Кроме компьютерных приводов, в конце 2001 года такие фирмы как Philips и Hewlett-Packard объявили о выпуске бытовых записывающих DVD плееров, по ценам порядка 600$
В отличии от Pioneer, который пошёл более логичным путём, создав сначала записываемый а потом перезаписываемый формат, DVD+R появился только в середине этого года. DVD+R построен точно на тех же принципах, что и DVD+RW. Единственное отличие, для отражающего слоя используется материал сходный с используемым на простых CD-R. Из недостатков DVD+R перед DVD+RW можно отметить, на них не будет работать коррекция ошибок, основанная на простой перезаписи сбойного сектора "наверх". Зато DVD+R диски должны легче читаться на стационарных плеерах и простых DVD-ROM, за счет более высокой отражающей способности записываемого слоя.
Не смотря на обещания производителей, им не удалось добиться полной преемственности стандартов, режим лазера необходимый для записи на DVD+R не предусмотрен на старых DVD+RW приводах. Простой прошивкой это не исправишь, поэтому многие уже выпущенные DVD+RW приводы никогда не смогут писать на DVD+R.
5. HD DVD или Blu-Ray - война форматов
Два новых и несовместимых друг с другом формата DVD повышенной плотности обязаны своим появлением телевидению высокой четкости, для записи программ которого недостаточно емкости обычных DVD (4,7 Гбайта
- однослойный и 6,5 Гбайта - двуслойный диск). Тем не менее, пока трудно понять, какой же из двух форматов, HD DVD или Blu-Ray, станет доминирующим на рынке, ведь у обоих форматов есть сторонники из числа крупнейших мировых производителей оптических носителей, бытовой и компьютерной техники.
Оба новых формата используют сине-фиолетовый лазер с длиной волны 405 нм, в то время как в совре-менных DVD-приводах для записи и чтения применяется красный лазер с длиной волны 650/635 нм. Более короткая волна обеспечивает меньший диаметр светового пятна от лазерного луча и, следовательно, более высокую плот-ность записи. Принципиальное отличие HD DVD от Blu-Ray заключается в том, что в HD DVD сохранена физи-ческая структура диска DVD, в то время как в Blu-Ray применяются диски с новой структурой и используется иная технология записи.
Диски формата HD DVD, продвигаемого на рынке, прежде всего, компаниями Toshiba и NEC, имеют стандартную для DVD толщину 1,2 мм и защитный слой толщиной 0,6 мм. Для считывания данных с таких дисков применяется линза с числовой апертурой 0,6, как и линза для чтения обычных DVD.
Hосители Blu-Ray, главными адептами которых являются Sony и Matsushita Electric Industrial, имеют иную структуру: толщина защитного слоя составляет всего 0,1 мм, а для чтения данных применяется линза с увеличенной до 0,85 числовой апертурой. Из-за увеличения апертуры система становится более чувствительной к отклонениям во взаимном расположении лазерного луча и диска, что повышает вероятность "перескакивания" луча на соседние дорожки.
Именно поэтому было решено уменьшить толщину защитного слоя, что привело как к отрицательным, так и к положительным результатам. Прежде всего, механика дисковода для считывания BD-DVD должна быть более
прецизионной и, следовательно, более дорогой в производстве. Тонкий защитный слой делает диски более уязвимыми к механическим повреждениям, поэтому первые Blu-Ray выпускаются в защитных картриджах, хотя в будущем планируется отказаться от картриджей. К плюсам можно отнести повышенную емкость дисков и уменьшение перекрестных помех в поликарбонатном защитном слое, что позволяет снизить требования к точности механизма, порожденные увеличенной
апертурой объектива.
В настоящее время предусмотрены несколько вариантов дисков для каждого конкурирующего формата. В спецификациях Blu-Ray предусмотрены три типа однослойных дисков, объемом 23,3; 25,3 и 27 Гбайт, и три типа двуслойных дисков, объемом 46,6; 50 и 54 Гбайта.
В настоящее время завершается работа над окончатель-ными спецификациями четырех разновидностей дисков Blu-Ray: перезаписываемых BD-RE (уже выпускаются серийно), BD-R с возможностью однократной записи, BD-ROM с заводской записью и компьютерных "штампованных" дисков BD-Data. При записи используется принцип постоянной линейной скорости (CLV), а максимальная скорость потока информации составляет 36 Мбайт/с.
Диски HD DVD имеют две разновидности - объемом 15 и 20 Гбайт, хотя разработчики намерены в обозримом будущем представить двуслойные диски с удвоенной емкостью. Предусмотрены три типа носителей HD DVD: HD DVD-ROM с заводской записью, перезаписываемые диски HD DVD-RW и диски HD DVD-R с возможностью однократной записи.
Как несложно заметить, главное преимущество формата Blu-Ray заключается в большей емкости, достигающей 54 Гбайт. Достоинство же HD DVD, как утверждают главные сторонники этого формата, компании Toshiba и NEC, в том, что их можно выпускать на существующем оборудовании для производства DVD. Благодаря этому снижается себестоимость дисков, ведь для их выпуска не нужно приобретать новое оборудование, поэтому HD DVD могут стоить почти столько же, сколько и обычные DVD.
Для чтения HD DVD и Blu-Ray требуются различные оптические системы, поэтому универсальный проигрыватель был бы слишком сложным и дорогим устройством. По всей видимости, мы скоро станем свидетелями того, возьмет ли здравый смысл верх над амбициями крупных корпораций.
6. Перспективные разработки
6.1 AHD, HVD, AO-DVD, DMD
Уже сейчас, когда новые стандарты только собираются выйти на рынок, появляются сообщения о разработке новых форматов, обладающих фантастической ёмкостью. Чаще всего до появления хотя бы прототипов далеко, пока что оформляются патенты.
Возьмем, например, проект компании Colossal Storage Сorporation, связанный с созданием 3,5-дюймовых дисков Atomic Holografic Disk ёмкостью 10 Терабайт! Звучит как сказка, причём вполне может сказкой и остаться.
Ещё один интересный проект предложен HVD Альянсом, в который вошли CMC Magnetics, Fuji Photo Film и ряд других компаний. Это разработка голографических дисков Holografic Versatile Disc (HVD). Ёмкость такого диска - от 100 до 1000 Гигабайт. Главный секрет - использование не одного луча лазера, а сразу миллиона! Скорость чтения при этом может достигать 1 Гбит в секунду.
Совсем похожим на уже созданные форматы является разработка корпорации New Medium Enterprises, которая собирается предоставить оптический диск Versatile Multilayer Disc (VMD), способный вместить 20 Гбайт и использующий обычный красный лазер. Просто это четырёхслойный диск. Первые приводы и диски должны поступить в продажу уже в этом году, но, скорее всего, дальше Азиатского региона они не выйдут, так как являются чисто переходным явлением.
Компания Iomega недавно запатентовала технологию Articulated Optical Digital Versatile Disc (AO-DVD), позволяющую увеличить емкость стандартного DVD диска в 40 -- 100 раз, а скорость считывания данных -- в 5-30 раз. При этом стоимость новых оптических дисков останется столь же невысокой, что и у привычных DVD. В патенте США № 6879556 описывается методика хранения данных на оптическом диске с беспрецедентно высокой плотностью и способ ее технической реализации. Iomega предполагает запатентовать целый ряд технологий в этой области.
Как сообщает New Scientist, в основе технологии -- идея использования для хранения информации наноструктур -- участков, имеющих размеры, меньшие, чем длина волны лазерного излучения. При этом на поверхности диска при записи данных формируются участки, угол наклона которых слегка отличается. Для его определения анализируется характер распределения отраженного света. Благодаря наличию ориентированных под различными углами «наплывов», размеры которых меньше длины волны используемого лазера, емкость носителя удалось повысить на два порядка.
Если современный DVD может вместить до 8,5 ГБ данных, то на диск AO-DVD теоретически можно записать до 800 ГБ. Более того -- специалисты Iomega заверяют, что новая технология позволит в 30 раз повысить скорость считывания. В настоящее время, по словам ведущего технолога Iomega Фреда Томаса (Fred Thomas), ведутся работы по созданию «массива механизмов, с помощью которых станет возможным прецизионно контролировать состояние фокусированного светового луча при его отражении». При этом, добавляет он, перспективы внедрения этой технологии в жизнь зависят от появления лазеров, работающих в более коротковолновой области спектра.
Компания D Data разрабатывает Digital Multilayer Disc (DMD) - диск для красного лазера, поддерживающий до 6 слоев и имеющий ёмкость 15 Гбайт. Принцип его действия - активный слой под действием сфокусированного луча лазера начинает светиться (эффект флуоресценции), тогда как в обычном состоянии абсолютно прозрачен. Вот почему количество слоев можно довести до шести и даже больше - главное, точно сфокусировать лазер на нужном слое. Идея красивая, на сайте производителя роадмап расписан до 2007 года с голубым лазером и емкостью 400 Гбайт. Но пока про эти диски ничего не слышно, да и поддержки у крупных кинокомпаний они теперь уже точно не найдут.
6.2 Флуоресцентный многослойный диск FMD-ROM
Относительно недавно, компанией C3D было объявлено о создании новейшего типа носителей информации, под общим названием FMD ROM (fluorescent multilayer disk), то есть флуоресцентный многослойный диск. Эта перспек-тивная разработка, как ожидают ее создатели, должна после своего выхода заменить все существующие на сегодняшний момент устройства хранения информации, причем не только устаревающие диски CD-ROM, но и относительно новые DVD-ROM. Магнитные диски просуществовали более тридцати лет, CD-ROM чуть меньше двадцати, на смену CD совсем недавно пришел стандарт DVD и вот не прошло и три года, как появился преемник DVD. Да, DVD, который на сегодняшний день является самым емким сменным носителем цифровой информации, в скором будущем уступит по всем показателям новому стандарту носителей FMD ROM.
По каким же параметрам FMD ROM будет превосходить DVD? Первый параметр - соотношение размер/емкость. Тут "fluorescent multilayer disk" вне конкуренции. Разработчики заявляют, что уже сейчас первые прототипы способны вмещать при размере диска 12 см в диаметре, то есть на стандартном 5 дюймовом носителе до 140Гб. Это при десяти слоях. А в ближайших планах компании C3D есть желание, как минимум удесятерить число слоев. При этом становится вполне реальной возможность создания сменных носителей информации емкостью в десятки терабайт. Та емкость, которую на сегодняшний день можно получить лишь при использовании громадных дисковых массивов, занимающих подчас целые шкафы и даже комнаты, будет обеспечиваться компактным диском, который с легкостью умещается в кармане! Насчет скорости доступа еще очень мало данных. Разработчики обещают, что этот параметр будет намного выше, нежели у DVD. Хотелось бы верить, ведь иначе, с существующими скоростями, при работе с терабайтными массивами информации даже простые операции, например, перечитка диска, может затянуться на несколько часов. Новые гигантские объемы требуют и соответствующих скоростей доступа. Что же касается соотношения емкость/стоимость носителя, то и тут FMD ROM не имеет себе равных. Ведь он представляет собой практически кусок пластмассы, вернее полимерную матрицу с фотохромным веществом, но по стоимости, это просто пластиковый диск. И ни каких затрат по созданию дорогостоящих полупрозрачных слоев, как в DVD. Собственно и никаких слоев в привычном смысле этого слова нет. Диск совершенно прозрачный, хотя и имеет формат обычного CD или DVD диска. В отличие от обычного CD-ROM, в котором отражающий алюминиевый слой нанесен на выдавленную подложку из полимера, из-за чего он собственно и непрозрачен, диск FMD ROM монолитен и при этом разделен по вертикали на некоторые условные области названные разработчиками "слоями" (layer). Эти "слои" не являются слоями в привычном смысле, это скорее параметр форматирования диска, ближайший аналог - это сектора и дорожки для магнитных носителей. Толщина этих слоев строго фиксирована, и это не случайно. Чтобы понять, почему разработчики выбрали именно эту толщину каждого из слоев, надо рассмотреть принципы записи/считывания информации на FMD ROM.
В оптических носителях (CD, DVD, магнитооптика) во время чтения луч полупроводникового лазера отражается от слоя с записанной информацией.
Отраженный луч затем фиксируется детектором - приемником. Грубо говоря, считывание идет по принципу: попал или не попал луч в приемник. Максимальная удельная емкость диска определяется размером светового пятна от лазера, которое в свою очередь зависит от длины волны (у красных лазеров - 650нм). Можно использовать два слоя, причем сделать один из слоев прозрачным для излучения с определенной длиной волны, как это реализовано в DVD. Но два слоя - это предел, больше сделать очень сложно, так как нужны очень точные фокусирующие системы, которые будут работать только в лабораторных условиях. Разумеется, массовое производство таких систем является невероятно дорогим и нерентабельным. Да и вообще, технология отражающих слоев подошла к своему пределу развития.
Но вот создатели технологии многослойных дисков, компания C3D, нашли способ обошли проблему множественной интерференции между слоями и потери самого луча в многослойных дисках. И технологически это выглядит очень красиво и остроумно.
Разработчиками FMD было предложено следующее решение: материал, содержащий записанную информацию, не отражает, как подложка в DVD или CD, а излучает! Использовано явление флуоресценции, то есть, при освещении активирующим излучением (в данном случае полупроводниковым лазером с определенной длиной волны) вещество начинает излучать, сдвигая спектр падающего на него излучения в сторону красного цвета на определенную величину. Причем величина сдвига зависит от толщины слоя. Таким образом, выбрав такую толщину слоя, что бы спектр отраженного света получается смещенным относительно длины волны излучающего лазера на строго определенную величину, например на 30 или 50 нм, можно с высокой достоверностью записывать информацию вглубь диска и впоследствии считывать ее без потери данных.
Для FMD ROM разработчиками так же предложено название "трехмерный диск", и в данном случае это вполне оправдано. Таким образом, плотность записи будет зависеть и от чувствительности регистрирующего детектора. Чем меньше то дополнительное излучение флюоресцирующего вещества, добавляющееся к частоте рабочего лазера, который удастся зафиксировать, тем большее число слоев можно вместить в один диск. Излученный свет от флуоресцентного слоя некогерентен и хорошо контрастирует с отраженным светом лазера, что является дополнительной гарантией надежности считывания, ведь без отражений все равно не обойтись, они будут происходить от поверхности диска и других записанных слоев. Качественное ухудшение сигнала в обычных (отражающих) многослойных дисках нарастает с увеличением числа слоев, но вот в случае с флуоресцентными дисками это ухудшение происходит гораздо медленнее. По заявлению разработчиков FMD ROM, даже при количестве слоев больше сотни не будет происходить сильного искажения полезного сигнала. Используя синий лазер (480нм) можно увеличить плотность записи до десятков Терабайт на один FM диск. Вполне возможно создание диска с 1000 слоями - это уже субмолекулярные размеры. Теоретически возможно создание пятна размером в несколько молекул, проблема лишь в том, как зафиксировать столь малое флуоресцентное излучение. Одна из главных особенностей этой разработки - возмож-ность параллельного чтения слоев (т.е. последователь-ность бит будет записана не по "дорожкам", а по слоям) - скорость выборки данных в этом случае должна быть очень высокой. Вот уж действительно "3-х мерный диск".
Принцип записи на FMD ROM основан на явлении фотохромизма. Фотохромизм - это свойство некоторых веществ под действием активирующего излучения обратимо переходить из одного состояния в другое, при этом изменяя свои физические свойства (например, такие как цвет, появление/исчезновение флюоресценции и т.д.). Материал, из которого состоит FMD ROM содержит специальную фотохромную субстанцию, которая циклизуется под воздействием лазерного луча определенной длины волны, превращаясь в необходимый устойчивый флуоресцент. Обратная реакция рециклизации, приводящая к исчезновению флуоресцентных свойств (операция стирания), происходит под действием лазера с другой длиной волны. Стирающая частота лазера выбирается с таким расчетом, чтобы она не встречалась в повседневной жизни, во избежание потери данных. Ну, и естественно читающий лазер, ни в коем случае не должен вносить изменения в данные, хранящиеся на диске. Наиболее ценными фотохромными свойствами обладают соединения под названием фульгиды, поэтому можно предположить, что используемый в FMD ROM фотохром принадлежит именно к этому классу. Вообще идея использования фотохромов в качестве носителей информации не нова. Ей примерно тридцать лет. И лишь теперь эта идея была реализована на практике.
Какой же сделать прогноз? На данный момент силы конкурентов на поприще оптических накопителей сравнялись, и ближайшее будущее будет занято дальнейшим развитием и улучшением двух основных форматов - HD-DVD и Blu-ray. Появятся многослойные диски, вырастут скорости передачи данных, упадут цены. А потом придёт время новых технологий.
Интересных проектов со временем только прибавится. Часть из них отомрет, но выделятся два-три, которые заменят Blu-ray и HD-DVD и продолжат битву форматов. Не ради денег или господства. Но ради дальнейшего прогресса.
7. Вопросы :
1) Когда появились первые оптические компьютерные
диски?
- В 1984 году.
2) Какие оптические диски предшествовали первым
компьютерным дискам CD-ROM?
- Музыкальные компакт-диски CD Digital Audio (CD-DA).
3) Когда появились компакт-диски CD Digital Audio (CD-DA)?
- В 1982 году.
4) Какой была первоначальная емкость дисков CD-DA и
CD-ROM?
- 650 Мбайт - с точки зрения возможности записи 74 минут музыки.
5) Какой тип диска называется CD-ROM?
- Диск с одноразовой записью заводского изготовления.
6) Что является главной характеристикой накопителя CD-
ROM?
- Скорость чтения данных.
7) Какой тип диска называется CD-R?
- Диск с возможностью одноразовой записи на
записывающем оптическом приводе персонального
компьютера.
8) Какой тип диска называется CD-RW?
- Диск на котором возможна многократная перезапись
на записывающем оптическом приводе персонального
9) В каких еденицах обозначают скорости чтения - записи
CD - приводов?
- Скорсти 1Х соответствует 150 Кб/с, 2Х - 300 Кб/с и т. д.
10) В характеристиках приводах CD-RW указывается три
числа, что они обозначают?
- Первое - скорость записи, второе - перезаписи, третье -
чтения.
11) Чем была вызвана необходимость увеличения емкости оптических дисков и появления диков типа DVD?
- Предпосылкой для разработки оптических носителей
типа DVD послу-жило желание вслед за музыкой произво-
дить цифровую запись фильмов.
12) В чем заключается основное различие между
дисками DVD и CD?
- В первую очередь у DVD-дисков меньший диаметр углублений, на дорожке они расположены с меньшим «шагом» и самих дорожек на диске гораздо больше.
13) Чем отличаются параметры лазеров в CD - и DVD-
накопителях?
- Лазер в обычном устройстве CD имеет длину волны 780 нанометров, устройства DVD используют лазер с длиной волны 650 или 635 нм.
14) В каких еденицах обозначают скорости чтения -
записи DVD - приводов?
- Скорсти 1Х соответствует 1,32 Mб/с, 2Х - 2.64 Mб/с и т. д.
15) В чем принципиальное отличие диска FMD ROM от CD и DVD дисков?
- В диске FMD ROM материал, содержащий записанную информацию, не отражает, как подложка в DVD или CD, а излучает. Использовано явление флуоресценции, то есть, при освещении лазером с определенной длиной волны вещество начинает излучать, сдвигая спектр падающего на него излучения в сторону красного цвета на определенную величину.
8. Литература :
1. Р. Соболенко « Три взгляда на одну историю »
HARD'n'SOFT №5 2004г.
2. А. Жаров « Железо IBM 2004 »
3. Сайт http://www.3dnews.ru/storage/dvd-r/
4. Сайт http://www.3dnews.ru/storage/dvd/17.05.2005 г.
5. Сайт http://www.terralab.ru/print/storage/39182/
Олег Нечай 10.06.2005 г.
6. Сайт http://www.technograd.com/news 2.06.2005 г.
7. Сайт http://www.3dnews.ru/reviews/storage/fmd-rom/
8. Сайт http://www.ferra.ru/online/storage/25974/
Александр Радаев 21.07.2005 г.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
