admin / 01.07.2018

Скорость записи диска

Скорость записи дисков

Скорость записи компакт-диска CD измеряется в X, 1X равен 150Кб/с (153 500 байт/секунду). Например 32X (привод записывающий диски со скоростью 32) может обеспечить максимальную скорость записи оптичекого диска, равную 32 * 150 = 4800 Кбайт/секунду (4,7 МБ/с).
Скорость записи компакт-диска DVD также измеряется в X, но 1X в данном случае равен 1352 Кб/с (1,32 МБ/секунду), что можно соотнести с 9X для CD. Таким образом можно посчитать, что скорость потока данных с которой пишет 16-ти скоростной привод, будет равняться 16 * 1,32 = 21,12 МБ/с.
Термин “скорость записи” определяет, насколько быстро данные могут быть записаны на CD-R диск. Маркировка 2х, 4x, 6x, 8x, 12x, 16x, 24x, … 48x показывает, во сколько раз быстрее устройство записывает данные по сравнению с односкоростным эталоном. Под одной скоростью понимается скорость передачи данных равная 150 Кб/сек. Таким образом, маркировка 2х значит, что данные могут записываться со скоростью 300 Кб/сек, 8х — 1.2 Мб/сек, 16x — 2.4 Мб/сек, 48x — 7.2 Мб/сек. Необходимо принять во внимание, что реальная скорость может различаться в зависимости от выбранного формата записи, так как данные записываются в режиме 2’048 байт на блок, а звуковая информация в режиме 2’352 байта на блок. Поэтому реальное время записи одного полного диска в зависимости от формата может несколько отличаться.
Обычно маркировка приводов CD-ROM состоит из одной цифры, показывающей с какой максимальной скоростью данные могут быть считаны. При этом указывается самый быстрый для чтения формат — CD-ROM Mode 1, да еще, к тому же, при измерении на внешнем периметре диска. Маркировка CD рекордеров содержит три цифры: первая — скорость записи CD-R дисков, вторая — скорость перезаписи (CD-RW диски), третья — скорость чтения. Соответственно, маркировка 16x10x40 для CD рекордера значит, что он способен записывать CD-R диски со скоростью 2.4 Мб/сек, CD-RW диски со скоростью 1.5 Мб/сек, читать диски со скоростью 6 Мб/сек. Если же маркировка состоит из двух цифр (обычно, только для старых рекордеров), то это значит, что такой привод не может работать с CD-RW дисками.

В общем-то, зависимости скорости записи от скорости чтения нет. Поэтому если диск предназначен для записи в диапазоне скоростей от 1x до 16x, то вы можете выбирать любую удобную скорость. Однако если вдаваться в этот вопрос глубоко, то чем выше скорость записи диска, тем потенциально выше его качество. Вернее, при повышении скорости записи есть шанс улучшить несколько показателей диска, в том числе один из основных — BLER.
Аббревиатура BLER раскрывается как «Block Error Rate» и обозначает частоту появления блоков информации, которые имеют ошибочные символы (байты), обнаруженные на первом уровне обнаружения и коррекции ошибок C1. Показатель BLER — параметр, который хорошо отражает качество диска в целом, так как зависит от множества факторов, проявляющихся в процессе изготовления дисков.
Стандарт «Красная книга» (Red Book) определяет максимальный BLER <= 220 блоков в секунду. При этом вычисляется среднее значение при измерении на интервалах по 10 секунд. В зависимости от BLER диски делятся на несколько классов (grade) качества:
Grade A (BLER < 6) — диски высокого качества;
Grade B (BLER < 50) — диски хорошего качества;
Grade C (BLER < 100) — диски удовлетворительного качества.
Grade D (BLER < 220) — диски, которые можно использовать, но чтение информации с которых затруднено или велика опасность выхода диска из строя (потеря информации).
Потенциально, диски формата CD-DA могут быть с более высоким BLER, нежели диски CD-ROM (не случайно Red Book допускает довольно высокий BLER — до 220). Однако время жизни аудио диска обычно несравненно большее, нежели диска с программами — музыкальные программы значительно менее подвержены (или вообще не подвержены) моральному старению по сравнению с современным ПО. А высокий BLER говорит не только об опасности потери данных, что не совместимо с долгой жизнью диска, но и о возможных проблемах чтения в некоторых приводах. Поэтому на практике ведущие производители компакт-дисков стараются изготавливать свою продукцию с BLER < 50 (Grade B). CD-R технология позволяет легко наладить производство тиражей с BLER < 20 без дополнительных затрат. А если применять только диски известных производителей, то 100% выход дисков высшего класса качества (Grade A) практически обеспечен.
Если взять диск, сертифицированный на скорость записи 1-16x, записать одинаковую копию его на каждой скорости, а затем «прогнать» диски через анализатор качества и замерить BLER, то мы обнаружим, что он несколько понижается при повышении скорости, а, значит, диски выигрывают в качестве. Но повышение настолько незначительно, что об улучшении качества при повышении скорости говорить можно лишь как о теоретическом параметре. Однако однозначно можно опровергнуть ошибочные суждения о том, что «чем ниже скорость, тем выше качество записи».

>Форматы хранения информации на накопителях

Файловые системы

Одно из главных достижений DVD — это то, что удалось все применения компакт-диска для данных, видео, аудио (или их комбинации) совместить в пределах единственной физической файловой структуры по имени UDF, или универсальный дисковый формат. Разработанный OSTA (Optical Storage Technology Association), формат UDF гарантирует, что к любому файлу можно обратиться на любом диске, установленном на компьютере или видеопроигрывателе потребителя. Кроме того, формат обладает совместимостью со стандартными операционными системами, поскольку учитывает стандарт CD ISO 9660. UDF преодолевает проблемы несовместимости, от которых страдал компакт-диск, когда стандарт должен был переписываться каждый раз при появлении новых приложений, подобно мультимедиа, интерактивных систем или видео.

Версия UDF, которой удовлетворяют как перезаписываемые Диски, так и версии «только для чтения», является подмножеством спецификации UDF версии 2.02, которая известна как MicroUDF (M-UDF).

Поскольку UDF не поддерживался Windows, пока Microsoft не выпустила Windows 98, производители DVD были вынуждены использовать промежуточный формат по имени UDF Bridge (Мост), который представлял собой гибрид UDF и ISO 9660. Windows 95 OSR2 поддерживала UDF Bridge, но более ранние версии этого не могли. Спецификация UDF Bridge явно не включает Joliet-расширения для ISO 9660, которые необходимы для длинных имен файлов. Windows 98 распознает UDF, так что эти системы не имеют проблем ни с UDF, ни с длинными именами файлов.

DVD видео использует только UDF со всеми данными, требуемыми UDF и ISO 23346, чтобы иметь совместимость с компьютерными системами, и не использует ISO 9660 вообще. Файлы на DVD видео не могут иметь размер больший, чем 2 Гбайт, и должны быть записаны как отдельный экстент (то есть, в непрерывной последовательности). Первым каталогом на диске должен быть каталог VIDEO_TS, содержащий все файлы, и все имена файла должны быть в формате 8+3 (8 байт — имя, 3 — расширение).

DVD аудиодиски используют UDF для того, чтобы сохранять данные в отдельной «зоне аудио DVD» на диске, указанном как каталог AUDIO_TS.

Формат Мамонт (Mammouth)

Exabyte был лидером в промышленности НМЛ в течение более 20 лет. Фирмой было впервые предложено использовать 8-мм ленты для хранения данных на базе механизма, подобного видеокамерам Сони, причем было выпущено более 2.5 млн таких накопителей. Такие механизмы достаточны для приложений невысокой надежности, но менее пригодны для сегодняшних серверных приложений. Введенный в 1996 году стандарт «Мамонт» (Mammouth) является более передовой и надежной технологией и представляет ответ Exabyte на требования этого диапазона рынка серверов.

Привод МЛ не использует кабестан, что устраняет часть накопителя ленты, которая создает непредсказуемый износ носителя. Используется технология АМЕ (Advanced Metal Evaporated) или нанесения металла путем испарения. Это обеспечивает антикоррозийную стойкость и износоустойчивость ленты, срок хранения повышается до 30 лет. Гладкая поверхность МЛ увеличивает время износа головок до 35 тысяч.

Данные на МЛ организованы в сегменты (разделы), каждый из которых может быть записан, стерт или прочитан как одно целое. Эта организация позволяет увеличивать объем носителя для поддержки таких приложений, как мультимедиа и видеосерверы. Для коррекции ошибок используется двухуровневый метод Reed-Solomon ЕСС. При этом ошибки корректируются «на лету» перезаписью блоков в пределах той же дорожки.

В 2000 году был выпущен накопитель Exabyte Mammoth-2, в котором устанавливались новые стандарты высокой скорости и возможностей. Накопитель имеет скорость передачи 22 Мбайт/с, 8-мм лента АМЕ может загрузить максимум 60 Гбайт. НМЛ использует интерфейс Ultra2/LVD SCSI, буфер объема 32 Мбайт — многоканальную головку, новейший алгоритм коррекции ошибок ЕССЗ и обеспечивает коэффициент сжатия 2.5:2 на основе ALDC (адаптивное сжатие данных без потерь), что дает емкость 250 Гбайт на ленту. Последующая оптоволоконная версия предлагала повышение исходной скорости передачи до 30 Мбайт/с.

Расширенная технология цифровой записи

Разработана корпорацией Philips. Первые устройства ADR были запущены весной 1999 года, в форме НМЛ с интерфейсом IDE, способного к записи 25 Гбайт исходной или 30 Гбайт сжатой информации на картридж.

Привод ленты способен непрерывно контролировать ее смещение вверх или вниз даже на малейшую величину, в результате этого достигается высокая плотность — до 292 дорожек на 8-мм пленке. Способность ADR читать или записывать все восемь дорожек данных одновременно дает возможность получить внушительные скорости передачи при относительно низких скоростях. Износ ленты минимален, а также появляется и возможность контроля и исправления ошибок как в горизонтальном, так и вертикальном направлениях. Применяемый здесь код исправления ошибок (ЕСС) значительно более эффективен, чем в обычных системах, когда код исправления ошибки действует только в одном измерении (по дорожке данных). Фактически, ЕСС для ADR позволяет обеспечить 200 %-ное восстановление данных, даже если до 24 из 292 дорожек разрушены по полной длине ленты.

CD-R и ёмкость дисков

CD-R содержит предварительно нанесенную спиральную дорожку, разбитую на блоки, причем адрес каждого блока закодирован непосредственно на носителе. Вместимость наиболее широко распространенного формата компакт-диска может быть выражена либо как 74 мин, либо 650 Мбайт. Каждая секунда времени воспроизведения занимает 75 блоков, следовательно полный компакт-диск имеет вместимость 74 х 60 х 75=333 ООО блоков.

Фактическая вместимость этих 333 тыс. блоков зависит от того, что именно записано на диске — аудио или данные. Это связано с тем, что аудио предъявляет меньше требований к безошибочности записи и поэтому в этом случае в каждый блок записывается меньшее количество контрольной, избыточной информации. В результате вместимость блока для аудио составляет 2353 байт (2048 для данных). Следовательно, 74-минутный диск имеет вместимость 783 226 000 байт (746 Мбайт) для аудио, но только 682 984 000 байт (650 Мбайт) для данных.

В конце 1990 годов. начали появляться носители CD-R с большей вместимостью, чем тот 74-минутный максимум, который разрешали стандарты аудиокомпакт дисков («Красная Книга») или стандарты CD-ROM («Желтая Книга»). Эти технологии получили общее название CD overburning.

Дополнительная вместимость была достигнута путем сокращения шага дорожки, уменьшения допусков на скорость сканирования, уменьшения вероятности ошибки при записи-чтении (при этом возникают проблемы совместимости с более ранними устройствами или старыми записями на CD).

Первый из этих форматов повышенной вместимости обеспечивал время считывания 80 минут и вмещал 360 тыс. блоков вместо обычных 333 тыс. В терминах количества данных это означало 703 Мбайт по сравнению с 650 Мбайт стандартного компакт-диска. В начале нового тысячелетия появляются еще более высокие вместимости в форме 90- и 99-минутных форматов (приблизительно 792 и 870 Мбайт соответственно). Следует отметить, что, так как временные отметки на компакт-диске кодируются парой десятичных цифр, невозможно, чтобы вместимость диска превышала 99 мин.

Overburning требует поддержки режима Disc-At-Once при записи и чтобы пишущий CD-плеер игнорировал информацию о свободном месте, находящуюся на диске без записи (ATIP), а вместо этого использовал данные, передаваемые из пишущей программы.

Преодоление буферной недостаточности

К концу 1999 года характеристики удвоились до «8х/24х», однако возникла проблема, известная как буферная недостаточность (или опустошение буфера записи), когда быстродействие машины и накопителя на МД стали отставать от скорости устройств CD-R (устройство готово к записи на диск, но информация в буфере записи уже исчерпана и «нечего писать» — в результате диск оказывается испорченным). Для избежания подобных эффектов, во-первых, стали использовать кэш память, размещенную на пишущем CD-плеере (размера от 256 Кбайт до 2 Мбайт), во-вторых, устройства стали адаптироваться к скорости подачи информации, снижая или повышая скорость записи.

Технология BURN-Proof (Buffer UndeRuN-Proof technology), предложенная Sanyo, заключается в постоянном контроле состояния буфера данных компакт-диска так, чтобы запись была остановлена в определенном месте, если появляется опасность буферной недостаточности (например, когда заполнение буфера снижается ниже заданного порога), а затем возобновлена путем позиционирования лазерной головки на соответствующий сектор.

Plextor использует технологию Sanyo в комбинации с собственным методом «PoweRec» (Plextor Optimised Writing Error Reduction Control). Процесс записи здесь периодически приостанавливается (с использованием технологии BURN-Proof) для проверки качества записи и принятия решения о необходимости повысить или понизить скорость записи.

UDF стандарт

Стандарт ISO 9660, используемый CD-ROM и дисками CD-R, создает неудобства при добавлении данных на диски небольшими порциями. Запись многократных сеансов на диск приводит к потерям приблизительно 23 Мбайт дискового пространства на каждом сеансе, и первоначальный стандарт ограничивает числом 99 количество треков (фонограмм), которые могут быть записаны на диск. Эти ограничения были сняты в стандарте ISO 23346 «Универсальный Дисковый Формат» (Universal Disc Format — UDF), разработанном Ассоциацией технологий оптических ЗУ (Optical Storage Technology Association — OSTA). Этот стандарт не зависит от типа операционных систем, предназначен для записи данных на оптических носителях, включая CD-R, CD-RW и устройства DVD, и использует переработанную структуру каталога, которая позволяет устройству эффективно записывать файл (или «пакет») за один раз.

Режим пакетной записи не полностью совместим с логической файловой системой ISO 9660, так как при этом следует точно знать, какие файлы будут записаны в течение сеанса, чтобы заполнить служебные таблицы ФС (Path Tables и Primary Volume Descriptors), которые указывают на физическое размещение файлов на диске.

UDF позволяет добавлять файлы на диски CD-R или CD-RW порциями по одному файлу, без существенного переполнения служебной информацией, используя методику, названную «пакетной записью» (packet writing). В UDF, даже если файл перезаписан, его виртуальная адресация остается без изменений.

В конце каждого сеанса записи пакета UDF заносит на диск «Виртуальную таблицу размещения» (Virtual Allocation Table — VAT), которая описывает физическое местоположение каждого файла. Каждая вновь созданная VAT, включает данные из предыдущей VAT, позволяя таким образом UDF определить местонахождения всех файлов, которые когда-либо были записаны на диск.

К середине 2998 г. были выпущены две версии UDF — UDF 2.02 (версия, используемая на DVD ROM и видео DVD) и UDF 2.5 (добавляет поддержку CD-R и CD-RW). Windows 98 обеспечивала поддержку UDF 2.02. Однако в отсутствии поддержки операционной системы UDF 2.5 требовалось специальное UDF-программное обеспечение для дисковода, поддерживающее пакетную запись на CD-R и CD-RW.

Первым образцом такого программного обеспечения являлся DirectCD V2.0 (разработка Adaptec), который поддерживал как пакетную запись, так и произвольное удаление файлов с носителя CD-RW. DirectCD V2.0 обеспечивал запись двух видов пакетов — фиксированной и переменной длин. Пакеты фиксированной длины являются более подходящими для CD-RW, чтобы обеспечивать произвольное удаление файлов.

Спецификация «Мультичтение» (MultiRead)

Записанные на диске CD-RW дорожки (фонограммы) считываются тем же самым способом, как и дорожки обычного компакт-диска — путем обнаружения переходов между низким и высоким коэффициентами отражения и измерения промежутков между переходами. Единственное существенное отличие состоит в том, что коэффициент отражения здесь ниже, чем для «правильных» CD, в результате этого носители CD-RW могут не читаться многими устаревшими дисководами CD-ROM или CD плеерами.

Отметим, что первоначальные спецификации для CD требовали, чтобы коэффициенты отражения для поверхности диска и углублений составляли минимум 70 и максимум 28 %, соответственно. Эти требования были введены, чтобы гарантировать надежное считывание данных фотодиодами 1980-х гг.

В настоящее время, в связи с усовершенствованием электроники эти требования оказываются чрезмерно завышенными.

Диск CD-RW имеет поверхностный коэффициент отражения 25-25 %. Поэтому система CD-RW работает в диапазоне коэффициентов отражения, равных ⅓ таковых из первоначальной спецификации компакт-диска. Однако для современных фотодиодов это не представляет никакой проблемы, достаточно организовать усиление электросигнала.

Спецификация «Мультичтения» («MultiRead»), составленная Philips и Hewlett Packard, а затем одобренная Ассоциацией технологий оптических ЗУ (Optical Storage Technology Association — OSTA), предусматривает необходимые корректировки, решая таким образом любые проблемы совместимости.

Кроме того, максимальные и минимальные уровни коэффициентов отражения диска CD-RW соответствуют требованиям спецификации CD для минимальной модуляции 60 %. Технология изменения фазы для CD-RW практически не зависит от длины волны лазера записи-чтения.

Диски CD-RW могут быть считаны как лазерами, используемыми в системах DVD (длина волны 650 нм), так и лазерами, применяемыми в приводах обычных CD (780 нм).

Mount Rainier

Спецификация, предложенная группой Mount Rainier (во главе с лидерами промышленности Compaq, Microsoft, Philips Electronics и Sony), имела своей целью сделать методы использования носителей CD-RW аналогичными НГМД или НЖМД — в частности, осуществлять при поддержке операционной системы операции в манере буксировки данных («drag and drop»). Спецификация Mount Rainier содержит следующие ключевые элементы:

  • аппаратный контроль дефектных участков на диске. Хотя большинство программ, осуществляющих пакетную запись на CD-RW, использует возможности контроля дефектов, заложенных в UDF 2.5, проблема состоит в том, что программное обеспечение должно иметь полную информацию о дефектных участках диска. Подход, предложенный Mount Rainier, состоит в контроле на аппаратном уровне, так что если приложение будет пытаться произвести запись на «плохой» сектор, этот сектор будет «скрыт», а альтернативный предложен;
  • логическая адресация записи в 2 Кбайта. В то время как CD-RW использует размер блока в 64 Кбайт, Mount Rainier требует поддержку логической адресации 2 Кбайт, таким образом обеспечивая «выстраивание» дисков CD-RW в одну линию с другими системами хранения данных, которые базируются на адресуемости 4 или 2 Кбайт;
  • фоновое форматирование. Mount Rainier устраняет как временные задержки, так и необходимость использование программного обеспечения, не входящего в состав операционной системы или ПО записи на диск (это обычно связано с форматированием носителей CD-RW). Форматирование теперь осуществляется в режиме фоновой задачи, не заметной для пользователя.

OSD-технология

Целью технологии сверхвысокой оптической плотности (Optical Super Density — OSD) была разработка сменного магнитооптического носителя большой емкости (40 Гбайт или более), который имел бы надежность, соответствующую сегодняшним требованиям ISO для МО, достигал норм передачи данных, конкурентоспособных с жестким диском (30 Мбайт/с) и обеспечивал бы более низкую стоимость мегабайта памяти, чем другие оптические и магнитные технологии. Весной 1999 года Maxoptix Corporation — ведущий изготовитель МО-накопителей — объявил о создании OSD-тех-нологии.

Достижение целей проекта сложилось на основе ряда инновационных технологий:

  • при технологии OverCoat Incident Recording (OCIR) записывающий слой размещается сверху подложки (подобно жесткому диску), а также используется толстый прозрачный акриловый слой, подобный защитному покрытию обратной стороны CD или DVD. Покрытие OSD более чем в 2000 раз толще, чем у жесткого диска и лент, но намного более тонко, чем подложка, используемая на обычных носителях МО. Поскольку это позволяет расположить линзу намного ближе к записывающему слою диска, OSD способна использовать более высокую числовую апертуру линзы, приводя к намного более высоким плотностям записи данных;
  • массовая поверхностная запись — Surface Array Recording (SAR), здесь используются независимые головки для чтения/записи с обеих сторон носителя, чтобы позволить доступ к обеим сторонам диска одновременно. Это отличается от традиционных МО, где пользователи вынуждены переставлять носитель, чтобы прочитать данные, сохраненные на противоположной стороне диска;
  • модуляция магнитного поля (Magnetic Field Modulation — MFM) обходит ограничения, свойственные традиционному использованию подмагничивания при записи данных на диси МО. Посредством использования небольшой магнитной головки в непосредственной близости от диска полярность магнитного поля может переключаться с самой высокой частотой; магнитное сверхразрешение — Magnetic Super Resolution (MSR): использование MFM меняет фактор ограничения плотности записи с длины волны лазера к способности выделить индивидуальные отметки при чтении, используя пятно луча, которое может охватить несколько отметок.

Форматы записываемых дисков DVD

Существуют пять версий записываемых DVD:

  • DVD R обычный;
  • DVD R авторизованный;
  • DVD RAM (перезаписываемый);
  • DVD RW;
  • DVD+RW.

Все записываемые форматы DVD включают набор спецификаций, которые определяют физические характеристики среды записи. Этот уровень функционирования является «физическим уровнем среды», и возможность прочитать диск на специфическом проигрывателе или дисководе зависит от его способности поддержать соответствующий физический уровень независимо от того, какие данные записаны. Спецификация самого содержания подчинена множеству «прикладных уровней», которые определены Форумом DVD. Например, типичные кинофильмы выпускаются на тиражируемых дисках ROM (физический уровень), и при этом применяется формат DVD видео (прикладной уровень).

Все пишущие плееры могут читать диски DVD ROM, но каждый использует различные типы дисков для записи. DVD R, который появился в 1997 г., разрешает сделать только однократную запись (только последовательным образом), в то время как диски форматов DVD RAM, DVD RW и DVD+RW могут быть перезаписаны тысячи раз.

DVD RAM был первым перезаписываемым форматом, который появился на рынках летом 1998 года. Этот формат наиболее удобен для записи компьютерных данных из перезаписываемых форматов DVD для использования в компьютерах, поскольку он поддерживает обход дефектных участков и зонный формат CLV (постоянная линейная скорость), однако он несовместим с большинством проигрывателей (из-за различий в отражательной способности диска и незначительных отличий формата).

Форматы DVD RW и DVD+RW представляют собой эволюционное развитие существующих технологий CD-RW и DVD R, а потому обеспечивают лучшую совместимость с остальными представителями семейства изделий CD/DVD. DVD RW впервые появился в Японии в конце 1999 года и более нигде не использовался вплоть до 2002 г. DVD+RW перенес множество «фальстартов» и появился в конце 2002 года.

Проект Многоножка (Millipede)

В конце 1999 года Цюрихская научно-исследовательская лаборатория IBM обнародовала концепцию, согласно которой микро- и наномеханические системы могут конкурировать с электронными и магнитными устройствами в области запоминающих устройств большой емкости. Вместо того чтобы записывать биты, намагничивая точки на поверхности диска, новое устройство «Millipede» (многоножка, тысяченожка — по прозвищу разработчиков) выплавляет крошечные углубления в поверхности носителя.

Технология основана на использовании «ножек» (кончиков), установленных на концах крошечных консолей, чтобы сканировать мельчайшие детали поверхности. Кончики «многоножки» (числом 2024=32 х 32) нагреваются электрическим импульсом до 750 F (400 °С), что достаточно, чтобы выплавить отверстие в поверхностной пленке полимера диска. Кончики оставляют отверстия размером 30-50 нм, каждое из которых представляет один бит. Чтобы считать данные, «многоножка» определяет, находится ли «ножка» в отверстии, фиксируя температуру консоли.

Технологически элемент записи-чтения состоит из массива 64 х 64=4096 микрорычагов, занимающих 6.4 х 6.4 мм2 и помещенных на кремниевый чип (20 х 20 мм2), изготовленный по новой технологии, позволяющей осуществлять непосредственную связь микрорычагов с CMOS-электроникой. Микрорычаги имеют раздельные нагреватели для записи и чтения и электростатический привод для движения в направлении оси z.

Высокие скорости работы с данными могут быть достигнуты совместной работой большого количества крошечных «ножек». Специалисты IBM полагают, что этот метод в конечном счете позволит достигнуть плотности хранения 500 Гбит/дюйм2.

Технология HD-burn

Компания Sanyo Electric Co., Ltd. (Япония) объявила о выходе новой технологии BURN-Proof, которая решала главную проблему записи на CD-R/DVD R-диски и коренным образом улучшала характеристики CD/DVD рекордеров. На этой основе Sanyo разработала технологию высокой плотности записи информации: отныне становится возможным поместить 2.4 Гбайт данных на обычном CD-R-диске емкостью 700 Мбайт.

Новая технология получила название «HD-burn» (High Density Burn) — запись высокой плотности. Для реализации нового метода создан новый комбинированный привод Sanyo SuperCombiDrive CRD-DV2. Перечислим особенности данной технологии.

На обычные CD-R-диски можно записывать стандартный объем информации — до 0.7 Гбайт. При этом диски имеют полную совместимость с CD и DVD приводами.

На обычные CD-R-диски можно записывать удвоенный объем информации — до 2.4 Гбайт. При этом диски имеют полную совместимость с DVD приводами с учетом введения изменения в микропрограммы (firmware).

В режиме HD-burn достигается 36х скорость записи и 80х скорость чтения.

Технология записи BURN-Proof поддерживается без ограничения. Режим HD-burn также поддерживает CD-RW-диски. При этом достигается 24х скорость записи. Работа с HD-burn рекордером поддерживается несколькими популярными пакетами ПО, включая Nero Burning ROM (производство Ahead Software). В режиме HD-burn не могут записываться диски в формате CD-DA (Audio CD).

Диски, записанные по технологии высокой плотности, не будут читаться CD-приводами.

На диск, записанный с применением технологии HD-burn, будет помещаться 30 минут видео высокого качества (аналогичного DVD видео) с разрешением 720 х 576 точек.

Суть технологии записи высокой плотности заключается в применении двух новых принципов, которые позволяют записывать вдвое больше информации на обычном носителе — CD-R-диске:

  • длина пита (марки) на диске уменьшается до 0.62 мкм (для обычного CD — 0.83 мкм). Это означает, что HD-burn увеличивает емкость диска в 2.35 раза. Величина 0.62 мкм была выбрана для того, чтобы существующие DVD видеоплееры и приводы DVD ROM могли считывать диски HD-burn после незначительной модернизации;
  • применяется иная система коррекции ошибок: вместо CIRC (Cross Interleaved Reed Solomon Code — перекрывающийся код Рида-Соломона) используется RS-PC (RS-PRODUCT Code) с модуляцией 8-26, что увеличивает емкость еще в 2.49 раза. Как сообщает Sanyo, новая система коррекции ошибок RS-PC не только более компактна, но и существенно более эффективна, чем CIRC. В итоге емкость одного CD-диска, записанного в режиме HD-burn, в 2 раза превышает емкость CD-диска, записанного в обычном режиме, — 2.49 х 2.35=2.0225.

Шаг спирали (подача дорожки) и область записи остались прежними, что позволяет использовать обычные CD-R-диски. Другие же технологии записи высокой плотности требуют изменения физических характеристик носителя. Например, технология DDCD (Double Density Compact Disc) от фирмы Sony не может работать с обычными дисками. На Рисунок 3.35, в показано сравнение длины пита HD-Burn диска с обыкновенными CD- и DVD дисками.

Форматы DVD дисков

Существует пять физических форматов (или книг) DVD, которые мало чем отличаются от различных «оттенков» CD:

  • DVD ROM — среда хранения данных большой емкости, только для чтения;
  • DVD видео — цифровой носитель данных для кинофильмов;
  • DVD аудио — только для хранения звука; формат, подобный аудиоСD;
  • DVD R — однократная запись, многократное чтение; формат, родственный CD-R;
  • DVD RAM — перезаписываемый (стираемый) вариант DVD, который первым появился на рынке и впоследствии нашел в качестве конкурентов форматы DVD RW и DVD+RW.

Имея тот же самый размер как стандартный CD (диаметр 220 миллиметров, толщина 2.2 мм), диски DVD обеспечивают до 27 Гбайт памяти со скоростью передачи выше, чем для CD-ROM, временем доступа, подобным CD-ROM, и имеют четыре версии:

  • DVD 5 — односторонний однослойный диск вместимостью 4.7 Гбайт;
  • DVD 9 — односторонний двухслойный диск на 8.5 Гбайт;
  • DVD 20 — двусторонний однослойный диск 9.4 Гбайт;
  • DVD 28 — вместимость до 27 Гбайт на двустороннем двухслойном диске.

Кроме того, есть проект формата DVD 24 — два слоя на одной стороне, один — на другой, который, будучи более простым в производстве, будет заменять DVD 28, пока потребность в последнем не проявится в полной мере.

Важно признать, что в дополнение к пяти физическим форматам DVD также имеет множество прикладных форматов типа DVD видео и DVD аудио.

В эпоху массового появления флэш-накопителей многие думали, что время дисков закончено. Но нет, диски всегда будут служить местом постоянного хранения информации. Рассмотрим виды приводов и их характеристики.

Привод CD-RW (ReWritable)

Сегодня CD-R дисководы фактически ушли с рынка. Им на смену пришли приводы нового стандарта, которые позволяют записывать не только CD-R, но и диски многоразовой записи — CD-RW. При записи этих дисков используется совсем иная, отличная от CD-R технология, и они отличаются как устройства.

В дисках CD-RW также есть поглощающие и отражающие свет участки. Но это не бугорки или ямки, как в дисководах CD-ROM и CD-R. Диск CD-RW представляет собой как бы слоеный пирог, где на металлической основе находится рабочий, активный слой. Он состоит из специального материала, который под воздействием лазерного луча изменяет свое состояние. Находясь в кристаллическом состоянии, одни участки слоя рассеивают свет, а другие — аморфные — пропускают его через себя, на отражающую металлическую подложку. Благодаря такой технологии на диск можно записывать информацию, а не только считывать ее.

При этом CD-RW легко справляются не только с дисками собственного формата, но и с дисками CD-ROM и CD-R. При этом скорость записи дисков CD-R может доходить до 52-кратной, а дисков CD-RW — до 24-кратной. Скоростные характеристики указываются в названии дисковода — например, 12х8х32, где меньшая величина отвечает скорости записи CD-RW, а максимальная — скорости чтения.

Интерфейс дисководов. Как и любые дисководы, CD-R и CD-RW выпускаются в нескольких исполнениях — USB, SCSI и IDE. На интерфейс SCSI ориентируются быстрейшие и дорогие устройства, дисководы средней цены выпускаются в IDE-исполнении.

Фирмы производители дисководов. Самыми популярными сегодня остаются дисководы с торговой маркой Panasonic, Sony, Ricoh, Teac или Yamaha. Самые дорогие и качественные модели выпускают Plextor и Hewlett-Packard, среди недорогих IDE-дисководов популярные модели Mitsumi.


Сравнение

Итак, на CD-R мы сохраняем данные и впоследствии имеем возможность их только читать, CD-RW же допустимо полностью стереть и записать снова практически неограниченное количество раз. Можно бесконечно вертеть в руках эти диски, но различий так и не увидеть.

Реклама

Как устроен компакт-диск? На пластиковую основу наносится тонкий слой металла, на котором при записи создаются спиральные дорожки с углублениями, все покрывается прозрачным лаком для защиты от физических повреждений. При считывании лазерный луч отражается от деформированных и недеформированных участков по-разному, и подобные сигналы интерпретируются принимающим устройством.

Это касается дисков «только для чтения». Болванки же пользователь должен еще и записать, поэтому в их конструкцию добавлен еще один слой поверх отражающей подложки из золотой или серебряной пленки. Его свойства и определяют, в чем разница между CD-R и CD-RW.

У CD-R он органический. В процессе записи (в домашних системах называется прожигом) лазер нагревает определенные точки до потемнения, и при считывании свет от подложки отражается интенсивнее там, где хранящий информацию слой остался прозрачным.

Для CD-RW все несколько сложнее: регистрирующий слой сделан из особого сплава металлов, который при сильном нагреве лазером из кристаллического состояния переходит в аморфное (проще говоря, стекленеет). Преломляющая способность материала в разных состояниях разная, так что аморфные участки играют роль питов. При стирании нагрев средней интенсивности возвращает слой в исходное кристаллическое состояние. Подобным образом на одном диске информацию можно перезаписывать многократно.

Фазовые переходы спустя определенное количество циклов записи-стирания материал регистрирующего слоя разрушают, поэтому CD-RW считаются менее долговечными и надежными носителями, чем CD-R. Однако на практике оптические диски выходят из строя только в результате механических повреждений.

Для CD-RW устанавливается минимальная скорость записи, ниже которой переход вещества из одного состояния в другое просто невозможен. Максимальные значения скорости регламентируются для обоих типов: при превышении прожиг будет некачественным, точки «смажутся».

FILED UNDER : Железо

Submit a Comment

Must be required * marked fields.

:*
:*