetico con una densità di 123 gigabit per pollice quadrato, due anni dopo ha raggiunto i 201 gigabit e alla fine dello scorso anno ha annunciato di avere realizzato un nastro da 317 gigabit per pollice quadrato, in grado di conservare molti più dati a parità di spazio sul nastro.

I 1.000 gigabit per pollice quadrato sono ancora distanti, ma se si considera la crescita negli ultimi cinque anni, ci sono ancora potenzialità per nuovi miglioramenti. I dischi rigidi non hanno mantenuto lo stesso ritmo di crescita: negli anni Novanta la densità di archiviazione raddoppiava circa ogni anno, ma nell’ultimo decennio il tasso di crescita si è ridotto a una media del 7,6 per cento. Ci sono limitazioni fisiche oltre le quali è sempre più difficile andare, problema che per ora si pone meno con i nastri magnetici. La loro densità di archiviazione ha continuato a crescere, in media del 34 per cento negli ultimi trent’anni. Entro cinque anni, il divario tra i due sistemi potrebbe essere colmato, rendendo i nastri ancora più richiesti.

L’Economist spiega che Lantz e colleghi hanno lavorato sia sul materiale magnetico che costituisce i nastri (ferrite di bario) sia sulle testine, che si occupano di leggere i contenuti dei nastri, riuscendo a ridurre le loro dimensioni di un terzo circa. Si sono poi dedicati allo sviluppo di alcuni sistemi per rendere più accurata la registrazione e la lettura, riducendo il rischio di spostamenti del nastro anche di pochi nanometri (milionesimi di millimetro) in verticale, che potrebbero portare a letture scorrette e distorte dei dati. I risultati ottenuti sono molto incoraggianti e nei prossimi anni potrebbero tradursi in applicazioni pratiche per aumentare la densità dei dati sui nastri magnetici e renderli ancora più affidabili.

Una sala computer nel 1985 (Loveridge/Daily Express/Hulton Archive/Getty Images)

La quantità di dati informatici archiviata ogni anno è del resto sempre più grande. Si stima che solo nel 2025 saranno generati quattro volte i dati prodotti nel 2019. Gli archivi digitali, compresi quelli in cui si conservano parte dei dati tramite i sistemi cloud, avranno dunque bisogno di nastri magnetici, almeno fino a quando non miglioreranno e diventeranno più economiche le soluzioni basate sulle memorie allo stato solido (SSD).

Un computer IBM nel gennaio del 1970 (K. Britten/Fox Photos/Getty Images)

A differenza dei dischi rigidi e dei nastri magnetici, le SSD si basano sul passaggio degli elettroni nei transistor, e ciò rende possibile una maggiore densità di archiviazione. I dati vengono letti e archiviati attraverso un flusso di corrente elettrica, ad alta velocità e senza che siano coinvolte parti meccaniche in movimento, che a lungo andare si usurano. Sono però più costose: sono in media 10 volte più costose per byte archiviato rispetto ai dischi rigidi, e fino a 50 volte di più rispetto ai nastri magnetici. I prezzi sono via via diminuiti, ma memorie di questo tipo non riescono ancora a fare pienamente concorrenza ai sistemi più tradizionali nei centri dati.