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漫谈光存储技术
作者: 51cto.com 2006-01-12 23:35 【】

使用光盘而不是磁盘存储文件为用户提供了在某些日常应用(例如文件归档、物理分发等)上的方便与灵活。现在存在大量的光盘格式,我们有必要对如此多的光盘格式有一个清楚的认识,以免混淆它们。
MO: 仍在继续成长
1990年中期,5.25英寸磁光盘(即MO,3.5英寸的MO只出现在日本)系统取代了12英寸写一次可读多次 (WORM) 光盘的统治地位,并且把这种地位一直保持到最近。在MO驱动器中有一个电磁头来极化记录层上的磁点,它只有在温度很高时才会改变。所以MO磁盘的工作方式是:MO磁盘的一面上有一个激光二极管把极点加热到临界温度(称为“居里点”),而在另一面的磁头把该点极化。当该极点“旋离”激光头后,该点会迅速冷却下来,并保持了极性,除非对它再次加热和加磁。一般的磁铁摩擦,甚至核磁共振扫描仪都对MO磁盘没有影响。
MO最可怕的竞争来自可读写压缩光碟(CD-R,1990年出现)。MO的制造商通过在不提升价格的同时显著增加容量的方式回击CD-R的挑战。所有MO制造商都统一了标准,并且采取了一致的发展“路线”:每隔18个月把容量提高一倍。MO的容量从1.3GB、2.6GB、5.2GB、一直发展到现在的9.4GB(4.7GB/面)。并且每种新型的MO驱动器仍可以读取以前三代MO媒质,同时至少能写前两代的MO盘。MO的用户和存储管理员把这种投资保护特点看作是MO的最大优势,并且对MO非常忠心。
但是MO生产商知道,9.4GB可能是5.25英寸MO盘的极限了。因为如果进一步缩小或密排记录点,那么就会导致无法接受的高错误率;而如果把激光二极管的波长从红光一端转到蓝光一端,虽可提高容量(可提高4倍),但制造商现在无法生产足够小、足够便宜和使用寿命足够长的蓝光激光二极管。
CD: 燃烧的渴望
当第一批可读写CD系统上市时,这种系统的驱动器价格高达5000多美元,盘片价格也有20多美元。但是这种光盘可以在任何CD-ROM驱动器或CD-音频播放机中使用。
这种技术在出现后就被迅速标准化,并且十几家制造商开始制造这种系统。飞利浦和索尼还推出了一种可读写的 (CD-RW) 光盘,并鼓动所有只读驱动器的制造商在其产品中安装这种“多次读写”芯片。今天,标准的CD-RW驱动器(“CD 刻录机”) 的零售价格不超过200美元,而可读写光盘的价格在1美元左右,一次写入的光盘价格低于0.50美元。使用光盘而不是磁盘存储文件为用户提供了在某些日常应用(例如文件归档、物理分发等)上的方便与灵活。现在存在大量的光盘格式,我们有必要对如此多的光盘格式有一个清楚的认识,以免混淆它们。
MO: 仍在继续成长
1990年中期,5.25英寸磁光盘(即MO,3.5英寸的MO只出现在日本)系统取代了12英寸写一次可读多次 (WORM) 光盘的统治地位,并且把这种地位一直保持到最近。在MO驱动器中有一个电磁头来极化记录层上的磁点,它只有在温度很高时才会改变。所以MO磁盘的工作方式是:MO磁盘的一面上有一个激光二极管把极点加热到临界温度(称为“居里点”),而在另一面的磁头把该点极化。当该极点“旋离”激光头后,该点会迅速冷却下来,并保持了极性,除非对它再次加热和加磁。一般的磁铁摩擦,甚至核磁共振扫描仪都对MO磁盘没有影响。
MO最可怕的竞争来自可读写压缩光碟(CD-R,1990年出现)。MO的制造商通过在不提升价格的同时显著增加容量的方式回击CD-R的挑战。所有MO制造商都统一了标准,并且采取了一致的发展“路线”:每隔18个月把容量提高一倍。MO的容量从1.3GB、2.6GB、5.2GB、一直发展到现在的9.4GB(4.7GB/面)。并且每种新型的MO驱动器仍可以读取以前三代MO媒质,同时至少能写前两代的MO盘。MO的用户和存储管理员把这种投资保护特点看作是MO的最大优势,并且对MO非常忠心。
但是MO生产商知道,9.4GB可能是5.25英寸MO盘的极限了。因为如果进一步缩小或密排记录点,那么就会导致无法接受的高错误率;而如果把激光二极管的波长从红光一端转到蓝光一端,虽可提高容量(可提高4倍),但制造商现在无法生产足够小、足够便宜和使用寿命足够长的蓝光激光二极管。
CD: 燃烧的渴望

当第一批可读写CD系统上市时,这种系统的驱动器价格高达5000多美元,盘片价格也有20多美元。但是这种光盘可以在任何CD-ROM驱动器或CD-音频播放机中使用。
这种技术在出现后就被迅速标准化,并且十几家制造商开始制造这种系统。飞利浦和索尼还推出了一种可读写的 (CD-RW) 光盘,并鼓动所有只读驱动器的制造商在其产品中安装这种“多次读写”芯片。今天,标准的CD-RW驱动器(“CD 刻录机”) 的零售价格不超过200美元,而可读写光盘的价格在1美元左右,一次写入的光盘价格低于0.50美元。最近出现了另外一种标准规格的可读写光盘。用于高速记录(即由12倍速以上的新驱动器写入)的CD-RW光盘不能用于8倍速以下的老式光盘驱动器。所以在升级之前,请检查您驱动器的规格。 Eastman Kodak 推出了一种极具诱惑力的混合CD(CD-PROM),它综合了“只读”和“可记录”两种特点。用户可用CD-PROM为特定收件人定制发行光盘,用户则可以更改某些文件,但是不能更改其他文件。即便如此,说它是一种杀手锏还为时过早。
DVD: 下一阶段
六年以前,在业界第一个标准组织——光存储技术协会中有过一次争论,争论的一方是索尼和飞利浦,另一方是东芝、日立和Matsushita。他们所争论的问题是关于一种新型的、高容量的、与CD媒质采用相同形式的光盘系统。争论的结果是东芝联盟一方“赢了”,他们把这种新格式命名为DVD。
DVD记录采用了相变技术。这种技术已经存在多年,其原理是:激光二极管发出的热量使记录点呈现高反射(“水晶”)状态或另外一种状态(“非晶体”),而第二个激光二极管在读取这两种不同状态时把它们分别标识为“1”或“0”。(相比之下, CD-R只写一次,因为它使用“烧蚀”技术在记录层中产生一种永久性的、物理的标记。)
MO制造商多年来一直批评相变记录技术,他们声称这种媒质的写入次数只能达到MO的十分之一。但这种数字是“几十万次”与“几百万次”的比较。对于普通的存储应用来说,这种比较根本没有什么实际意义。
需要记住的是,DVD的容量不是由数据存储业设置的,而是由好莱坞制定的。一张DVD光碟需要容纳两个小时的全动作片,并能提供广播电视级的图像大小和质量。最终,DVD采用相当紧密的压缩算法 (MPEG-2),每个记录层的最低容量是4.7GB。现在这个数字已经成了标准。

先锋、Matsushita、东芝、日立等厂家都把他们的最新式DVD录制机制成多功能的:先锋增加了一种称为DVD-RW格式的可重写能力,Matsushita集团采用了只写入一次的DVD-R。你可能会猜到,不同厂家的可重写媒质是不兼容的,而只有DVD-R光盘是通用的。
现在出现了一种更专用的可读写格式。索尼、飞利浦以及其他四个厂商都在宣传DVD+RW 格式。但是DVD+RW驱动器和介质才刚刚上市。惠普推出了第一个商业品牌的DVD+RW,而戴尔是支持它的第一个PC制造商。现在,苹果公司也OEM了先锋的DVD-R驱动器。
用户:选择适用的
在采用光碟存储方法之前,我们还应该问问是否有更新的、更好的存储技术出现。从长远的观点来看,当然有。可IT企业不希望在短期内系统的存储能力有巨大提高。比如,DVD每面可以有两个数据层,但还不能实现在每面上提供两个可记录层。在一两年之内,这种改进恐怕无法实现。
今年可能要出现一种称为“DataPlay”的一次写入格式。它可在四分之一的普通盘片面积上存储500MB数据。Samsung 和 Imation将推出第一批DataPlay驱动器和盘片。据说这种格式的物理大小和容量可能更适合于“娱乐”而不是用于“数据”。
不要相信一些“虚幻”的未来许诺。蓝光激光二极管仍然没有任何明显进展。几年以前,Quinta 和TeraStor曾经极力鼓吹称为“近场”和“远场”记录的光磁混合技术,结果是这两种方案到现在也没有投入实际生产。只有在材料科学发生重大突破后,全息系统才有可能在一块方糖大小的空间上存储他们曾经吹嘘过的TB级数据。


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