Оптические жесткие диски. Оптические накопители информации. способы записи дисков

Скорости и надежности современных рекордеров позавидует любой болид «Формулы-1». ComputerBild рассказывает, как данные попадают на CD, DVD и Blu-ray-диски.

Запись музыки и фильмов на оптические носители – процесс привычный, как использование магнитных кассет лет двадцать назад, только обходится намного дешевле. Чем же отличаются типы носителей и как на них записывается информация?

Штамповка и прожиг

При промышленном производ­стве дисков с музыкой, фильмами или играми запись данных на носитель осуществляется путем штамповки – этот процесс напоминает изготовление грампла­стинок. Информация на дисках сохраняется в виде крошечных углублений. Компьютерные и бытовые DVD-рекордеры выполняют эту задачу иначе – они используют лазерный луч.

Первыми записываемыми оптическими носителями стали CD-R с возможностью однократной запи­си. При сохранении данных на такие диски лазерный луч нагревает состоящий из красителя рабочий слой болванки примерно до 250 °С, что вызывает химиче­скую реакцию. В месте нагрева лазером образуются темные не­прозрачные пятна. Отсюда и происходит слово «прожиг».

Аналогичным образом осуществляется перенос данных на DVD с возможностью однократной записи. А вот на поверхности перезаписываемых CD, DVD и Blu-ray-дисков темных точек не образуется. Рабочий слой этих накопителей представляет собой не краситель, а специальный сплав. При нагреве лазером примерно до 600 °С он переходит из кристаллического состояния в аморфное. Подвергнутые воздействию лазера участки имеют более темный цвет, а значит, и другие отражающие свойства.

Носители информации

Болванки, предназначенные для записи в домашних условиях, имеют такую же толщину (1,2 мм) и такой же диаметр (12 или 8 см), как и диски, запись данных на которые осуществляется промышленным способом. Оптические носители имеют многослойную структуру.

Подложка. Основа для дисков, которая изготавливается из поликарбоната, – это прозрачный, бесцветный и довольно устойчивый к внешним воздействиям полимерный материал.

Рабочий слой. У записываемых CD и DVD он состоит из органического красителя, а у перезаписываемых CD, DVD (RW, RAM) и Blu-ray-дисков образован специальным сплавом, способным изменять фазовое состояние. Рабочий слой с двух сторон окружен изолирующим веществом.

Отражающий слой. Для создания слоя, от которого отражается луч лазера, используются алюминий, серебро или золото.

Защитный слой. Им снабжены только CD и Blu-ray-диски. Он представляет собой твердое лаковое покрытие.

Этикетка. Сверху на диск наносится слой лака – так называемая этикетка. Этот слой способен впитывать влагу, благодаря чему чернила, которые оказываются на поверхности носителя во время печати, быстро высыхают.

Различия между CD, DVD и Blu-ray-дисками

Эти носители имеют разные характеристики. В первую очередь – разную емкость. Blu-ray-диск способен вместить до 25 Гб данных, на DVD можно сохранить в 5 раз меньше информации, на CD – в 35 раз меньше. Для чтения и записи данных в Blu-ray-приводах используется синий лазер. Длина его волны примерно в 1,5 раза меньше, чем в DVD- и CD-приводах красного лазера. Это позволяет записать на равную по площади поверхность диска значительно больший объем информации.

Форматы носителей

В настоящее время на рынке представлены следующие типы оптических носителей.

CD-R. Записываемые CD способны вместить до 700 Мб информации. Существуют также диски ем­костью 800 Мб, однако они поддерживаются далеко не всеми рекордерами и бытовыми плеерами. На восьмисантиметровые miniCD можно записать 210 Мб данных.

CD-RW. Перезаписываемые носители обладают такой же емко­стью, что и CD-R.

DVD-R/DVD+R. Записываемые DVD вмещают 4,7 Гб информации. miniDVD диаметром 8 см – 1,4 Гб.

DVD-R DL/DVD+R DL. Приставка DL означает Dual Layer (DVD-R) или Double Layer (DVD+R), что соответствует двухслойному носителю. Емкость – 8,5 Гб. На восьмисантиметровый диск помещается до 2,6 Гб.

DVD-RW/DVD+RW. Однослойные носители этого типа способны выдержать несколько сотен циклов записи. Как и у DVD с возможностью однократной записи, емкость перезаписываемых ди­сков – 4,7 Гб, а дисков диаметром 8 см – около 1,4 Гб.

DVD-RAM. Эти носители обладают такой же емкостью, как и однослойные DVD. Существуют и двухслойные диски, которые вмещают в два раза больше информации. DVD-RAM выдерживают до 100 тысяч циклов записи, однако работают с этими дисками лишь немногие DVD-плееры. Запись данных осуществляется не на спиралевидную дорожку, а секторами на кольцевые дорожки, как на пластины жесткого диска. Метки, определяющие границы секторов, хорошо видны на поверхности DVD-RAM – по их наличию легко отличить этот тип носителей от других.

BD-R/BD-R DL . Сокращение, которое используется для обозначения записываемых Blu-ray-дисков. Носители BD-R имеют один рабочий слой, вмещающий 25 Гб данных. BD-R DL снабжены двумя рабочими слоями, поэтому их емкость в 2 раза выше.

BD-RE/BD-RE DL. Перезаписываемые Blu-ray-диски рассчитаны на 1000 циклов записи. На них можно разместить столько же данных, как и на неперезаписываемые носители.

«Плюс» и «минус»

Наличие «плюсовых» и «минусовых» носителей – следствие давней войны форматов. Вначале представители компьютерной индустрии делали ставку на «плюсовой» формат, а производители бытовой электроники продвигали «минусовой» в качестве стандарта записываемых DVD. Со­временные рекордеры и плееры поддерживают оба формата.

Ни один из них не обладает явными преимуществами по сравнению с другим. При изготовлении носителей обоих типов используются одинаковые материалы. Поэтому между «плюсовыми» и «минусовыми» дисками одного производителя существенных различий нет.

Качество записи

Качество записи носителей одного формата может значительно различаться. Многое зависит от используемой модели рекордера. Большую роль играет и скорость записи: чем она ниже, тем меньше количество ошибок и выше качество.

Совместимость рекордеров и носителей

Не каждый рекордер способен осуществлять запись на диски всех без исключения форматов. Существуют определенные ограничения.

CD-рекордеры. Не могут работать с DVD и Blu-ray-дисками.

DVD-рекордеры. Записывают CD и DVD, но не поддерживают формат Blu-ray.

Blu-ray-рекордеры. Осуществляют запись как на Blu-ray, так и на любые CD и DVD.

Подписи на дисках

Носитель, на котором размещена информация, лучше сразу же подписать, чтобы не перепутать впо­следствии. Сделать это можно разными способами.

Болванки с возможностью печати. Верхняя сторона этих дисков покрыта лаком. На такой поверхности можно осуществлять печать текста и изображений, используя струйные прин­теры и МФУ, оснащенные специальным лотком. По цене диски не отличаются от обычных.

Подпись с помощью рекордера. Поддержка рекордером технологии LightScribe или Labelflash по­зволяет наносить одноцветные изображения и текст на поверхность специально предназначенных для этого носителей. Правда, процесс может занимать до 30 мин., а стоимость дисков Light­Scribe примерно в два раза превышает стоимость обычных болванок. Носители с поддержкой La­bel­flash обойдутся еще дороже.

Новая технология LabelTag. Разработана производителем рекордеров Lite-On и предполагает нанесение текста на рабочую поверхность диска. Благодаря этому необходимость использовать специальные носители исчезает. Однако на диске расходуется место, поскольку текст наносится непо­средственно на дорожку. Да и надпись хорошо читается, только если участки с текстом ярко контрастируют с пустыми фрагментами.

Подпись, сделанная вручную. Для этого нужно приобрести специальные маркеры с мягким, закругленным на конце стержнем и не содержащими растворителей чернилами. Другие маркеры могут привести к разъеданию поверхности диска и образованию царапин.

Использование наклеек. Распечатать наклейки можно на любом принтере. Однако приклеивать их не рекомендуется, так как это часто приводит к повреждению поверхности диска, а значит, и к потере данных. Может случи­ться так, что этикетка оторвется во время воспроизведения диска. В этом случае вероятно повреждение оптического привода.

Cрок хранения данных

Производители дисков зачастую указывают срок сохранности данных на носителях 30 лет и более. Однако такая продолжительность возможна только при идеальных условиях хранения – в сухом, прохладном и темном месте. Качество записи должно быть высоким.

При частом использовании срок службы самостоятельно записанных дисков значительно уменьшается. При воспроизведении носители подвергаются воздей­ствию высоких температур и механическим нагрузкам. Потеря данных также может быть вызвана царапинами или загрязнением.

Перенос информации на диск

У всех оптических носителей, за исключением DVD-RAM, имеется спиралевидная дорожка, которая идет от центра диска к внешнему краю. На эту дорожку лазерным лучом записывается информация. При прожиге луч лазера образует на отражающем слое крошечные пятна – питы (от англ. pit – яма). Области, которые не подвергались воздействию лазера, называются лэнды (от англ. land – поверхность). В переводе на язык двоичной си­стемы хранения данных питу соответствует 0, а лэнду – 1.

При воспроизведении диска информация считывается с помощью лазера. Благодаря различной отражающей способности питов и лэндов, привод распознает темные и светлые участки диска. Таким образом с носителя считывается последовательность нулей и единиц, из которых состоят все без исключения физические файлы.

С развитием технологий происходило постепенное уменьшение длины волны лазерного луча, использу­емого в рекордерах, что позволило значительно повысить точность фокусировки. Дорожка стала уже, питы – меньше, а на равную по площади область диска помещается больший объем данных. Чем короче длина волны, тем меньше расстояние между рабочим слоем и лазером.

Производство носителей

На примере DVD ComputerBild рассказывает, как производятся оптические носители и чем отличается производство других типов дисков.

1. Для отливки пластиковой подложки поликарбонат, разогретый до 350 °С, подается в форму методом литья под давлением. На поверхности основы с помощью матрицы создается микроскопиче­ская спиральная дорожка в виде желобка (Pre-Groove). На эту дорожку не только записываются данные – в нее также помещен сигнал для синхронизации привода шпинделя рекордера. После охлаждения подложки до 60 °С делается центральное отверстие, затем температура снижается до 25 °С и начинается дальнейшая обработка. DVD обычно состоят из двух по­ликарбонатных слоев толщиной 0,6 мм каждый. У однослойных записываемых DVD дальнейшей обработке подвергается только один из слоев, как описано в шагах 2–3, а у двухслойных DVD – оба. CD и Blu-ray-диски имеют лишь один слой толщиной 1,2 мм.

2. Рабочий слой записываемых CD и DVD создается методом центрифугирования. С помощью дозатора краситель впрыскивается на поверхность вращающегося с постоянной скоростью диска в области центрального отверстия и равномерно распределяется по поверхности носителя.

3. Отражающий слой наносится на диск методом ионно-плазменного напыления. В вакуумной камере алюминиевая, се­ребряная или золотая пластина бомбардируется заряженными ионами, которые выбивают из нее атомы металла – он остается на поверхности рабочего слоя болванки. У перезаписываемых CD, DVD и Blu-ray-дисков все рабочие и отражающие слои создаются с помощью ионно-плазменного напыления. В четырех камерах на диск последовательно наносится первый слой изолятора, рабочий слой, второй слой изолятора и отражающий слой. При производстве Blu-ray-дисков эти операции выполняются в обратной последовательности.

4. Две поликарбонатные основы склеиваются вместе. У CD и Blu-ray-дисков вместо второй основы наносится лаковое покрытие, которое сушится под ультрафиолетовой лампой. Лаковое по­крытие Bly-ray-дисков отличается особой прочностью, в то время как DVD в защитном слое лака не нуждаются.

5. На последнем этапе болванки получают этикетку, а на диски с возможностью печати на принтере наносится впитывающий слой лака.

Блог компании OCZ Storage Solutions

Всем привет! Это вторая часть материала об эволюции носителей информации. Напомню, что в мы рассказали о первых запоминающих устройств – перфокартах, а также уделили внимание магнитным плёнкам и дискетам. Сегодня же речь пойдет о более привычных для нас девайсах, а именно - об оптических накопителях.

Когда на дворе стоял 1969 год, компания IBM еще упорно трудилась над созданием первой дискеты, а инженеры голландского производителя электроники Philips уже завершали работу над оптическим носителем под названием LaserDisc. Многие ошибочно полагают, что LaserDisc был первой в мире технологией оптической записи, однако это не совсем так. За 10 лет до этого события, в 1958 году, братья Пол и Джейм Грегг уже создавали похожую технологию. Отличие этих оптических носителей заключалось в том, что разработка братьев Греггов работала в режиме пропуска света, тогда как технология Philips использовала отраженный свет.

В 1961 году Грегги запатентовали свою технологию, но так и не смогли сделать из нее коммерческий продукт, впоследствии продав права на оптический носитель компании MCA в 1968 году. Philips и MCA посчитали, что конкуренция им ни к чему, и решили объединить свои усилия. Плодом их работы стал коммерческий запуск LaserDisc в 1972 году.

К моменту появления Laserdisc кассетные форматы VHS и Betamax уже снискали успех. Несмотря на то что Laserdisc имел множество преимуществ над кассетами, он так и не смог стать востребованным. В Европе его встретили довольно прохладно, и основными для этой технологии стали рынки США и Японии. Первым фильмом, выпущенным на носителе Laserdisc, были «Челюсти». Это случилось в 1978 году. А последним – картина «Воскрешая мертвецов» в 2000 году. Интересно, что производство Laserdisc проигрывателей продолжалось вплоть до 2009 года, когда компания Pioneer выпустила последнюю партию таких девайсов.

Намного более успешной альтернативой Laserdisc стал стандарт Compact Disc (CD), выпущенный в 1982 году. Разработкой этого формата занимался альянс компаний Sony и Philips. Изначально предполагалось, что компакт-диски будут использоваться только для хранения аудиозаписей в цифровом виде, однако со временем их начали использовать для хранения файлов любых типов. Во многом это стало возможным благодаря усилиям компаний Apple и Microsoft, которые начали устанавливать CD-приводы в свои компьютеры с 1987 года.

Что касается устройства компакт-диска, то оно достаточно простое. Сам CD представляет собой поликарбонатную подложку, которая покрыта тонким слоем металла. Этот слой защищен лаком, на который наносятся изображения, надписи и другие внешние опознавательные знаки диска.

Информация, записанная на компакт-диск, имеет вид спирали из углублений, или «питов», нанесенных на обратную поверхность диска. Размер одного пита обычно составляет около 500 нм в ширину и от 850 до 3500 нм в длину. При этом глубина пита достигает отметки в 100 нм. Расстояние от каждого пита до соседних обычно равняется около 1,6 мкм. Это расстояние называется лэндом. Считывание информации с компакт-диска происходит с помощью лазерного луча, который образует световое пятно с диаметром около 1,2 мкм, что на 0,4 мкм меньше расстояния между соседними питами. В том случае, если луч «упирается» в лэнд, приемный фотодиод фиксирует сигнал максимальной интенсивности и распознает его как логическую единицу. При попадании лазера на пит, свет рассеивается и поглощается, а затем он отражается от поликарбонатной подложки. В таком случае фотодиод фиксирует свет меньшей интенсивности, и он распознается как логический нуль.

Долгие годы после появления CD его максимальный объем держался на отметке 650 Мбайт. На диске такой ёмкости можно было хранить около 74 минут качественного аудио. Лишь в 2000-х объем CD увеличился до 700 Мбайт. Также в продаже можно было найти 800-мегабайтные «болванки».

Когда технология CD только появилась, компакт-диски предназначались только для чтения: еще на стадии производства информация записывалась на диск путем нанесения питов на подложку. И уже затем поверх подложки наносился отражающий слой и защитный лак. Однако вскоре после появления CD пользователям захотелось самим записывать на диски информацию. Это подтолкнуло Philips и Sony на разработку стандарта CD-R (Compact Disc-Recordable). Так, первые компакт-диски, предназначенные для однократной записи, появились в 1988 году.

По своей конструкции диски CD-R отличались от предшественников лишь наличием еще одного слоя между подложкой и отражателем. Это слой был изготовлен из органического прозрачного красителя. У красителя было интересное свойство: под воздействием тепла он разрушался и темнел. Собственно, эти физические характеристики органического слоя и позволили реализовать возможность записи информации на диск. Во время записи лазер специального пишущего привода менял свою мощность, выжигая в слое красителя отдельные точки. При последующем чтении эти потемневшие зоны воспринимались фотодиодом как питы, или логический нуль.

Как уже говорилось выше, записать информацию на диск CD-R можно было лишь однократно. И это было главным недостатком этого формата. Многократная запись информации стала возможна в 1997 году с выходом стандарта CD-RW (Compact Disc-Rewritable).

Конструкция CD-RW полностью совпадала с устройством CD-R, за исключением слоя между подложкой и отражателем. На смену органическому красителю пришел неорганический активный материал – сплав халькогенидов. Так же как и органическое вещество, под воздействием мощного лазерного луча сплав темнел. Затемнение происходило в результате перехода вещества из кристаллического агрегатного состояния в аморфное. В отличие от органического вещества, сплав халькогенидов мог возвращаться в исходное кристаллическое состояние, что и обеспечило возможность многократной записи на диск.

За год до появления формата CD-RW свет увидели диски стандарта DVD (Digital Versatile Disc). История создания DVD довольно занимательна. Она берет свое начало в начале 90-х годов, когда компании Philips и Sony занимались разработкой технологии MMCD (Multimedia Compact Disc), а альянс, в который входили компании Toshiba, Time Warner, Hitachi, Pioneer и некоторые другие, трудились над созданием стандарта SD (Super Density). Обе коалиции активно рекламировали свои технологии, но под давлением компании IBM, в которой опасались повторения «войны форматов» между VHS и Betamax, они пошли на компромисс. Так появилась технология DVD.

Особенностью формата DVD было то, что первоначально он разрабатывались как замена устаревающим видеокассетам. Поэтому первое время аббревиатуру DVD было принято расшифровывать как Digital Video Disc. Однако позже оказалось, что DVD-диски идеально подходят для хранения любого рода данных, и предыдущее название быстро сменили на Digital Versatile Disc.

По своей конструкции DVD-диск не так сильно отличается от предшествующего стандарта CD. В технологии DVD уменьшился размер питов, поэтому для чтения таких дисков стало возможным использование красного лазера с длиной волны 635 или 650 нм. Для сравнения: чтение CD-дисков осуществлялось лазером с длиной волны 780 нм. Кроме этого, дорожки питов стали располагаться ближе друг к другу. Это позволило значительно увеличить плотность записи, и по итогу однослойный DVD вмещал 4,7 Гбайт данных – в 6,5 раз больше, чем CD. Также нужно отметить, что конструкция DVD предусматривает использование двух пластин толщиной 0,6 мм каждая вместо одной 1,2-миллиметровой у CD. Благодаря этому появилась возможность записывать информацию на DVD в два слоя – в обычный нижний слой и в верхний полупрозрачный.

Для того чтобы считать информацию с двухслойного диска лазеру требовалось менять фокусировку путем изменения длины волны. Главным преимуществом таких «болванок» стал вдвое увеличенный объем – 8,5 Гбайт. Кроме этого, спустя некоторые время появились двухсторонние DVD-диски, в том числе и двухслойные. Емкость таких девайсов достигла внушительных 17 Гбайт.

В 1997 году в продаже появились первые диски, предназначенные для однократной записи информации. Они получили маркировку DVD-R. А уже в 1999 году в продаже можно было увидеть девайсы DVD-RW, на которые информацию можно было записывать многократно. При создании этих двух форматов использовались те же принципы, что лежали в основе CD-R и CD-RW дисков: между подложкой и отражателем располагался слой органического или неорганического вещества, который под воздействием лазера умел имитировать питы.

Оба эти стандарта, DVD-R(W) были предложены альянсом DVD Forum. Кроме них, эта организация также разработала формат DVD-RAM, который выгодно отличался от DVD-RW более высокой скоростью чтения и большим количеством циклов перезаписи (до 100 тысяч, тогда как DVD-RW диск можно было перезаписать лишь 10 тысяч раз). Однако формат DVD-RAM не был совместим с DVD-RW, и поэтому обычные DVD-приводы не умели читать такие диски. По этой причине технология не получила особого распространения.

В 2002 году компании Sony и Philips, которые не входили в организацию DVD Forum, представили обратно совместимую с DVD-R(W) технологию DVD+R(W). От «минусового» варианта новый формат отличался разметкой, которая значительно упрощала позиционирование считывающей головки, и иным материалом отражающего слоя. Кроме этого, на DVD+R(W) информация записывалась поверх старой, как на видеокассеты, тогда как для записи на DVD-R(W) требовалось предварительно стереть все имеющиеся на диске данные. Это также положительно сказалось на скорость записи DVD+R(W) девайсов.

На этом потенциал технологии DVD был исчерпан, и следующим шагом в индустрии стал выпуск оптических накопителей нового поколения: Blu-ray и HD DVD. Они увидели свет в 2006 году. Формат Blu-ray был разработан консорциумом Blu-ray Disc Association, в который входили такие крупные компании, как Sony, Panasonic, Samsung, LG и многие другие. А созданием технологии HD DVD занимались японские производители: NEC, Toshiba и Sanyo. Оба формата использовали сине-фиолетовый лазер с длиной волны 405 нм, что позволило в очередной раз значительно увеличить ёмкость дисков. Так, однослойный Blu-ray диск вмещает в себе 25 Гбайт данных, а HD DVD – 15 Гбайт.

В целом, характеристики Blu-ray и HD DVD были очень схожи. Но американские киностудии дали понять, что они не будут поддерживать обе технологии одновременно. «Война форматов» продлилась два года. За это время подавляющее большинство киностудий отдали предпочтение стандарту Blu-ray, и в феврале 2008 году компания Toshiba объявила о прекращении разработки и дальнейшей поддержки HD DVD.

С тех пор Blu-ray остается единственным игроком на рынке оптических накопителей. За это время появились диски BD-R и BD-RE для однократной и многократной записи. Кроме этого, в 2009 году была представлена технология Blu-ray 3D, предназначенная для хранения и воспроизведения трехмерного видеоконтента. А в начале следующего года состоится запуск первых 4К-фильмов на оптических дисках формата Ultra HD Blu-ray. Новый стандарт обеспечивает поддержку разрешения 3840x2160 пикселов, звуковых форматов Dolby Atmos и DTS:X, технологии HDR и высокой частоты развертки (до 60 кадров в секунду). Емкость таких дисков составит 50, 66 или 100 Гбайт.

(Продолжение следует…)

Теги:

• OCZ
• накопители
• история

Добавить метки

В нашу жизнь плотно вошли разнообразные средства обработки и хранения данных. В далеком прошлом остались печатные бумажные архивы. Что представляют собой современные носители информации?

Оптический диск: история создания

Первое устройство для хранения аудиозаписей было произведено компанией Sony в далеком 1979 году. Представляло оно собой, как и сейчас, пластиковый диск с круглым отверстием в центре. Изначально его использовали только для записи аудиофайлов, а информация на него наносилась особым методом кодирования Pulse Code Modulation. Он заключается в том, что текст или звук проходит через аналого-цифровой преобразователь и превращается в набор битов.

Позже, в 1982 году, в Германии началось массовое производство дисков. Их стали покупать для хранения разнообразных файлов. Вскоре они попали на прилавки не только музыкальных магазинов.

Как же устроен компакт-диск? Для изготовления основы используют 1,2-милиметровую по толщине поликарбонатную пластину диаметром 120 мм, которую сначала покрывают тонким слоем металла (золото, алюминий, серебро и т. д.), а затем лака. Именно на металл наносится информация в виде питов (углублений), выдавленных по спиральной дорожке. Считывание файлов, записанных на оптический диск,происходит при помощи лазерного луча с длиной волны 780 нм. Он отражается от поверхности пластины, меняет фазу и интенсивность, попадая на питы. Лендом же принято называть промежутки между питами. Шаг одной дорожки, находящейся в спирали, составляет около 1,6 мкм.

Типы оптических дисков

Существует несколько видов Digital Versatile Disc (DVD), Blu-ray Disc (BD). Все они имеют разную вместимость для записи информации. Например, DVD-диски производятся емкостью от 4,3 до 15,9 Гб, а CD - только до 900 Мб.

Также различают диски по кратности записи: однократные и многократные. В таких носителях по-разному формируется рельефная структура питов. Перезапись возможна благодаря органическому материалу, который под действием лазера темнеет и изменяет коэффициент отражения. В просторечии такой процесс называют прожигом.

Еще оптические носители могут отличаться формой. Фигурные компакт-диски (Shaped CD) обычно применяются в шоу-бизнесе как хранители аудио- и видеофайлов. Они бывают произвольной формы (квадратные, в виде самолета или сердечка). Использовать их в приводах CD-ROM не рекомендуется, потому что на высоких скоростях вращения они могут разорваться.

CD-диски и их виды

Оптический диск CD-R является носителем информации, которая доступна только для чтения. Записать файлы на него можно лишь один раз без права дописывания и редактирования. Изначально емкость таких дисков достигала всего 650 Мб или 74 минуты аудиозаписи. Теперь выпускаются устройства, вмещающие до 900 Мб информации. Преимущества их в том, что чтение поддерживают все стандартные CD.

Таким же объемом памяти обладает и лазерный диск CD-RW, только файлы на него можно записывать многократно (до 1000 раз). Для этого используются стандартные компьютерные программы. Минусом является то, что не все устройства готовы работать с данным форматом. Стоят CD-RW немного дороже, чем CD-R.

Компакт-диски с аудио- и видеозаписями не обладают никакой степенью защиты, их можно копировать и воспроизводить. А вот носители с определенными данными защищены от копирования технологией StarForce.

Диски формата ROM записываются на фабрике и способны только воспроизводить данные. Отредактировать такой носитель невозможно. А вот оптические устройства типа RAM можно перезаписывать до 10 тысяч раз и служат они до 30 лет. Такие диски производятся в дополнительных картриджах, их чтение не поддерживается обычными дисководами.

DVD-носители и их характеристики

Digital Versatile Disc является цифровым многоцелевым носителем информации. Структура его более плотная и вмещает много информации (до 15 Гб). Такой оптический диск напоминает склеенные вместе два CD. Хранение и считывание большого объема информации возможно благодаря использованию красного лазера, которого составляет 650 нм, и линзы с максимальной числовой апертурой. DVD-диски имеют одну или две записывающие стороны, а также один или два рабочих слоя на каждой стороне. Эти показатели определяют их емкость.

Как и подразделяются на несколько форматов. DVD-R или DVD+R являются носителями, на которые можно только один раз записать информацию. Стандарт записи на таких дисках был разработан компанией Pioneer в 1997 году. «Минусовые» и «плюсовые» устройства отличаются материалом отражающего слоя и специальной разметкой.

Оптические диски DVD RW (DVD+RW, DVD-RW) обладают возможностью многократной перезаписи информации. Причем «плюсовой» носитель позволяет вносить изменения в необходимые на ваше усмотрение места. Универсальные дисководы помогают решить проблему несовместимости форматов (+RW и -RW).

Что такое Blu-ray Disc?

Этот тип оптического диска позволяет хранить и записывать цифровые данные с высокой плотностью. Для воспроизведения информации (даже видео высокой четкости) используется синий лазерный луч в 405 нм, который сужает вдвое спиральную дорожку. Файлы, находящиеся очень близко друг к другу, чувствительны к механическим повреждениям, поэтому за диском должен быть особый уход. Последнее время производятся носители с особым покрытием, которое можно протирать обычной сухой салфеткой.

Существуют диски Blu-ray одноразовой и многоразовой записи, а также многослойные (от 2 до 4 слоев). Вместимость самого «слоистого» носителя достигает 128 Гб. При этом он обладает стандартным 12-сантиметровым диаметром. Двухслойный стандартный диск Blu-ray вмещает до 50 Гб информации. В разработке находится устройство, достигающее емкости в 300-400 Гб, которое могут читать современные дисководы. Для видеокамер используются диски меньшего диаметра (80 мм) с объемом памяти до 15 Гб.

Для защиты от копирования Blu-ray оснащены цифровыми водяными знаками ROM-Mark и технологией Mandatory Managed Copy.

Предназначение MiniDVD-носителей

Оптический носитель Mini DVD представляет собой уменьшенную копию обычного Digital Versatile Disc. Он составляет в диаметре 8 см и используется в фото- и видеокамерах. Односторонний диск вмещает до 1,4 Гб информации, соответственно, двусторонний - 2,8 Гб. По формату они бывают MiniDVD-R (однократная запись) и MiniDVD-RW (многократная).

Стандартный 12-сантиметровый привод не предназначен для чтения Mini DVD. При использовании таких дисков в ноутбуке следует применять шпиндель мотора привода. Иногда существуют проблемы с чтением Обычно в таких случаях компьютер выдает надпись «не найден драйвер для дисковода оптических дисков». Для решения проблемы следует обратиться к опытному программисту.

В минувшем году устройства, оснащенные оптическими накопителями на базе сине-фиолетового лазера, наконец-то появились в продаже за пределами Японии. Противостояние HD-DVD и Blu-ray Disc перешло в очную фазу. А в Китае всерьез рассматривают вопрос о переходе на собственный формат оптических накопителей - этот шаг может заметно ослабить позиции DVD в Азиатско-Тихоокеанском регионе и лишить обладателей прав на соответствующие патенты немалой доли прибыли, получаемой в виде лицензионных отчислений. Об этих и других событиях мы расскажем в данном обзоре.

EVD становится реальностью

Слухи о том, что в Китае разрабатывают собственный формат оптических накопителей, близкий по своим параметрам к DVD, но при этом не совместимый с ним, начали циркулировать несколько лет тому назад. В середине 2002 года созданный на Тайване при поддержке правительственных структур консорциум Advanced Optical Storage Research Consortium (AOSRC) объявил о разработке собственного стандарта оптических носителей Enhanced Versatile Disc (EVD), во многом схожего с DVD. Основной причиной, побудившей китайских и тайваньских производителей взяться за эту разработку, стало недовольство высокими ставками лицензионных отчислений. Дело в том, что производители DVD-приводов должны перечислять лицензионные выплаты разработчикам стандарта DVD, а в случае с DVD-плеерами - еще и компаниям MPEG LA и Dolby Laboratories. Общий размер отчислений, составляющий от 15 до 20 долл. за каждое DVD-устройство, с точки зрения китайского правительства и входящих в AOSRC производителей, является неоправданно завышенным. Кроме того, переход к собственному формату оптических носителей вполне согласуется с принятым в 1999 году планом китайского правительства, предусматривающим масштабную замену иностранных технологий собственными стандартами.

После проведения работ по подготовке базового стандарта EVD было принято решение об использовании в приводах лазера красного диапазона (как и в DVD). Емкость однослойных EVD составляет 6 Гбайт, двухслойных - 11 Гбайт. Для записи видео на EVD американская компания On2 Technologies разработала новые кодеки VP5 и VP6. Согласно предварительной информации, розничная цена EVD-проигрывателей составит от 75 до 150 долл.

Бытовой видеопроигрыватель
формата EVD

Поначалу многие эксперты, а также представители американских и европейских компаний весьма скептически относились к возможности появления азиатского клона DVD. Однако уже в ноябре 2003 года состоялась официальная презентация стандарта EVD, а в феврале 2005-го ITRI (Industrial Technology Research Institute - Тайваньский технологический исследовательский институт) объявил EVD национальным китайским стандартом оптических накопителей высокой плотности.

В конце ноября 2006 года один из руководителей AOSRC заявил, что 19 членов консорциума (из 21) полностью прекратят выпуск DVD-проигрывателей уже к началу 2008 года. В связи с этим уместно упомянуть о том, что в 2006 году лишь один китайский производитель видеопроигрывателей выпускал модели с поддержкой EVD, поставив в общей сложности около 700 тыс. таких устройств. Согласно данным агентства iSuppli, это составляет менее 30% от количества проданных за тот же период DVD-проигрывателей.

Впрочем, если формат EVD сумеет доказать свою жизнеспособность, вполне вероятно его распространение и за пределами Китая - например на рынках развивающихся стран (в первую очередь в Индии). Во всяком случае, индийские киностудии уже дали добро на издание своих фильмов на EVD.

HD-DVD и Blu-ray Disc: долгожданный дебют

В середине 2006 года в Европе и США наконец-то появились в продаже первые серийные устройства, оснащенные оптическими приводами высокой емкости на базе сине-фиолетового лазера, - HD-DVD и Blu-ray Disc. Как и следовало ожидать, цены на компьютерные приводы и бытовые проигрыватели данных форматов оказались довольно высокими: в среднем от 600 до 1000 долл. и даже выше. Например, в сентябре европейское отделение компании Sony начало поставки приводов BWU-100A (Blu-ray Disc) для ПК. Устройство позволяет воспроизводить и записывать одно- и двухслойные носители BD-R и BD-RE (2х), а также считывать и записывать CD- и DVD-носители. Цена BWU-100A составляет 949 евро, при том что его возможности довольно ограниченны. Пока владельцы этого сверхдорогого накопителя могут использовать его лишь для записи и считывания данных, а также для просмотра видеофрагментов, записанных непосредственно на ПК. А вот просмотр фильмов, распространяемых на Blu-ray Disc, в большинстве случаев оказывается невозможным из-за проблем с «сырым» программным обеспечением и с защитными системами (High-Bandwidth Digital Content Protection, HDCP) - для воспроизведения видео, тиражируемого промышленным способом, как минимум необходим видеоадаптер, оснащенный выходом DVI или HDMI и поддерживающий HDCP.

Записывающий привод Sony BWU-100A поддерживает
работу с носителями Blu-ray Disc, DVD и CD

Оптимистично настроенные эксперты обещают почти двукратное (по сравнению с нынешним уровнем) снижение цен на приводы Blu-ray Disc к началу 2008 года, которое должно произойти благодаря выходу на этот рынок новых игроков. Впрочем, оптический накопитель и за 400 евро вряд ли можно будет отнести к разряду бюджетных - особенно при том, что не самый худший записывающий DVD сейчас стоит всего около 50 долл. К тому же у среднестатистического пользователя пока нет серьезных стимулов для перехода на оптические накопители нового поколения: объемы и скоростные характеристики DVD-носителей вполне достаточны для подавляющего большинства повседневных задач, да и удельная стоимость хранения данных на них пока значительно ниже аналогичного показателя HD-DVD или Blu-ray Disc.

Бытовой видеопроигрыватель Samsung BD-P1000
появился в продаже в июне 2006 года
по цене порядка 1000 долл.

Между тем на осенней выставке CEATEC 2006 японские производители уже демонстрировали записывающие приводы Blu-Ray второго поколения. Так, компания Pioneer представила модель BDR-202, оснащенную интерфейсом SATA и позволяющую записывать BD-R с максимальной скоростью 4x, а BD-RE - 2x. Кроме того, поддерживается запись DVD±R (12x) и DVD±R DL (4x). Разработчики не исключают возможности реализации в серийно выпускаемых устройствах также и функции записи на носители CD-R/RW и DVD-RAM.

Кино в HD

Наряду с выпуском первых бытовых видеопроигрывателей и компьютерных приводов на прилавках начали появляться и пилотные тиражи фильмов, записанных в формате высокой четкости на носителях нового поколения.

Компании Universal Studios и Warner Home Video, уже выпустившие в общей сложности более 80 кинолент на носителях HD-DVD, планируют представить до рождественских праздников еще около 150 фильмов. По данным альянса, продвигающего формат HD-DVD, с апреля по октябрь 2006-го на носителях данного формата было выпущено более 110 кинолент, а общее количество проданных дисков превысило 1,5 млн шт. И это при том, что за удовольствие приобщиться к миру кинематографа высокой четкости приходится выкладывать изрядные суммы: средняя цена фильма в HD-формате в США составляет порядка 40 долл.

Естественно, на данном этапе важную роль играет фактор новизны. По статистике, наибольшим спросом сейчас пользуются фильмы, насыщенные динамичными сценами и спецэффектами. Например, в октябре самым продаваемым в США фильмом на HD-DVD стал «Токийский дрифт» (“The Fast and the Furious: Tokyo Drift”) - только за первый день было распродано почти 30% всего тиража.

Компания 20th Century Fox стала первым крупным издателем, решившим устроить премьеры новых фильмов для домашнего просмотра одновременно на двух типах носителей - DVD и Blu-ray Disc. Так, 21 ноября 2006 года в продажу поступил фильм «Ледниковый период-2» (Ice Age The Meltdown) на DVD и на Blu-ray Disc. Вслед за этим, 12 декабря, состоялась подобная «двойная» премьера фильма «Дьявол носит “Прада”» (“The Devil Wears Prada”).

В начале октября был выпущен первый коммерческий тираж фильма на двухслойном носителе Blu-ray Disc: компания Sony Pictures представила в новом формате картину «Клик» (Click).

Рассматривая данную тему, нельзя не упомянуть о том, что крупнейшие голливудские студии, выпускающие пробные тиражи своей продукции на HD-DVD, начинают оказывать все большее давление на членов DVD Forum, настаивая на введении системы регионального кодирования, подобной той, что использовалась некоторое время назад для дисков DVD Video. Это выглядит довольно странно, тем более что попытки бороться с пиратством и нелегальным импортом фильмов на DVD при помощи системы регионального кодирования потерпели фиаско. Кроме того, разработчики обращают внимание на то, что в результате внедрения подобных защитных мер могут пострадать интерактивные функции, предусмотренные в бытовых проигрывателях HD-DVD.

Будет ли эта идея воплощена в жизнь - пока не известно. Тем не менее этот вопрос уже обсуждался в начале октября 2006 года на конференции членов DVD Forum, проходившей в Японии. По итогам обсуждения было принято решение о предварительной проработке данного вопроса рабочей комиссией, которая должна будет представить конкретные предложения по введению регионального кодирования уже в начале 2007 года.

На той же конференции была рассмотрена возможность записи видеоформата HD-DVD Video/VR на обычные DVD-носители. В скором времени подобная функция появится как в бытовых проигрывателях и компьютерных записывающих приводах, так и в DVD-видеокамерах.

Еще один важный вопрос, рассмотренный на конференции, касался стандартизации носителей DVD TWIN. Этот гибридный ROM-носитель, на котором можно записать данные в формате HD-DVD или обычном DVD, специалисты компаний Memory-Tech и Toshiba начали разрабатывать еще в 2004 году. По замыслу создателей данное решение позволяет сделать переход от одного поколения оптических накопителей к другому безболезненным для конечных пользователей: приобретенный на гибридном носителе фильм сегодня можно воспроизводить на любом DVD-проигрывателе, а при переходе на технику HD-формата не потребуется обновлять фильмотеку для того, чтобы в полной мере использовать потенциал устройств высокой четкости. В существующем варианте спецификации DVD TWIN предусмотрена возможность создания до трех слоев: двух HD DVD (30 Гбайт) и одного DVD (4,7 Гбайт) либо одного HD-DVD (15 Гбайт) и двух DVD (8,5 Гбайт). Согласно принятому решению, процедура стандартизации формата DVD TWIN будет завершена в первой половине 2007 года, а выпуск таких носителей начнется уже летом.

«Война форматов»: возможные варианты

С появлением в продаже устройств и носителей двух конкурирующих стандартов (HD-DVD и Blu-ray Disc) начался новый виток обсуждения вопроса об их противостоянии - теперь уже очном. В середине октября 2006 года аналитики агентства Forrester Research высказали мнение, что победа в итоге достанется формату Blu-ray Disc, уточнив при этом, что победа будет пирровой, а стадия противоборства окажется достаточно продолжительной. Тед Шедлер (Ted Schadler), один из ведущих сотрудников Forrester Research, отметил: «После долгого и томительного периода ожидания сейчас уже вполне очевидно, что ведомый Sony формат Blu-ray Disc победит. Однако после того, как группа HD-DVD покинет поле брани, пройдет как минимум еще пара лет, прежде чем потребители окончательно удостоверятся в победе Blu-ray Disc и всерьез задумаются о приобретении плеера нового формата». По мнению г-на Шедлера, тормозить этот процесс будет и консерватизм конечных пользователей: в настоящее время качество записи на DVD вполне удовлетворяет потребности большинства из них.

Аналитики отмечают, что одним из серьезных аргументов в пользу Blu-ray Disc является его универсальность - на носителях этого формата будут распространяться не только видеозаписи, но и игры. Таким образом, игровые приставки Sony PlayStation 3 могут сыграть не последнюю роль в «войне форматов».

Пока одни гадают о том, кто победит в уже ставшей реальностью «войне форматов», другие убеждают потенциальных покупателей HD-систем, что данная проблема разрешится сама собой с появлением проигрывателей, позволяющих воспроизводить диски как Blu-ray Disc, так и HD-DVD. Вполне вероятно, что мультиформатные устройства можно будет приобрести уже в конце 2007 года. Во всяком случае, компании NEC, Broadcom и STMicroelectronics, разрабатывающие и выпускающие специализированные наборы микросхем для оптических накопителей, уже заявили о готовности начать поставки изделий, на базе которых можно будет создавать мультиформатные видеопроигрыватели и компьютерные дисководы. Шиджео Ниицу (Shigeo Niitsu), вице-президент компании NEC Electronics, уверен, что появление мультиформатных устройств - это лишь вопрос времени. «Крупные производители ПК, такие как НР, ищут решения, которые были бы совместимы с носителями обоих форматов. И в техническом плане мы полностью готовы к производству подобных устройств».

Тем не менее наличие готовых к использованию технических решений не является достаточным условием для появления мультиформатных устройств - очень многое зависит от позиции ведущих производителей. Например, весной 2006 года компании Samsung Electronics и LG неоднократно заявляли о разработке мультиформатных проигрывателей HD-формата (были даже обнародованы названия моделей), однако впоследствии они отказались от этих планов. По мнению ряда аналитиков, корейские электронные гиганты приняли решение отказаться от выпуска мультиформатных устройств под давлением ассоциации BDA (Blu-ray Disc Association), членами которой они являются. Примерно в то же время представители Pioneer опровергли появлявшиеся ранее сообщения о планируемом выпуске оптического привода BDR-103, в котором якобы должна быть реализована поддержка как Blu-ray Disc, так и HD-DVD.

Схема оптической системы считывающего привода VMD

Не исключено, что решение проблемы совместимости будет найдено в совершенно иной плоскости: например, путем создания гибридных дисков, позволяющих хранить записи различных форматов на одном физическом носителе.

В 2006 году инженеры компании Warner разработали принципы создания оптического носителя, позволяющего хранить информацию сразу в трех различных стандартах: DVD, HD-DVD и Blu-Ray Disc. Такой диск является двусторонним: с одной стороны записывается слой DVD-формата, с другой - HD-DVD и Blu-Ray Disc. Главный секрет заключается в технологии изготовления слоя Blu-Ray Disc, который находится ближе к поверхности диска (0,1 мм против 0,6 мм у HD-DVD). Его сделали полупрозрачным, чтобы в приводе Blu-Ray отраженный от него луч лазера оставался достаточно мощным для стабильного считывания. В устройстве HD-DVD луч проходит сквозь слой Blu-Ray, отражается от поверхности слоя HD-DVD, вновь проходит сквозь слой Blu-Ray и возвращается в оптический приемник. Создатели мультистандартного диска уже получили патент на новое изобретение, а Warner планирует выпустить пробную партию одного из фильмов на таком носителе.

В сентябре представитель базирующейся в Великобритании компании New Medium Enterprises (NME), которая занималась разработкой технологии промышленного производства многослойных мультиформатных дисков для Warner, заявил, что найдены решения, позволяющие значительно снизить себестоимость таких носителей. Согласно представленным данным, издержки на изготовление «тройного» диска будут лишь в 1,5 раза превышать себестоимость одностороннего однослойного DVD-ROM. Эта новость получила большой общественный резонанс, а в некоторых СМИ даже появились статьи с заголовками: «“Война форматов” может быть убита в зародыше».

Учитывая, что на данном этапе основной интерес к HD-DVD и Blu-Ray Disc связан главным образом с распространением видеозаписей в HD-формате, в их борьбу вполне может вмешаться третий, а именно HD VMD (High Definition Versatile Multilayer Disc). В прошлогоднем обзоре мы уже рассказывали о формате VMD, разработанном вышеупомянутой компанией NME. Напомним вкратце об особенностях данного решения.

По сути, технология VMD является логическим развитием формата DVD9. Наращивание емкости оптического носителя реализовано не за счет увеличения удельной плотности записи (как в системах на базе сине-фиолетового лазера), а путем наращивания количества информационных слоев при сохранении основных физических параметров базового стандарта DVD (в частности, ширины дорожки и размера питов, а также длины волны используемого в считывающем приводе источника света).

Для формирования информационных слоев носителей VMD используется специальный отражающий материал, свойства которого позволяют минимизировать интерференцию лазерного луча и его отражений. Химический состав и технология изготовления этого материала является ноу-хау компании NME. Носители VMD имеют такие же физические размеры (диаметр и толщину), как и DVD. Толщина каждого слоя, формируемого на пластиковой субподложке, составляет всего 20-30 мкм. Стоит отметить, что для изготовления слоев ROM-носителей применима технология инжекционного литья, широко используемая при промышленном тиражировании носителей CD-ROM и DVD-ROM. Это позволяет применять для производства дисков VMD-ROM существующие линии по изготовлению DVD-ROM. Что касается себестоимости носителей VMD-ROM, то, по оценкам специалистов NME, она будет сопоставима с затратами на изготовление двухслойных DVD.

Прототип бытового видеопроигрывателя
DVD/EVD/HD VMD

Как утверждают создатели VMD, разработанная ими технология позволяет (по крайней мере, теоретически) увеличить количество информационных слоев, упакованных в одном диске, до 20. Каждый слой VMD-диска вмещает немногим более 5 Гбайт данных; таким образом, максимальная емкость этих носителей (при использовании систем на базе красного лазера) достигает 100 Гбайт. В настоящее время уже созданы прототипы ROM-носителей VMD емкостью 20, 40 и 50 Гбайт.

Благодаря минимальным конструктивным отличиям от обычных DVD-ROM, приводы HD VMD можно выпускать на уже существующих производственных линиях по изготовлению DVD-устройств. Таким образом, производство приводов HD VMD обойдется лишь немного дороже по сравнению с накопителями DVD-ROM.

Итак, формат HD VMD обладает емкостью, достаточной для записи полнометражных фильмов в HD-формате, но при этом обеспечивает возможность использования значительно более доступных по цене (в сравнении с HD-DVD и Blu-Ray Disc) носителей и видеопроигрывателей. Конечно, на нынешнем этапе возможно создавать только ROM-носители HD VMD, что существенно ограничивает возможности по использованию накопителей данного формата в ПК. В то же время в глазах представителей киноиндустрии, озабоченных проблемой пиратства, невозможность копирования носителей HD VMD конечными пользователями выглядит, скорее, достоинством. Так что в плане применения носителей для тиражирования фильмов HD VMD в нынешних условиях выглядит более привлекательно по сравнению с HD-DVD и Blu-Ray Disc.

Сравнение основных параметров считывающих систем оптических приводов разных форматов

В ноябре 2006-го представитель компании NME объявил о том, что планируется выпустить проигрыватель формата HD VMD еще до Нового года. Устройство, ориентировочная стоимость которого составит порядка 175 долл., позволит воспроизводить носители форматов DVD, EVD и HD VMD. В минувшем году на HD VMD были выпущены пилотные тиражи ряда китайских и индийских фильмов, а также несколько американских кинолент, адаптированных для китайского рынка. Но, несмотря на явную «азиатскую» направленность, создатели HD VMD надеются в ближайшее время начать борьбу за место под солнцем на рынках Западной Европы и США.

Перспективные разработки

В заключительной части обзора мы расскажем о нескольких перспективных разработках в области оптических накопителей, информация о которых появилась в открытых источниках в течение минувшего года.

SVOD

На проходившей осенью выставке CEATEC 2006 компания Hitachi Maxell продемонстрировала работающий прототип многослойного оптического диска (Stacked Volumetric Optical Disc, SVOD). Правда, в отличие от упоминавшейся выше разработки NME, в данном случае применяется не монолитный многослойный носитель, а множество тонких гибких дисков, заключенных в защитный картридж, по размерам схожий с используемыми в магнитооптических библиотеках. Применение технологии наноштамповки при производстве носителей позволило уменьшить толщину одного диска всего до 92 мкм, что в 13 раз меньше обычного DVD. Диаметр диска остался прежним - 120 мм. Несмотря на малую толщину, такие диски можно считывать при помощи стандартной оптической системы и электронных компонентов, используемых в обычных DVD-приводах.

В картридже SVOD заключена сотня таких гибких дисков

Представленный прототип SVOD работает с картриджами, содержащими 100 ультратонких DVD, - таким образом, суммарная емкость одного носителя составляет 940 Гбайт. Диски извлекаются из картриджа автоматически при помощи специального механизма, который установлен внутри привода. Для того чтобы обеспечить стабильность гибкого диска при его вращении в процессе считывания или записи данных, в приводе SVOD используется опорный диск, изготовленный из стекла. Извлеченный из картриджа тонкий диск размещается на опорном диске подобно гибкой грампластинке на проигрывателе. Для фиксации гибкого диска предусмотрен магнитный зажим. Возникающие в процессе вращения воздушные потоки надежно прижимают гибкий диск к опорному.

Поскольку для замены одного гибкого диска на другой из того же картриджа требуется порядка 10 с, в приводе предусмотрен емкий модуль буферной памяти, позволяющий обеспечить непрерывность процесса чтения и записи данных при работе с большими объемами информации.

Разработчики Hitachi Maxell утверждают, что переход к использованию системы на базе лазера сине-фиолетового диапазона позволит записывать на одном тонком диске до 50 Гбайт, что в перспективе даст возможность нарастить суммарную емкость носителя SVOD до 10 Тбайт.

В ближнем поле

Как известно, увеличить удельную плотность записи оптических носителей традиционной конструкции можно за счет уменьшения размера пятна, формируемого лучом лазера на отражающем слое носителя. Добиться этого можно как путем уменьшения длины волны используемого лазера, так и увеличением числовой апертуры оптической системы. В приводах компакт-дисков используется инфракрасный лазер (длина волны - 780 нм) и оптика с числовой апертурой 0,45, в приводах DVD - красный лазер (650 нм) и оптика с числовой апертурой 0,6, в устройствах Blu-ray Disc - сине-фиолетовый лазер (405 нм) и оптика с числовой апертурой 0,85.

Разработанная специалистами Philips Research технология оптической записи в ближнем поле (Near-field optical recording) позволяет уменьшить размер пятна за счет значительного сокращения расстояния между оптической головкой привода и поверхностью диска, что, в свою очередь, дает возможность использовать оптическую систему с большой числовой апертурой.

В опытной установке, построенной на базе лазера с длиной волны 405 нм, ученым удалось уменьшить расстояние между оптической головкой привода и поверхностью диска до 25 нм (что вполне сопоставимо с показателями серийно выпускаемых накопителей на жестких дисках). Благодаря этому появилась возможность оснастить считывающий узел привода оптической системой с числовой апертурой 1,45. В итоге уменьшение размера пятна позволило увеличить емкость однослойного носителя диаметром 120 мм до 75 Гбайт, что втрое больше по сравнению с аналогичным показателем систем формата Blu-Ray Disc, в которых используется лазер с такой же длиной волны.

Пока на пути реализации данной технологии в серийно выпускаемых устройствах существует ряд проблем, однако, по словам разработчиков, методы их решения уже найдены.

Схожее решение применили разработчики компании Sony, создавшие технологию Near Field Communication (NFC). Прототип оптического накопителя, построенный с использованием технологии NFC, был представлен на проходившей в Монреале (Канада) международной выставке ODS 2006. Величина зазора между оптической головкой привода и поверхностью диска составляет всего порядка 20 нм. Применение NFC позволило увеличить емкость однослойного носителя диаметром 120 мм до 60 Гбайт.

Наностержни вместо линз

Интересную разработку представила группа ученых Гарвардского университета под руководством Кена Крозье (Ken Crozier). Согласно обнародованной информации, созданная ими технология позволяет значительно увеличить плотность записи информации на оптических носителях. Ученые говорят о величине порядка 3 Тбайт на один слой 120-миллиметрового диска при использовании лазера с длиной волны 830 нм.

По словам разработчиков, в настоящее время потенциал для увеличения плотности записи в оптических приводах традиционной конструкции практически исчерпан. Основная проблема заключается в том, что оптические системы, оснащенные обычными линзами, даже теоретически не позволяют получить четкое пятно, диаметр которого был бы меньше половины длины волны используемого источника света - этому препятствует дифракция.

Для того чтобы решить эту проблему, ученые предложили применять для фокусировки луча не линзы, а особый нанооптический прибор. Его конструкция представляет собой два позолоченных наностержня, расположенных на расстоянии 30 нм друг от друга. Этот прибор позволяет концентрировать энергию луча лазера в точке, диаметр которой равен расстоянию между концами стержней. Расстояние между наностержнями и «точкой фокусировки» (то есть плоскостью, на которой радиус пятна минимален) составляет около 10 нм. Конечно, обеспечить подобную точность в накопителях со сменными носителями будет не так-то просто. Тем не менее, как показывают эксперименты с использованием оптической записи в ближнем поле, данная проблема не является неразрешимой.

Диски. Это слово много значит для человека знакомого с компьютером. Различные виды оптических дисков уже не одно десятилетие занимают почетное место в стеллажах и коробках пользователей. Проходят годы, добавляются новые форматы, но пока ничего кардинально не изменилось. И хотя flash-носители (называемые в народе «флешки») и потеснили частично диски, прежде всего, как источник переноса информации с компьютера на компьютер, но в качестве долговременного хранителя информации пока конкурентов у оптических дисков нет. Так давайте же познакомимся с ними ближе.
Первые оптические диски были разработаны на рубеже 70-80-х годов совместными усилиями компаний Sony и Phillips. С тех пор утекло много воды. Дважды значительно менялась технология создания дисков с целью увеличения их емкости, спады и подъемы, конкуренция и война форматов – под этим знаком прошли эти три десятилетия.
Но мы с вами, прежде всего потребители, верно? Для нас важно разобраться во всем том разнообразии оптических дисков, которое существует на рынке, познакомиться с их разновидностями, особенностями и причинами появления. Перейдем к делу?

CD (Compact disc)

Первый наш гость – это компакт-диск (CD) появившийся в 1982 году. Целью его разработки была замена виниловых пластинок современным, более качественным носителем аудио информации и непосредственно распространение музыки. В итоге появились диски, вмещающие 74 минут звучания, чего было вполне достаточно для записи стандартного аудиоальбома. При этом обеспечивалось высокое качество музыки записанной в виде цифровых данных. Первоначально объем такого диска составлял около 650 Мбайт.
Разновидности компакт-дисков:
CD-ROM – этот тип компакт-дисков изготовляется на заводах методом штамповки и является не записываемым носителем данных
CD-R (CD recordable) – одноразовый записываемый компакт-диск. Стандартный объем – 700 Мбайт. Иногда встречаются 800 Мбайтные диски.
CD-RW (CD rewritable) – перезаписываемый (многоразовый) компакт-диск. Стандартный объем – 700 Мбайт.
Перезаписываемые диски (это касается и CD-RW и DVD-RW) не могут использоваться «вечно». Они тоже имеют свой ресурс. Обычно называется цифра 1000 перезаписываний. Однако на практике диски отказывают быстрее. На то есть много причин, хотя самая главная, наверное, это обращение с ними. Чаще всего уже через год постоянного использования на RW дисках появляются множественные царапины и, как следствие, проблемы со считыванием информации.
Кстати, если когда-то при использования одноразового диска (R), его можно было записать только один раз, независимо от того, сколько осталось на нем свободного места, то сейчас, используя при записи мультисессию, его можно «дописывать», но стирать все равно нельзя. При этом МирСоветов напоминает, что мультисессионные диски не всегда воспринимаются DVD-проигрывателями, особенно старыми моделями. Они могут либо не увидеть диск целиком, либо прочитают только первую сессию (запись).

В начале 90-х годов были разработан формат DDCD – компакт-диск двойной плотности (double density compact disc), который вмещал в два раза больше информации, чем обычный компакт-диск. Это достигалось уменьшением размера пита. Но эти диски не получили распространения из-за несовместимости и дороговизны производства.

Еще одна разновидность носителей в виде дисков. Разработана в 1992 году компанией Sony как замена компакт-кассетам, соответственно используется главным образом как носитель аудиоинформации, хотя с 2004 года с появлением нового формата Hi MD можно использовать для хранения любой информации. Широкого распространения MiniDisk не получил. Используется преимущественно в плеерах и видеокамерах фирмами Sony и Sharp. Также их можно встретить как диски с драйверами и утилитами для компьютерной периферии, в частности, для USB-оборудования (к «флешкам», Bluetooth- и WiFi-адаптерам и пр.)

DVD (Digital Versatile Disc)

В 1995 году группа разработчиков (Toshiba, Matsushita, Sony, Philips, Time Warner, Pioneer, JVC, Hitachi and Mitsubishi Electric) подписали соглашение о совместном сотрудничестве в разработке и продвижении нового типа оптических дисков под названием Digital Video Disс (DVD) – цифровой видео диск. Позднее DVD станут расшифровывать как Digital Versatile Disc (цифровой универсальный/многоцелевой диск), так как со временем эти диски станут использовать для хранения не только видео контента.
Первые DVD диски появились в Японии осенью 1996 года.
Какие же типы DVD-дисков существуют?
DVD-5 – однослойный односторонний (Single_sided, Single_layer) диск. Объем – 4,7 Гбайта.
DVD-9 – двухслойный односторонний (Single_sided, Double_layer) диск. Объем – 8,5 Гбайта.
DVD-10 – двухсторонний однослойный (Double_sided, Single_layer) диск. Объем – 9,4 Гбайта.
DVD-14 – двухсторонний диск, имеющий на одной стороне один информационный слой, а на второй - два. Объем – 13,2 Гбайта.
DVD-18 – двухсторонний двуслойный (Double_sided, Double_layer) диск. Объем – 17 Гбайт.
Последние два встречаются очень редко и в быту практически не используются.
Разновидности DVD-дисков:
DVD-R (Recordable) – одноразовые записываемые DVD диски. Объем – 4,7 Гбайта.
DVD-RW (ReWritable) – перезаписываемые (многоразовые) DVD диски. Объем – 4,7 Гбайта.
В связи с большой стоимостью лицензии на DVD технологию, рядом компаний, которые собрались под названием «DVD+RW Alliance», в 2002 году был разработан стандарт DVD+R(W). С тех пор DVD диски стали делиться на плюсы и минуса. Сейчас особой разницы между ними нет. Хотя некоторые и предпочитают больше использовать плюсы (при использовании дисков на компьютере), для совместимости со старыми использовать минуса.
DVD+R (Recordable) – одноразовые записываемые DVD диски. Объем – 4,7 Гбайта
DVD+RW (ReWritable) – перезаписываемые (многоразовые) DVD диски. Объем – 4,7 Гбайта
DVD-RAM (Random Access Memory) – специальные перезаписываемые диски с произвольным доступом к памяти, которые позволяют работать с ними как дискетами, то есть свободно записывать, стирать данные. Они стоят дороже обычных дисков и менее распространены.
DVD-DL (Double Layer) – двухслойные записываемые DVD диски. Объем – 8,5 Гбайта. Эти диски создаются с помощью сложных технологий, стоят при этом в несколько раз дороже обычных. Поэтому, если вы не хотите выкинуть деньги на ветер и вам нужно использовать двухслойный диск для записи, МирСоветов рекомендует выбирать диски известных производителей, только они могут обеспечить приемлемое качество (например, Verbatim).

На самом деле обычные DVD диски имеют объем не 4,7 Гбайт, а 4,38 Гбайт. Это связано с тем, что при выводе числа 4,7 – считают десятичные числа, т.е. 1 Кбайт=1000 байт, в то же время в цифровом мире используется двоичная система, при которой 1 Кбайт = 1024 байт

HD DVD & Blu-ray (BD)

Новое поколение оптических дисков представляют диски HD DVD и Blu-ray (BD). До февраля 2008 года они сосуществовали на рынке в качестве конкурентов, но после отказа компании Toshiba (главного идеолога HD DVD) поддерживать свой продукт, стандартом среди дисков для видео высокой четкости стал Blu-ray от компании Sony.
Диски и проигрыватели нового поколения стоят пока достаточно дорого. К тому же, МирСоветов хотел бы обратить ваше внимание на то, что для просмотра фильмов высокой четкости требуется большой телевизор, который бы поддерживал высокие разрешения экрана. А он тоже стоит не дешево. Поэтому, большинство вполне устраивает качество фильмов на DVD и новый стандарт продвигается на рынок со скрипом. Чтобы вытеснить DVD, ему понадобится как минимум несколько лет.

Blu-ray переводится как «голубой луч». В слове blue (голубой) была преднамеренно опущена последняя буква, чтобы не возникло проблем при регистрации торговой марки.

Разновидности дисков HD DVD:
HD DVD-R (High Density DVD Recordable) – одноразовый записываемый диск. Объем диска – 15 Гбайт. Если диск двухслойный – 30 Гбайт.
HD DVD-RW (High Density DVD Rewritable) – перезаписываемый (многоразовый) диск. Объем диска – 15 Гбайт. Если диск двухслойный – 30 Гбайт.

Разновидности дисков Blu-ray
BD-R (Blu-ray Disk Recordable) – это одноразовый записываемый диск. Объем такого диска равен 25 Гбайтам. Если диск двухслойный – 50 Гбайт
BD-RE (Blu-ray Disc Rewritable) – это перезаписываемый (многоразовый) диск. Объем такого диска равен 25 Гбайтам. Если диск двухслойный – 50 Гбайт

Уже на протяжении нескольких лет разрабатывается принципиально новый формат оптических дисков HVD (голографический многофункциональный диск). В отличие от предыдущих форматов, принцип которых не менялся (менялась только ширина дорожек, питов и длина волны лазера), в этом решении основой служит технология голографии, то есть сохранение данных в трехмерном объеме носителя (используется два лазера). При этом достигается феноменальная емкость – Тбайты информации на одном диске, и высокая скорость передачи данных.

Производители оптических дисков

Если вы зайдете в магазин, специализирующейся на компьютерной технике, то увидите множество разных дисков от разных производителей, как широко известных, так и абсолютно незнакомых (а иногда вообще без опознавательных знаков). Что тут можно посоветовать? Все зависит от ваших потребностей.
Разница в цене обычно несущественна. Если вам нужен диск чтобы что-то записать, без расчета на долгое хранение, можете использовать практически любую продукцию. Если же вы рассчитываете на долгое хранение и беспокоитесь о надежности, тогда я бы советовал покупать диски от проверенных временем производителей, таких как Verbatim и TDK. Они немного дороже, но значительно надежнее и качественнее. Крайне не рекомендую покупать диски Digitex, особенно перезаписываемые (RW), на них приходится много .
При всем этом помните – что даже диски от ведущих производителей не совершенны. И могут вас иногда подвести. От этого никуда не деется. К тому же кроме дисков многое зависит от привода и программных средств записи.

О хранении и пользовании оптическими дисками

Что еще хочется сказать про оптические диски? Многие думают, что это очень надежное средство для хранения информации, но это не совсем так. Диски могут храниться долго, однако, нужно не забывать о способах хранения. Это должно быть сухое, темное место. Желательно хранить диски в коробочках. Обращаться с ними нужно осторожно, так как царапины могут сделать его нечитаемым. Хотя при записи и допускается, так сказать, резерв для при чтении, но он далеко не безграничен. И иногда после повреждения диска, его приходится оживлять… но это тема отдельного разговора. Не допускайте попадания пыли на рабочую область диска, вообще это самая нежная часть носителя. Будьте к ней внимательны. Мне приходилось видеть, как люди вроде и опытные, клали диски рабочей частью на стол, ворох бумаг, куда угодно… и потом удивлялись – а почему это диски стали плохо читаться?
Перед тем как вставлять диск в лоток привода, внимательно осматривайте его внутреннее кольцо на наличие трещинок. Их появление может привести к тому, что в самый ответственный момент ваш носитель информации просто разлетится на части прямо в приводе.
Кстати, а что делать, если привод с диском не открывается? Если не помогли стандартные способы открытия, МирСоветов советует воспользоваться механическим (не волнуйтесь, разбирать привод для этого не придется). Сначала возьмите обычную канцелярскую скрепку и распрямите ее. Затем посмотрите на лицевую панель привода. Большинство из них имеет маленькое (1 мм) отверстие. Выключаем компьютер и вставляем в отверстие распрямленную скрепку. Нажимаем и лоток диска должен по чуть-чуть открыться. Цепляем его рукой и открываем полностью. Достаем диск. Этот способ можно использовать и если вы выключили компьютер, случайно забыв в середине диск, который вам нужен.
Нужно также помнить, что даже без повреждений диски, пролежав год-другой, могут становиться нечитаемыми. Поэтому если у вас есть очень важная информация, лучше периодически пересохраняйте ее.
И напоследок банальное предостережение. Не забывайте, что писать на диске можно только специальным маркером. И только на верхней, нерабочей поверхности.
Конечно же, на сохранность вашей информации влияют и другие факторы. Например, каким приводом вы пользуетесь, какие используете. Да и просто, как их пишите. Но это тема для отдельного разговора. И поговорим мы с вами об этом в следующий раз.