Новые технологии хранения информации

голливудские компании, как Disney, Dream-Works, Paramount, Universal и

другие.

Этот диск не совместим с домашними DVD-проигрывателями,

подключаемыми к телевизору. Divx - это название системы, установленной

непосредственно в проигрывателе, которая позволяет потребителям в течение

двух дней пользоваться правом на прокат видеофильма независимо от даты

покупки диска. Идея Divx состоит в том, что она обеспечивает нарушение

записи на диске. Право проката видеофильма на новый срок можно приобрести

через модемную линию связи, подключенную к проигрывателю для обмена

информацией с сервисным центром Divx Central и отслеживания счетчика.

Внедрение данного формата в нашей стране не представляется возможным ввиду

того, что для просмотра Divx-дисков требуется дорогостоящее оборудование,

постоянная телефонная связь с центром, да и цена диска предположительно

составит около 6 долл.

2.3.1 FMD ROM - накопители третьего тысячелетия

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, но об этом в следующей главе.

2.3.2 О принципах функционирования FMD ROM.

Внешний вид FMD ROM. Как вы видите 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 - возможность

параллельного чтения слоев (т.е. последовательность 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".

На фотографии - привод для таких дисков, пока, разумеется,

только прототип.

Ну вот, с чтением разобрались, а как обстоят дела с записью? 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.

Общая формула фульгидов:

[pic]

Вообще идея использования фотохромов в качестве носителей

информации не нова. Ей примерно тридцать лет. И лишь теперь эта идея была

реализована на практике.

2.4.1 Технология Blu-Ray - преемник DVD

Так уж повелось, что эволюция в области компьютерных технологий

происходит быстрее, чем в остальных технических отраслях. И с течением

времени период, за который мощность компьютера удваивается, становится все

меньше и меньше. До 1 ГГц процессоры шли 22 года, а до 2 ГГц - всего лишь

полтора. Объем винчестера растет как на дрожжах, 160-180 гигабайт - это уже

обыденность, а ведь совсем недавно для достижения таких объемов

конструировались целые RAID-массивы из десятков жестких дисков.

Миниатюризация, увеличение быстродействия, скорости передачи данных,

увеличение плотности записи - вот что мы слышим каждый день, вот что

появляется каждый день на новостных страницах Интернета. Объемы, скорости,

частоты - все это удваивается, учетверяется, удесятеряется и все это никого

уже не удивляет. Но есть область, в которой на фоне успехов на других

фронтах до последнего времени царил, казалось бы, полный застой. Это

область сменных носителей информации.

Действительно, в этой области, как и двадцать лет назад

продолжает лидировать старичок CD-ROM. Правда, за эти годы он подрос с 650

Мб до 700 Мб, а благодаря стараниям TDK местами даже и до 800 Мб, но, увы,

в наш насыщенный информацией век такие объемы становятся явно

недостаточными. Столь долгой жизнью CD-ROM обязан не в последнюю очередь

форматам сжатия звука (MP3) и видео (MPEG4, DivX;-)), благодаря которым в

столь мизерный объем стало возможным запихивать огромные массивы музыки и

целые фильмы. Конечно, качество страдает, но народ у нас невзыскательный и

в конечном итоге все равно выходит качественнее и долговечнее, чем

переписанные аудио и видеокассеты.

В последнее время более взыскательная публика открыла для себя

DVD (digital versatile disc). Именно в последнее время, хотя этому формату

насчитывается уже 8 лет. Причин столь медленного продвижения множество.

Вначале на рынке царил дикий разнобой форматов DVD. Если в случае с CD

компания-изобретатель SONY четко дала спецификации данного устройства,

которых придерживались все производители, то в случае с DVD вышло с

точностью наоборот - каждый из производителей предлагал свою версию DVD

привода, с разным максимальным объемом носителя, с разной механикой и даже

с разной длиной волны читающего лазера, что в начале частенько приводило к

ситуации, когда на DVD приводе из 10 дисков читались только один-два. На

следующем этапе распространения DVD сдерживающим фактором стала, прямо

скажем, нелепая попытка обуздать пиратство с помощью введения зон. За

несколько лет экспансии DVD диски из разных зон настолько перемешались

между собой, что стало проблематичным найти диски именно под свой дисковод.

К тому же мгновенно в сети Интернет появились взломанные мультизональные

прошивки DVD приводов и специальные программы, обнуляющие счетчики

проигранных дисков. Опытные пользователи решили проблемы с зонами в обход

производителей, ну а неопытных вся эта канитель только отпугнула от

приобретения DVD привода. Не в последнюю очередь в медленном продвижении

DVD сыграли высокая стоимость дисков и их относительная редкость. Например,

в России в свободной продаже DVD диски массово появились совсем недавно.

Но постепенно все стало налаживаться. Производители

самостоятельно стали убирать ограничения на зоны из своих приводов. Так,

например, программа PowerDVD сообщила об одном недавно вышедшем DVD-приводе

NEC, что "данное устройство имеет номера зон 1, 2, 3, 4, 5". Приводы стали

совместимы, появилось что-то похожее на единый стандарт. DVD фильмы

появились широкой продаже, их стали даже дублировать на русском языке. Цена

на диски упала. Появились пиратские диски, которые составили ценовую

конкуренцию (увы, только ценовую, о качестве говорить не приходится)

лицензионным дискам. Пользователи, обнаружив, что DVD-приводы не намного

дороже CD-ROM стали постепенно затовариваться данными устройствами.

Появились пишущие DVD-приводы, правда за бешенные деньги и сразу в лице

трех несовместимых между собой форматов: DVD-RAM (Panasonic), DVD-RW

(Pioneer) и DVD+RW (Philips). Наконец-то для DVD замаячило светлое будущее.

Но это будущее было стремительно перечеркнуто в феврале 2002 года синим

лучом - технологией Blu-Ray Disc.

Япония, Токио, 19 февраля 2002... Представители девяти лидирующих

высокотехнологических компаний Sony, Matsushita (Panasonic), Samsung, LG,

Philips, Thomson, Hitachi, Sharp и Pioneer на совместной пресс-конференции

объявили о создании и продвижении нового формата оптических дисков большой

емкости под названием Blu-Ray Disс, этим самым возможно подписав смертный

приговор DVD. Согласно объявленной спецификации Blu-Ray Disс -

перезаписываемый диск следующего поколения со стандартным CD/DVD размером

12 см с максимальной емкостью записи на один слой и одну сторону до 27 Гб .

Собственно, назвать Blu-Ray принципиально новым форматом нельзя

- это скорее эволюция формата DVD. Как следует из названия в Blu-Ray для

записи и воспроизведения диска вместо красного лазера, который используется

в DVD и CD-ROM, применен синий лазер (blue-violet laser). У синего лазера

длина волны составляет 405 нанометров, что значительно меньше длины волны

красного лазера (650 нм). Меньшая длина волны - соответственно меньшая

интерференция отраженного луча, соответственно можно сделать толщину

дорожку данных тоньше, что приводит к значительному увеличению емкости

носителя. Толщина дорожки у Blu-Ray диска в два раза меньше, чем у DVD.

Единственно, что внушает опасение - тот факт, что энергетика синего лазера

выше, чем у красного, что должно приводить к значительному разогреву

поверхности диска. По-видимому, Blu-Ray приводы потребуют мощного

охлаждения.

Покрытие Blu-Ray на которое записываются данные (optical transmittance

protection layer) очень тонкое - 0.1 мм. Из этого факта можно сделать 3

вывода. Первое - чем тоньше слой, тем меньше рассеяние отраженного луча и

больше данных можно вместить на квадратный дюйм, то есть тонкий слой - это

необходимость для достижения большой емкости диска. Второе - настолько

тонкий слой позволит без проблем сделать диск многослойным (по крайне мере

двухслойным, как DVD), так как уменьшается рефракция луча отраженного от

более глубокого слоя. Третье - настолько тонкий слой легко повредить,

следовательно Blu-Ray Disс потребует защиты, то есть будет упакован в

пластиковую оболочку, наподобие MiniDisk от Sony. Последний факт, к

сожалению, говорит о том, что цены на Blu-Ray приводы возможно будут

существенно выше, чем на DVD, так как, если бы Blu-Ray Disc оставался бы

диском без упаковки, то производители смогли бы использовать корпуса и

механику от DVD-приводов без переделки, сменив лишь лазер и декодирующую

микросхему, а так придется начинать практически с нуля. Возможен

компромиссный вариант, когда односторонние диски относительно малой емкости

(23-27 ГБ) будут производиться без упаковки и иметь соответствующие

приводы, мало отличающиеся от DVD-приводов по внешнему виду и по цене,

такие объемы для домашних мультимедийных компьютеров на первое время более

чем достаточны, по крайне мере объем Blu-Ray диска в разы превосходит DVD,

а для пользователей весьма важна цена. Потребители голосуют рублем, неважно

зеленый он или нет, соответственно, чем меньше будет начальная стоимость

Blu-Ray для домашнего и мультимедийного сектора, тем быстрее он наберет

популярность. Так же диски этого формата будут использоваться для цифровых

пишущих видеоплееров нового поколения, так как на один Blu-Ray Disc

умещается до 13 часов видеоинформации качества VHS (MPEG-2 c bitrate

3.8Mbps) или же 2 часа видео в модном сейчас в Японии формате HDTV

(телевидение высокого разрешения до 1600х1200х32bit, MPEG-2 c bitrate от

8Mbps и выше).

[pic]

Blue Laser DVD диск (Cebit`2002)

Для hi-tech учреждений, предприятий, систем управления,

образовательных заведений и других, где требуются большие объемы

информации, понадобятся более емкие - двусторонние, двухслойные (или

многослойные) Blu-Ray диски с емкостью от 100 ГГб. Такие диски будут

заключены в прозрачный картридж и использовать специальные Blu-Ray приводы,

оснащенные лазерами с разной длиной волны (в пределах синей части спектра)

для чтения разных слоев. Первые прототипы 100 ГГб дисков уже созданы.

Такие, кажущиеся сейчас огромными объемы информации, могут уже в ближайшем

будущем стать нормой, так же как в свое время быстро привыкли к огромному

скачку между 3,5’ дискетой (1.44 Мб) и CD-ROM (650 Мб). Через некоторое

время и домашний сектор станет одним из потребителей многослойных Blu-ray

дисков, когда упадут первоначально высокие цены на приводы и носители

информации этого формата.

[pic]

Головка с лазером (Cebit`2002)

Технологии Blu-Ray создавались в первую очередь для записи,

хранения и воспроизведения видео и аудио информации, то есть налицо сильная

ориентация в сторону мультимедиа, хотя, разумеется, на Blu-Ray Disc можно

записать и просто данные. Основными форматами хранения видео, как и в DVD,

является MPEG2, форматы звука, соответственно - AC3, MPEG1, MPEG Layer2.

Для цифровых видеоплееров формата Blu-Ray декодирование будет

осуществляться аппаратно, для компьютерных приводов - программно.

Нельзя не упомянуть о высокой скорости пересылки данных, которая

будет осуществлена в Blu-Ray устройствах. Так, согласно спецификации,

максимальная скорость пересылки данных между Blu-Ray приводом и целевым

Страницы: 1, 2, 3