9トラックテープ

9 トラック テープは、 1964 年にIBM System/360で導入された磁気テープ データ ストレージの形式です。幅1 ⁄ 2インチ (12.7 mm) の磁気テープ メディアとリールは、以前のIBM 7 トラック形式と同じサイズですが、新しい形式には 8 つのデータ トラックと 1 つのパリティトラックがあり、合計 9 つの並列トラックがあります。データは8 ビットの文字として保存され、テープ幅全体 (パリティ ビットを含む) にわたります。テープ速度とデータ密度の向上に伴い、PE (位相エンコーディング)、GCR (グループ コード レコーディング)、NRZI (非ゼロ復帰、反転、"ナージー" と発音されることもある) など、さまざまな記録方法が採用されてきました。テープには、最長 3,600 フィート (1,100 m) の長さまでのさまざまなサイズがあります。

S/360 と 9 トラック テープでは、 バイトの標準サイズは実質的に 8ビットに設定されました。

このフォーマットは30年以上にわたってオフラインストレージとデータ転送の主流でしたが、20世紀末には時代遅れとなり、最後のテープメーカーは2002年初頭に生産を中止し、^[1]翌年にはドライブの生産も終了しました。^[2]

一般的な 9 トラック ユニットは、テープ トランスポート (基本的には、読み取り/書き込みヘッドと消去ヘッドを通過してリールからリールへテープを移動させるすべての機構) と、それをサポートする制御およびデータ読み取り/書き込み電子機器で構成されています。トランスポートは通常、供給モーター、巻き取りモーター、テープ リールを所定の位置に固定するためのハブ、キャプスタン モーター(ピンチ ローラーである必要はありません。下記を参照)、テープ ヘッド アセンブリ、操作中にテープを正確な経路に保つさまざまなローラー、およびテープの「スナッチ」を防ぐ真空コラムで構成されています。テープが伸びたり、テープ速度が変動したりするとデータが破損する可能性があるため、トランスポートはテープの端を損傷することなくテープをガイドし、揺れを最小限に抑えてテープを動かし、テープが読み取り/書き込みヘッドと常に接触するのに十分な低い張力を与える必要があります。

テープを装填するには、オペレータはテープ リールの外側から保護リング (メディアの湿気やほこりを防ぐため、「テープ シール ベルト」と呼ばれることが多い) を取り外し、テープを供給ハブに取り付けます。次に、テープ リーダーをさまざまなローラー アセンブリに通して巻き取りリールに取り付け、テープを 3 回または 4 回巻き付けて、巻き取りモーターがテープを引っ張るのに十分な摩擦力を確保します。次に、オペレータは、多くの場合ボタンを 1 回押すだけで、保護ウィンドウを閉じ、真空システムを起動し、テープ パスの光学センサーによってテープの始まり (BOT) のホイル ストリップが検出されるまでテープを前進させる自動シーケンスを開始します。次に、制御電子機器が制御コンピュータに、ユニットが操作可能になったことを通知します。

オーディオと同様に、9 トラック デジタル テープ ドライブの読み取り/書き込みヘッドを通過するテープの移動には、キャプスタン モーターによる正確な制御が必要です。キャプスタン モーターは、非常にスムーズに動作するように設計されます。制御電子機器へのフィードバックは、テープ速度を制御するために、通常は光学式の「トーン ホイール」であるタコメータによって行われます。キャプスタンの開始と停止は、適切なサイズのレコード間ギャップ (情報ブロック間のギャップ) を確保するために、ランプ ジェネレータによって制御されます。

真空システムは、比較的低い張力で短いテープを真空コラム内に保管することにより、キャプスタンの精密な動きとリールの大きな動きの間に物理的な緩衝材を提供します。真空コラムは、一方の端が開いたチャンバーで、開口部はキャプスタンとローラー アセンブリの前後のテープ パスと一直線になっています。コラム内のテープ量は、コラムの側面にある 4 つの光学センサーまたは真空センサーによって制御されます。制御電子機器は、テープ ループのカーブを 2 つの内部センサー間で維持し、必要に応じて、供給リールにテープを送るか停止するように指示し、巻き取りリールにテープを受け取るか停止するように指示します。コラムの最上部と最下部にある外側の 2 つのセンサーは、動作中に送り機構の不具合を感知し、テープが損傷するのを防ぐために、制御電子機器にテープ トランスポートと真空システムのすべての動作を停止するように指示します。真空コラムによって提供される張力とテープ パスの設計により、テープは通常、キャプスタンの比較的摩擦の高いコーティングと十分に接触しているため、ピンチ ローラーは使用されません。

多くのシステムではテープの動きは双方向です。つまり、制御コンピュータの要求に応じてテープを前方または後方に読み取ることができます。供給真空コラムによって逆方向に小さな一定の張力が維持されるため、キャプスタンはテープが束になったり経路から外れたりすることなく後方に送ることができます。ほとんどのオーディオ テープ システムとは異なり、キャプスタンとヘッド アセンブリは、高速順方向および逆方向の操作中でも常にテープと接触しており、高速巻き戻し時にのみヘッド アセンブリがテープ経路から移動します。一部のユニットでは、メーカーが「高速検索」機能を提供しており、これはテープを特定のブロック数だけ高速に動かし、テープを停止して、要求されたデータを通常の速度で読み取る機能です。

テープには、テープの終わり (EOT) を示すホイル ストリップが含まれています。書き込み中に EOT が検出されると、コンピュータ プログラムにその状態が通知されます。これにより、テープにまだ十分な空きがあるうちに、プログラムはテープの終わりの情報をテープに書き込むことができます。

BOT と EOT の検知は、テープの表面に斜めの角度で小さなランプを照射することで行われます。テープに接着されたホイルストリップがランプを通過すると、光受容体が反射したフラッシュ光を感知し、テープの動きを停止するようにシステムをトリガーします。これが、9 トラック テープ ドライブを備えたデータ センターで写真用フラッシュ カメラが許可されない主な理由です。フラッシュ カメラはテープ ドライブを騙して BOT と EOT を誤って検知する可能性があるためです。^[3]

上記は一般的な搬送システムについて説明していますが、メーカーはさまざまな代替設計を考案しました。たとえば、水平搬送デッキを使用する設計では、オペレーターがテープ リールを供給リール ベイにセットし、ドアを閉じてロード ボタンを押すだけで、真空システムがテープを経路に沿って引き寄せ、メカニズム内の巻き取りハブに載せます。真空コラムをなくし、マイクロプロセッサ制御のダイレクト ドライブ設計を採用した設計もあります。

9 トラックの 800 NRZIおよび 1600 PE (位相エンコーディング) テープでは、データ レコード間に 0.6 インチ (15 mm) のレコード間ギャップ (IRG) を使用して、レコード間でテープを停止および開始できるようにします。6250 GCRテープでは、より狭い 0.3 インチ (7.6 mm) の IRG が使用されます。

9 トラック テープには、テープの先頭から 10 フィート (3.0 m)、テープの末尾から 14 フィート (4.3 m) の非データ側に反射ステッカーが貼られています。これは、テープがハブから巻き戻されるのを防ぐための信号をハードウェアに送るためです。これらの反射ステッカーは、テープの先頭 (BOT) とテープの末尾 (EOT) のマークを確立します。10 フィート (3.0 m) のリーダー テープとトレーラー テープは、テープが空気柱を上下し、ハブに数回巻き付くのに十分な長さです。トレーラーの余分な 4 フィート (1.2 m) は、オペレーティング システムが EOT マークの後に数ブロックのデータを書き込んで、マルチボリューム データセットのテープ データ セグメントを確定するためのスペースを確保するためです。オペレーターは、リーダー テープがほつれたときに、通常、リーダー テープの数インチを切り取ります。先頭の反射ストリップがテープから外れると、データセットの BOT ポイントを簡単に見つけられなくなり、BOT の方向付けがほぼ不可能になるため、データの読み取りが困難になります。このような状況が発生すると、新しい BOT ストリップがテープに追加され、以前のデータは失われたものと見なされます。

9 トラック テープは、1 インチあたり 800、1600、6250 8 ビット バイトの密度を持ち、通常の長さ 2,400 フィート (730 m) のテープでは、それぞれ約 22.5 MB、45 MB、175 MB になります。

2400 シリーズ磁気テープ装置は System/360 で導入され、9 トラック テープを使用した最初の装置でした。テープとリールの寸法は、IBM 729などの7 トラック装置で使用されるものと同じです。ただし、古い 7 トラック テープは、7 トラック読み取りおよび書き込みヘッドと 7 トラック互換性オプションを備えた特別な 2400 ドライブでのみ読み取りおよび書き込みが可能です。

3400 シリーズ磁気テープ ユニットは、IBM System/370で導入されました。3400 システムの主な利点は、データ密度 (6250 BPI) の高さと、IBM 2420 モデル 7 で初めて採用された「オートローダー」カートリッジのサポートです。オートローダー カートリッジが登場する前は、テープはリールを取り囲むプラスチックの「テープ シール ベルト」で密封されており、汚れ防止とラック吊り下げ機能を提供していました。3420 のオートローダー カートリッジにより、テープ オペレーターはシール ベルトを取り外すことなく、リールをハブに直接取り付けることができます。これにより、オペレーターがベルトを取り外したり交換したり、テープを巻き取りリールに通したりする必要がないため、時間が大幅に節約され、オペレーターのエラーが減少します。

初期のテープ ドライブには真空コラムがありましたが、8809 ドライブ (1980 年代) などの一部の IBM テープ ドライブはフラット マウント式で、真空コラムはありません。テープは手動でマウントして通します。このドライブは 800 bpi と 1600 bpi の両方をサポートしています。このドライブはIBM System/36で使用されます。IBM AS/400 および iSeriesには9348-012 があり、これはテーブル トップ ドライブでフラット マウント式ですが、テープ リールを自動ロードして自動通します。9348 は 1600 bpi と 6250 bpi の密度のテープをサポートしています。

32,767 バイト ブロックを持ち、6250 BPI で記録される 2400 フィート リールの最大データ容量は 170 メガバイトです。通常は、4K (4,096 バイト) などのはるかに小さいブロック サイズが使用され、その場合、テープのストレージ容量は 113 メガバイトに減少します。

オペレーティング システムに応じて、テープはEBCDIC (IBM 機器が使用されている場合) または ASCII としてフォーマットされ、「ラベル付き」(データの前にテープ ヘッダーがあり、通常はテープ名と日付が含まれている場合)、「ラベルなし」(テープにヘッダーが含まれていない場合)、または「非標準ラベル」(テープにはヘッダーがあるが、テープの読み取りに使用される機器が想定するフォーマットに準拠していない) のいずれかになります。

データは、通常、1 レコードずつではなく、ブロック単位でテープに書き込まれます。ブロック間にはブロック間ギャップがあり、密度によって異なりますが、通常は 5/8 ～ 3/4 インチの長さです。テープに保存されるデータの量を最大化するには、ギャップの数を最小限に抑える必要があります。また、ブロックに保存されたデータは、1 レコードずつ保存されたデータよりも高速に読み書きできます。欠点は、ブロック内のデータ破損により、複数のレコードが失われる可能性があることです。

• 
  保護ケース入りフルサイズ 1/2 インチ テープリール
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  前面と背面に 1/2 インチの小さなテープ 2 本
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  アルミホイルのストリップがテープの始まりと終わりを示します
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  書き込み保護リングは、テープを取り外したときに書き込みが行われないようにします。
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  典型的な半インチ磁気テープライブラリ
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  3M 777 ハイグレード 6250 CPI - セキュリティ コンピュータ テープ

• ANSI INCITS 40-1993 (R2003) 情報交換用未記録磁気テープ (9 トラック、800 cpi [文字/インチ]、NRZI、1600 cpi、PE、および 6250 cpi、GCR )
• ISO /IEC 1863:1990 9 トラック、12.7 mm ( 1 ⁄ 2インチ) 幅の磁気テープ。NRZ1 を使用して 32 ftpmm (ミリメートルあたりの磁束遷移、インチあたり 800 磁束遷移または ftpi) または 32 cpmm (ミリメートルあたりの文字、インチあたり 800 文字または cpi) で情報交換を行う。
• ISO/IEC 3788:1990 9 トラック、12.7 mm ( 1 ⁄ 2インチ) 幅の磁気テープ、126 ftpmm (3,200 ftpi)、63 cpmm (1,600 cpi) の位相エンコーディングを使用した情報交換用
• ANSI INCITS 54-1986 (R2002) 情報交換用記録磁気テープ (6250 cpi、グループコード化記録)
• ANSI INCITS 27-1987 (R2003) 情報交換のための磁気テープラベルとファイル構造

• アンペックス
• アンリツ
• バロウズ
• 暗号データ​​製品
• 制御データ
• デジタル・イクイップメント・コーポレーション
• デジデータ
• 富士通
• ヒューレット・パッカード（Dynec/Dymecを含む）
• ケネディ
• 革新的なデータテクノロジー (IDT/アルストン)
• レーザー磁気ストレージ / Philips LMS / Plasmon LMS
• M4データ
• オーバーランドデータ
• パーキンエルマー
• パーテックコンピュータ
• クオルスター
• SEラボ（EMI）
• STC / Storage Technology Corp (社名変更後はStorageTek (STK)) ( SUNが買収し、現在はOracle Corpの一部門)。
• ワンコ

• 3M (後にImationに分社化) — 9 トラック テープの最初の製造業者。
• Graham Magnetics — 新しい 9 トラック テープを製造した最後のメーカー (2001 年)。

ウィキメディア・コモンズには、ハーフインチ テープ ドライブに関連するメディアがあります。

• IBM 3420 磁気テープ ドライブ、 Wayback Machineの IBM アーカイブより(2005-04-07 アーカイブ)
• bitsavers.orgで
  • 暗号ドキュメント
  • 12 月 TS11 TU80 (1600 PE) TA78 TA79 TU81(1600 PE、6250 GCR)
  • 富士通 M244x テープ ドライブ CE マニュアル
  • HP 7970 メンテナンス コースの配布資料: 800 NRZI および 1600 PE ドライブ
  • IBM 2400 シリーズ テープ ドライブ コンポーネントの説明
  • ケネディテープモデル
  • M4Data ドキュメント
  • Univac UNISERVO IIIA、IIIC 磁気テープ サブシステム技術速報
• HP 7976A 7978A 7980A (88780AB) (1600 PE、6250 GCR) HP 7974A 1600 PE (hpmuseum.net)
• Dong JW、Proehl KA、 Abramson RL、Christie LG、Domel DR (1988 年 6 月)。「信頼性の高い、自動ロード、ストリーミングの 1/2 インチ テープ ドライブ」。Hewlett -Packard Journal。39 ( 3)。(7980A、88780AB)
• IBM 9348-012 (1600, 6250) のWayback Machine (2006-09-02 アーカイブ)
• M4データのパンフレット:
  • 9906 1600、(-2 → 3200、-5 → 6250)ウェイバックマシン(2007-09-27 アーカイブ)
  • ウェイバックマシンの 9914 (2007-09-27 アーカイブ)
  • 9914V (800, 1600, 3200, 6250)ウェイバックマシン(2007-09-27 アーカイブ)
• Wayback Machineの Qualstar 3400 シリーズ(2018-06-08 アーカイブ)
• Wayback Machineの OEM ドライブ メーカーのタイムライン(2007-09-27 アーカイブ)
• コロンビア大学の 9 トラック テープ ドライブ、1982 年頃
• ペンシルベニア州ニューケンジントンにある大規模システム博物館では、半インチテープを使用した DEC および IBM 機器が稼働しています (2021 年 9 月)