Магнитооптические накопители
СОДЕРЖАНИЕ: Это делает невозможным применение мо дисков вместо традиционных винчестеров. При этом мо диски имеют большие перспективы, как вторичные накопители, применяемые для резервного хранения информации
С-Петербургский Государственный
ЭлектроТехнический Университет
(бывший «ЛЭТИ» им. Ульянова(Ленина)
Реферат
Магнитооптические накопители
Выполнено студентом гр. 4372
Кириченко Сергеем Андреевичем
СПб
2006
Введение
На сегодняшний день существует 3 основных технологии записи информации: электронная (чипы памяти различных видов), магнитная (жёсткие (гибкие) диски, стримеры, накопители на сменных дисках большой ёмкости (Iomega Zip, Iomega Jaz и др.)), оптическая (оптические диски CD-ROM, DVD и др.) и магнитооптическая.
Впервые магнитооптические (МО) диски появились в 1988 году и соединили в себе компактность гибких дисков и накопителя Bernoulli Box, скорость среднего жесткого диска, надежность стандартного компакт диска и емкость сравнимую с DAT лентами. Но широкому распространению МО дисков мешает сравнительно дорогая стоимость и конкуренция современных жестких и оптических дисков. По сравнению с современными жесткими дисками, они более медленны и уступают им по максимальным объемам хранимой информации. Это делает невозможным применение МО дисков вместо традиционных винчестеров. При этом МО диски имеют большие перспективы, как вторичные накопители, применяемые для резервного хранения информации.
Оптическая технология
Все оптические устройства можно разделить на два класса. Это накопители, предназначенные для записи информации пользователем и ее хранения, и приводы CD-ROM. Накопители подразделяются на устройства с однократной записью - WORM (Write Once Read Many) и перезаписываемые. Последние в свою очередь делятся на оптические, в которых для записи используется луч лазера, изменяющий оптические свойства среды, и магнитооптические, в которых запись осуществляется изменением намагниченности подложки из ферромагнитного материала путем нагревания с помощью луча лазера ее небольшого участка во внешнем магнитном поле. Обе технологии обеспечивают примерно одинаковые параметры. Крупнейшими производителями таких устройств являются японские компании Sony (оптические) и Fujitsu (магнитооптические).
Принципиальное отличие оптических и магнитооптических накопителей от приводов CD-ROM связано с разными форматами записи информации. Так, для первого класса изделий информация располагается на концентрических дорожках, как и в винчестерах, то есть запись и соответственно воспроизведение осуществляются с постоянной угловой скоростью. Отсюда тот же, что и в винчестерах, подход к повышению производительности - увеличение скорости вращения и плотности записи для увеличения скорости передачи данных, уменьшение массы считывающего устройства - для увеличения скорости его перемещения и уменьшения времени доступа и т.д. Есть, правда, одно серьезное отличие - необходимо обеспечивать совместимость с изделиями других фирм (поскольку носители сменные), т.е. жестко придерживаться существующих стандартов. Кроме того, необходимо обеспечивать совместимость с предыдущими стандартами, т.к. плотность записи постоянно увеличивается.
Запись информации в магнитооптических накопителях осуществляется на диск из стекла или прозрачного поликарбоната, содержащий магнитный слой из сплава тербия, железа и кобальта (либо другой коMbинации с участием редкоземельных элементов). Этот сплав обладает необходимыми магнитными свойствами и имеет низкую - около 300 градусов Цельсия - температуру Кюри. С помощью луча лазера небольшой мощности можно очень быстро нагреть небольшой участок магнитного слоя, около 0.5 кв. Микрона, до более высокой температуры, так что при охлаждении даже в достаточно слабом внешнем магнитном поле участок оказывается намагниченным в направлении этого внешнего магнитного поля. Поле прикладывается перпендикулярно поверхности диска. Меняя направление этого поля, можно по- разному намагничивать разные участки, осуществляя таким образом запись информации. Для считывания данных используется эффект Керра, который заключается в изменении направления поляризации луча, отраженного от намагниченной поверхности. Поскольку в данном случае направление намагничивания перпендикулярно поверхности диска (так называемая вертикальная запись), достигается плотность записи информации в 5 раз выше, чем в винчестерах - более 19 тыс. Дорожек на дюйм.
Сплав, из которого изготовлен активный слой, обладает одной особенностью. Он при обычной температуре (из-за высокой коэрцитивной силы) не может быть перемагничен приложенным к нему магнитным полем определенной напряженности. Только при нагревании (достигнув температуры Кюри) соответствующий участок активного слоя перемагничивается должным образом.
В настоящее время выпускается магнитооптические накопители, предназначенные для работы с носителями диаметром 3.5 и 5.25 дюйма. Диски помещены в неразборные картриджи, напоминающие по конструкции 3.5-дюймовые дискеты, таким образом, они надежно защищены от случайного повреждения. Используя магнитооптические диски, можно добиться чрезвычайно надежного хранения информации, так как время сохранности данных определяется фактически стойкостью использованной подложки (стекло или поликарбонат). Что касается циклов записи, то в испытании на 100 миллионов циклов не было замечено никаких необратимых изменений свойств магнитного слоя и подложки. Благодаря тому, что головки чтения/записи в них никогда не касаются диска, обеспечивается высокая устойчивость к вибрациям и ударным нагрузкам. В магнитооптических дисках, в отличие от магнитных, не наблюдается самопроизвольное искажение информации, что делает эти устройства пригодными для долговременного архивирования данных. Они не боятся воздействия повышенных и пониженных температур, электромагнитных излучений и загрязнений. Срок гарантированной сохранности информации не магнитооптических дисках, по разным оценкам, колеблется до 70 лет. Эти устройства вне конкуренции по вместимости - 5.25 дюймовые диски, заполненные с двух сторон, вмещают до 4.6 Gb информации. И хотя начальные затраты на приобретение магнитооптического дисковода (за счет цены дисковода) гораздо выше, чем на приобретение любого накопителя со сменным магнитным носителем, благодаря высокой емкости и относительно небольшой стоимости самих дисков стоимость хранения информации на разных носителях оказывается сравнимой.
Кроме того, в магнитооптическом накопителе запись данных осуществляется таким образом, что существенно снижается быстродействие. В отличие от накопителя типа WORM, в котором операция записи выполняется за один оборот диска, в магнитооптическом накопителе перезапись данных осуществляется за два оборота: стирание, непосредственно запись и контроль.
В некоторых 5.25-дюймовых МО-дисководах используется технология phase change (изменение фазового состояния). Эта технология позволяется считывать и записывать данные за один проход, вместо двух, что вдвое сокращает время доступа. Однако, записанные таким образом диски несовместимы с традиционными МО устройствами.
Низкое быстродействие делает эти магнитооптические накопители непригодными для применения в качестве основной внешней памяти. Это обстоятельство и высокая цена являются их главными недостатками, которые частично компенсируются приличными емкостями и нечувствительностью к магнитным полям.
Тем, кто нуждается в хранении очень больших объемов информации, компания Pinnacle Micro предлагает 4.6 Gb накопитель Apx Optical Hard Drive. Его удобно использовать, например, для производства звуковой и видеопродукции, а также для архивации. По заявлению фирмы Pinnacle, ее накопитель работает почти так же быстро, как некоторые жесткие диски.
Магнитная технология.
Технология записи информации на магнитные носители появилась сравнительно недавно - примерно в середине 20-го века (40-ые - 50-ые годы). Но уже несколько десятилетий спустя - 60-ые - 70-ые годы - это технология стала очень распространённой во всём мире.
Очень давно появилась на свет первая грампластинка, которая использовалась в качестве носителя различных звуковых данных. Сама технология записи на пластинки была довольно простой. При помощи специального аппарата в специальном мягком материале, виниле, делались засечки, ямки, полоски. И из этого получалась пластинка, которую можно было прослушать при помощи проигрывателя. Проигрыватель состоял из: механизма, вращающего пластинку вокруг своей оси, иглы и трубки.
Приводился в действие механизм, вращающий пластинку, и ставилась игла на пластинку. Игла плавно плыла по канавкам, прорубленным в пластинке, издавая при этом различные звуки - в зависимости от глубины канавки, её ширины, наклона и т.д., используя явление резонанса. А после, труба, находившаяся около самой иголки, усиливала звук, “высекаемый” иголкой.
Почти такая же система и используется в современных (и использовалась раньше тоже) устройствах считывания магнитной записи. Функции составных частей остались прежними, только поменялись сами составные части - вместо виниловых пластинок теперь используются ленты с напылённым на них сверху слоем магнитных частиц; а вместо иголки - специальное считывающее устройство. Магнитная лента состоит из полоски плотного вещества, на которую напыляется слой ферромагнетиков. Именно на этот слой “запоминается” информация. Процесс записи также похож на процесс записи на виниловые пластинки - при помощи магнитной индукционной вместо специального аппарата.
На головку подаётся ток, который приводит в действие магнит. Запись звука на плёнку происходит благодаря действию электромагнита на напыление. Магнитное поле магнита меняется в зависимости от сигнала, и благодаря этому магнитные частички (домены) начинают менять своё местоположение на поверхности плёнки в определённом порядке, в за-висимости от воздействия на них магнитного поля, создаваемого электромагнитом.
Напыляемый тонкопленочный носитель
В середине 80-х годов произошел массовый переход с относительно нестойкого оксидного покрытия магнитного материала (который наносился методом полива) на напыляемый тонкопленочный, обеспечивающий более гладкую и устойчивую к внешним воздействиям поверхность. Это позволило приблизить головки чтения/записи к магнитному слою и увеличить плотность записи. Кроме того, при использовании технологии напыления стало возможным поверх магнитного слоя наносить защитный углеродный слой, твердость которого соизмерима с твердостью алмаза.
Улучшенные смазочные материалы
Тонкопленочная технология позволила создать на поверхности дисков скользящий слой, препятствующий “залипанию” головок (кто иногда случается со старыми накопителями с оксидным покрытием). Даже в том случае, когда при остановке накопителя головки опускаются на поверхность диска, его теоретический срок службы не уменьшается.
Облегченные головки
Новые материалы и конструктивные решения позволили предохранять носитель и данные от разрушения - головки чтения/записи “парят” над поверхностью магнитного носителя на высоте в несколько микрон.
Линейный привод головки чтения/записи
Благодаря линейному сервоприводу значительно сокращается время поиска и перехода с дорожки на дорожку. Управляющий микропроцессор следит за тем, чтобы головки не выходили на рабочую поверхность до тех пор, пока шпиндельные наберет нужной скорости.
Все перечисленные инновации в сочетании с последними достижениями в области сервоприводов, методов чтения/записи, динамической коррекции ошибок и применение сверх больших интегральных схем позволили существенно улучшить характеристики накопителей на магнитных дисках.
Магнитооптические носители информации
Впервые магнитооптические (МО) диски появились в 1988 году и соединили в себе компактность гибких дисков и накопителя Bernoulli Box, скорость среднего жесткого диска, надежность стандартного компакт диска и емкость сравнимую с DAT лентами. Но широкому распространению МО дисков мешает сравнительно дорогая стоимость и конкуренция современных жестких и оптических дисков. По сравнению с современными жесткими дисками, они более медленны и уступают им по максимальным объемам хранимой информации. Это делает невозможным применение МО дисков вместо традиционных винчестеров. При этом МО диски имеют большие перспективы, как вторичные накопители, применяемые для резервного хранения информации.
МО накопитель построен на совмещении магнитного и оптического принципа хранения информации. Записывание информации производится при помощи луча лазера и магнитного поля, а считывание при помощи одного только лазера. Его активным носителем является сплав железо и кобальта с добавкой тербия (рис.1).
В процессе записи на МО диск лазерный луч нагревает определенные точки на диске, размером не более 1 мкм и с t 200-300 0 С до точки Кюри, и под воздействием температуры сопротивляемость изменению полярности, для нагретой точки, резко падает, что позволяет внешнему магнитному полю изменить полярность точки параллельно. После окончания нагрева сопротивляемость снова увеличивается, но полярность нагретой точки остается в соответствии с магнитным полем, примененным к ней в момент нагрева.
Раньше на МО накопителях для записи информации применяются два цикла: стирания и записи, поэтому они работали медленнее, чем магнитные. Вместе с этим, вскоре удалось разработать технологию модулированной интенсивности света, позволившую осуществлять запись и считывание в один проход лазерной головки, которая называется LIMDOW (Light Intensity Modulation Direct Overwrite). LIMDOW-технология была изобретена и запатентована корпорацией Nikon. Технология LIMDOW устраняет проход стирания, что дает 50% увеличение производительности. Без проверяющего прохода в обеих технологиях, LIMDOW дает 100% увеличения производительности, требуя только прохода перезаписи. Также, LIMDOW- диски имеют более долгий срок хранения информации. Суть метода состоит в том, что используется как внешнее поле смещения, так внутреннее поле, исходящее от дополнительных магнитных слоев носителя, поэтому при записи направление внешнего магнитного поля не нужно переключать, так что при записи информации, либо происходит намагничивание от внешнего поля (1), либо стирание информации благодаря влиянию дополнительных магнитных слоев (0). Считывание у магнитооптического диска идет с той же скоростью, что и у оптического диска. В процессе стирания магнитное поле имеет одинаковую полярность, соответствующую двоичным нулям. Лазерный луч нагревает последовательно весь стираемый участок и таким образом записывает на диск последовательность нулей. В цикле записи полярность магнитного поля меняется на противоположную, что соответствует двоичной единице. В этом цикле лазерный луч включается только на тех участках, которые должны содержать двоичные единицы, и оставляя участки с двоичными нулями без изменений.
В процессе чтения с МО диска используется эффект Фарадея, заключающийся в изменении плоскости поляризации отраженного лазерного луча, в зависимости от направления магнитного поля отражающего элемента. Отражающим элементом в данном случае является намагниченная при записи точка на поверхности диска, соответствующая одному биту хранимой информации. При считывании используется лазерный луч небольшой интенсивности, не приводящий к нагреву считываемого участка, таким образом, при считывании хранимая информация не разрушается.
Такой способ в отличие от обычного применяемого в оптических дисках не деформирует поверхность диска и позволяет повторную запись без дополнительного оборудования. Этот способ также имеет преимущество перед традиционной магнитной записью в плане надежности. Так как, перемагничивание участков диска возможно только под действием высокой температуры, то вероятность случайного перемагничивания очень низкая, в отличии от традиционной магнитной записи, к потери которой могут привести случайные магнитные поля.
Таким образом, можно осуществить около 10 млн. циклов стирания и последующей записи данных. Диск изготавливается из алюминиевого сплава и заключается в корпус из пластика. Не боится повышения температуры и магнитного поля. Сроки хранения огромные – десятки лет.
Механизмы МО накопителей строятся на базе механизмов обычных дисководов с небольшими конструктивными усовершенствованиями. Но они, в свою очередь, очень сильно греются во время работы. Для борьбы с перегревом на них устанавливается обдувающий вентилятор. Используя внутренний дисковод, следует по возможности пытаться устанавливать его в более просторное место, подальше от винчестеров и других накопителей. Еще один серьезный недостаток - это большое время доступа к данным
Но не все магнитооптические диски могут быть перезаписываемыми; существуют также диски с однократной записью CC WORM (Continuons Composite Write Once Read Many) и частичной записью P-ROM (Partial Read-Only Memory). Перезаписываемые диски могут полностью изменять свою информацию. Диски с однократной записью аналогичны перезаписываемым, но в момент записи на диск наносятся специальные метки, которые запрещают повторную запись. Такие диски после записи информации автоматически переходят в разряд ROM-дисков. Диски с частичной записью делятся как бы на две части: одна из них содержит постоянные данные, которые невозможно изменить, другая часть содержит перезаписываемые данные. На такие диски (в неизменяемую часть) можно инсталлировать неизменный рабочий код программы, а свои данные можно хранить в перезаписываемом секторе. Надо заметить, что это - идеальное средство защиты от любых вирусов.
Первые устройства с оптическим способом хранения информации появились достаточно давно. С тех пор мы можем наблюдать явный прогресс магнитооптической технологии, возможности которой далеко не исчерпаны. Путь, по которому происходит развитие – повышение плотности записи на диск (увеличение количества информации на единицу площади носителя). Тем самым обеспечивается совместимость новых устройств и старых носителей – несомненный плюс данной технологии. При модернизации МО-устройства или библиотеки отпадает необходимость перезаписывать информацию (количество ее носителей может исчисляться тысячами). МО – диски обладают повышенной стойкостью к таким внешним воздействиям, как электромагнитные поля, радиация, механические повреждения, высокая температура и влажность, что обеспечивает им срок жизни от 30 до 50 лет (как минимум в 6 раз больше, чем ленточных картриджей). МО-носители являются лучшим выбором для длительного хранения и транспортировки данных. Способ считывания информации с МО-диска таков, что чистки внутренних компонентов МО-привода не требуется, а это значительно снижает стоимость эксплуатации. Кроме того, в последнее время, наблюдается явная тенденция к снижению стоимости МО-устройств, что делает их приобретение все более выгодным.
Большое распространение получили библиотечные магнитооптические накопители со сменными дисками. МО-библиотеки – устройства со сменными носителями информации, поэтому они могут хранить огромный объем данных. Внутреннее строение библиотеки достаточно просто: она состоит из отсеков, в которых хранятся МО-картриджи, и механизмы смены картриджей в МО-приводах (устройствах считывания/записи). Каждый накопитель в библиотеке является отдельным SCSI(Small Computer System Interface)-устройством, подключенным к SCSI-адаптеру. Программное обеспечение для библиотек поставляется как их производителями, так и сторонними разработчиками. Оно значительно облегчает процесс настройки библиотеки и подключения ее к корпоративной сети, организацию файловой системы и управление механизмом смены носителей.
В основном, МО-библиотеки применяются для резервирования информации, и как системы структурированного управления данными HSM (Hierarchocal Storage Management). Принцип работы такой системы заключается в следующем: существуют два уровня устройств – на верхнем находятся жесткие диски, а на нижнем – МО-накопители. Системы структурированного управления применяются для удешевления хранения редко используемых файлов. Программное обеспечение позволяет объединить НЖМД и МО-приводы в единый логический диск и проводить автономную смену носителей (тем самым, сводя к минимуму необходимость в их обслуживании администратором). При смене файлf его фактического местонахождения (смена уровня устройств) его логическое положение остается прежним, а именно к нему и обращаются приложения. Современные МО-библиотеки обладают достаточно высокими техническими характеристиками. Обеспечение быстрого доступа к информации объемом до терабайта, время поиска – примерно полтора десятка миллисекунд, скорость передачи данных – несколько мегабайтов за секунду. Единственный недостаток – относительная маленькая емкость отдельного носителя – до 5,2 Гбайта (хотя в большинстве случаев этого более чем достаточно). Стандартный SCSI-интерфейс и богатство выбора программного обеспечения делают их подключение делом нескольких минут, а использование несложным.
Ниже приведены точные технические характеристики двух типичных устройств из разряда МО-библиотек.
Устройства, сделанные с применением магнитооптической технологии, обладают рядом свойств, делающих их оптимальным решением для резервации и хранения информации большой емкости. МО-библиотеки позволяют оперативно манипулировать данными, они фактически играют роль внешнего носителя с быстрым доступом к данным и низкой стоимостью хранения – 1 Мбайт информации. Технология создания МО-дисков обеспечивает их долгим сроком жизни, устойчивостью к внешним факторам воздействия и совместимостью с позже выпущенными МО-устройствами. Совокупность всех этих фактов делает МО-библиотеки оптимальным выбором для работы с большим объемом данных.
| Характеристики |
HP SureStore 320ex Optical Jukebox |
Globalstor GSL 52208 |
| Объем хранимых данных |
312,8 Гб |
208 Гб |
| Количество дисководов |
4 |
S |
| Емкость одного диска |
До 5,2Гб |
До 5,2Гб |
| Кол-во слотов для дисков |
64 |
40 |
| Средняя ск. передачи данных |
4,6 Мб/с |
3,37 Мб/с |
| Интерфейс |
SCSI-2 |
SCSI-2 |
В качестве интерфейса МО накопители оснащаются SCSI адаптерами (16 или 8 битными) драйвера диска и утилиты форматирования низкого уровня. Многие поставщики также оснащают свои изделия специальными программами для резервного копирования. Так как необходим SCSI адаптер, поэтому требуется его дополнительная установка. Эти хост-адаптеры выпускаются для установки на шину ISA или PCI и могут поставляться в комплекте с магнитооптическим дисководом или отдельно от него.
Современные накопители имеют форм-фактор 3,5 или 5,25 дюйма. Все носители и накопители стандартизированы и обладают хорошей совместимостью. Приводы с форм-фактором 5,25-дюйма используют диски объемом 650 Мбайт, 1,3, 2,6 и 5,2 Гбайт. Приводы размером 3,5-дюйма могут работать с дисками объемом 128, 230 и 640 Мбайт. В стандартах предусмотрены также 5,25-дюймовые диски на 10,4 Гбайт и 3,5-дюймовые диски на 1,3 и 2,6 Гбайт. МО-накопители выпускаются компаниями Fujitsu, Maxoptix, Olympus, Pinnacle Micro, Sony. Для большинства 5,25-дюймовых моделей скорость вращения диска равна 3000-3700 об/мин, среднее время поиска лежит в пределах от 17 до 35 мс. При этом диск имеет постоянную угловую скорость вращения (CAV), запись осуществляется на концентрические дорожки (как в винчестерах) с использованием зонного метода (ZBR). Скорость записи в LIMDOW-накопителях также 3,5-4,3 Мбайт/с и в два раза меньше — в обычных приводах. 5,25-дюймовые МО-накопители являются дорогими высокопроизводительными устройствами, ориентированными на крупных корпоративных заказчиков. В качестве интерфейса применяются различные версии SCSI. Несмотря на высокую стоимость привода, при хранении больших объемов информации удельная стоимость хранения получается весьма невысокой. Для 3,5-дюймовых МО-приводов среднее время поиска лежит в пределах от 30 до 70 мс, скорость вращения диска — от 2700 до 3600 об/мин, при этом производительность меняется от 1,8 до 3,9 Мбайт/с. Стоимость дисков зависит от объема памяти и производителя и колеблется в пределах 2$-24$. Эти устройства являются более массовыми и выпускаются с интерфейсами ATAPI, SCSI, PCMCIA и LPT. После появления LIMDOW-накопителей низкая скорость записи перестала быть проблемой, и теперь единственным препятствием к массовому распространению магнитооптики является более высокая, чем у супер-флоппи, стоимость МО-дисковода (250$-400$), хотя по стоимости носителя (7$ за 230 Мбайт, 18$ за 640 Мбайт), удельной стоимости хранения и надежности магнитооптика вне конкуренции.
В настоящее время существуют несколько форматов для форматирования МО дисков CCS (непрерывное комбинированное слежение) и SS (шаблонное слежение). Первый из форматов разрешен стандартом ANSI, а второй также и ISO. В настоящее время формат CCS более популярен и имеет большее распространение. К сожалению два эти формата несовместимы и перенос дисков из одной системы в другую невозможен.
Это не единственная проблема переносимости связанная с МО дисками. Стандартами определено два размера сектора 512 и 1024 байт. Некоторые производители смогли сделать чтение секторов любого размера, но их меньшинство. Большинство производителей поддерживают размер сектора равный 512 байтам.
Область применения
Область применения МО дисков определяется его высокими характеристиками по надежности, объему и сменяемости. МО диск необходим для задач, требующих большого дискового объема, это такие задачи, как САПР, обработка изображений звука. Однако небольшая скорость доступа к данным, не дает возможности применять МО диски для задач с критичной реактивностью систем. Поэтому применение МО дисков в таких задачах сводится к хранению на них временной или резервной информации. Для МО дисков очень выгодным использованием является резервное копирование жестких дисков или баз данных. В отличие от традиционно применяемых для этих целей стримеров, при хранении резервной информации на МО дисках, существенно увеличивается скорость восстановления данных после сбоя. Это объясняется тем, что МО диски являются устройствами с произвольным доступом, что позволяет восстанавливать только те данные, в которых обнаружился сбой. Кроме этого при таком способе восстановления нет необходимости полностью останавливать систему до полного восстановления данных. Эти достоинства в сочетании с высокой надежностью хранения информации делают применение МО дисков при резервном копировании выгодным, хотя и более дорогим по сравнению со стримерами.
Применение МО дисков, также целесообразно при работе с приватной информацией больших объемов также как и оптические диски. Легкая сменяемость дисков позволяет использовать их только во время работы, не заботясь об охране компьютера в нерабочее время, данные могут хранится в отдельном, охраняемом месте. Это же свойство делает МО диски незаменимыми в ситуации, когда необходимо перевозить большие объемы с места на место, например с работы домой и обратно.
Перспективы развития
Основные перспективы развития МО дисков связанны, прежде всего, с увеличением скорости записи данных. Медленная скорость определяется в первую очередь двухпроходным алгоритмом записи. В этом алгоритме нули и единицы пишутся за разные проходы, из-за того, что магнитное поле, задающие направление поляризации конкретных точек на диске, не может изменять свое направление достаточно быстро.
Наиболее реальная альтернатива двухпроходной записи - это технология, основанная на изменение фазового состояния. Такая система уже реализована большинством фирм производителями. Существуют еще несколько разработок в этом направлении, связанные с полимерными красителями и модуляциями магнитного поля и мощности излучения лазера.
Технология, основанная на изменении фазового состояния, основана на способности вещества переходить из кристаллического состояния в аморфное. Достаточно осветить некоторую точку на поверхности диска лучом лазера определенной мощности, как вещество в этой точке перейдет в аморфное состояние. При этом изменяется отражающая способность диска в этой точке. Запись информации происходит значительно быстрее, но при этом процессе деформируется поверхность диска, что ограничивает число циклов перезаписи.
Технология, основанная на полимерных красителях, также допускает повторную запись. При этой технологии поверхность диска покрывается двумя слоями полимеров, каждый из которых чувствителен к свету определенной частоты. Для записи используется частота, игнорируемая верхним слоем, но вызывающая реакцию в нижнем. В точке падения луча нижний слой разбухает и образует выпуклость, влияющую на отражающие свойства поверхности диска. Для стирания используется другая частота, на которую реагирует только верхний слой полимера, при реакции выпуклость сглаживается. Этот метод, как и предыдущий, имеет ограниченное число циклов записи, так как при записи происходит деформация поверхности.
В настоящие время уже разрабатывается технология позволяющая менять полярность магнитного поля на противоположную всего за несколько наносекунд. Это позволит изменять магнитное поле синхронно с поступлением данных на запись.
Уже существует технология, построенная на модуляции излучения лазера. В этой технологии дисковод работает в трех режимах - режим чтения с низкой интенсивностью, режим записи со средней интенсивностью и режим записи с высокой интенсивностью. Модуляция интенсивности лазерного луча требует более сложной структуры диска, и дополнения механизма дисковода инициализирующим магнитом, установленным перед магнитом смещения и имеющим противоположную полярность. В самом простом случае диск имеет два рабочих слоя - инициализирующий и записывающий. Инициализирующий слой сделан из такого материала, что инициализирующий магнит может изменять его полярность без дополнительного воздействия лазера. В процессе записи инициализирующий слой записывается нулями, а при воздействии лазерного луча средней интенсивности записывающий слой намагничивается инициализирующим, при воздействии луча высокой интенсивности, записывающий слой намагничивается в соответствии с полярность магнита смещения. Таким образом, запись данных может происходить за один проход, при переключении мощности лазера.
Выводы
Безусловно, МО диски перспективные и бурно развивающиеся устройства, которые могут решать назревающие проблемы с большими объемами информации. Но их дальнейшее развитие зависит не только от технологии записи на них, но и от прогресса в области других носителей информации. И если не будет изобретен более эффективный способ хранения информации, МО диски, возможно, займут доминирующие роли.
Новости компьютерного рынка
На конференции ISOM/ODS 2002, посвященной оптическим накопителям, компании Canon и Matsushita Electric Industrial представили новый формат оптических дисков. Двухдюймовый (5 см) МО диск имеет емкость 3 ГБ, что соответствует плотности записи следующего поколения DVD, однако будет работать тот же источник чтения/записи (лазер с излучением в красном спектре, числовая апертура 0,6), что и нынешние DVD. Основное предназначение нового формата - использование в видеокамерах. В настоящий момент стандарт полностью не разработан, имеются только предварительные спецификации.
Существующие на рынке МО носители и накопители
|
Рис 3. Имеющиеся в продаже МО диски |
Технические характеристики:
|
|
Рис 4. Имеющиеся в продаже МО накопители |
“Карманный” внешний МО-накопитель DynaMO 640 Pocket компании Fujitsu. габариты 23x108x43 мм, масса 400 г. Оно использует стандартный 3,5-дюймовый МО-носитель, похожий на утолщенную дискету, максимальной емкостью 640 Мб (форматированная емкость — 605 Мб), но совместимо и с более старыми дисками емкостью 540, 230 и 128 Мб. Интерфейс подключения USB1.1. Объем буферной памяти накопителя составляет 2 Мб, скорость вращения диска — 3000 об/мин, среднее время поиска — 43 мкс, внутренняя скорость передачи данных — до 3,25 Мб/с. Розничная стоимость – 230$. |
Типоразмер: 90мм
| Указаны цены: до 10 шт. от 10 шт. от 20 шт. |
|||||
| v270 |
3.5 Verbatim 128 Mb (1 сторонний, 512 байт на сектор) |
5,7 |
5,3 |
5,2 |
Verbatim |
| v17 |
3.5 Verbatim 230 Mb (1 сторонний, 512 байт/сектор) |
4,5 |
4,3 |
4,2 |
Verbatim |
| s18 |
3.5 Sony 230 Mb (1 сторонний, 512 байт на сектор) |
6,0 |
5,8 |
5,5 |
Sony |
| 21,0 |
3.5 Verbatim 540 Mb (1 сторонний, 512 байт на сектор) |
10,0 |
9,6 |
9,4 |
Verbatim |
| 24,0 |
3.5 Verbatim 640 Mb (1 сторонний, 2048 байт на сектор) |
10,0 |
9,6 |
9,4 |
Verbatim |
| 25,0 |
5.25 Verbatim 1.2Gb (2-х сторонний, 512 байт на сектор) |
19,0 |
18,0 |
17,5 |
Verbatim |
| v22 |
5.25 Verbatim 1.3Gb (2-х сторонний, 1024 байт на сектор) |
19,0 |
18,0 |
17,5 |
Verbatim |
| s23 |
5.25 Sony 1.3Gb (2-х сторонний, 1024 байт на сектор) |
21,5 |
20,0 |
19,5 |
Sony |
| v24 |
5.25 Sony 2.3Gb (2-х сторонний, 512 байт на сектор) |
42,0 |
39,5 |
39,0 |
Sony |
| t25 |
5.25 TDK 2.3Gb (2-х сторонний, 512 байт на сектор) |
35,9 |
33,9 |
33,5 |
TDK |
| 32,0 |
5.25 Verbatim 2.6Gb (2-х сторонний, 1024 байт на сектор) |
31,0 |
29,7 |
29,5 |
Verbatim |
| 33,0 |
5.25 Sony 2.6Gb (2-х сторонний, 1024 байт на сектор) |
33,0 |
32,0 |
30,5 |
Sony |
| 34,0 |
5.25 TDK 2.6Gb (2-х сторонний, 1024 байт на сектор) |
33,0 |
32,0 |
30,5 |
TDK |
| lex1430 |
8040683 5.25 MO 4X Rewritable Optical Disk, 2.6GB (2-х сторонний, 1024 байт на сектор) |
102,0 |
100,0 |
95,0 |
Lexmark |
| lex1431 |
8040685 5.25 MO 2X Rewritable Optical Disk, 1.3GB (2-х сторонний, 1024 байт на сектор) |
56,0 |
54,0 |
52,0 |
Lexmark |
| lex1432 |
8040686 5.25 MO 2X WORM Optical Disk, 1.3GB (2-х сторонний, 1024 байт на сектор, однократная запись - многократное чтение) |
68,0 |
66,0 |
65,0 |
Lexmark |
| ph1492 |
3.5 Philips 230 Mb (2x, ISO/IEC 13963, ECMA-210, 1 side, 512 byte/sector) |
4,0 |
3,7 |
3,7 |
Philips |
| ph1493 |
3.5 Philips 540 Mb (4x, ISO/IEC 15041, 1 side, 512 byte/sector) |
8,9 |
8,4 |
8,3 |
Philips |
| ph1494 |
3.5 Philips 640 Mb (4x, ISO/IEC 15041, 1 side, 2048 byte/sector) |
8,9 |
8,4 |
8,3 |
Philips |
| s1495 |
3.5 Sony 540 Mb (4x, ISO/IEC 15041, 1 side, 512 byte/sector) |
9,6 |
9,2 |
9,1 |
Sony |
| s1496 |
3.5 Sony 640 Mb (4x, ISO/IEC 15041, 1 side, 2048 byte/sector) |
9,6 |
9,2 |
9,1 |
Sony |
| v1497 |
5.25 Verbatim 600Mb (1x, 2 sides, 512 byte/sector) |
23,0 |
22,0 |
21,8 |
Verbatim |
| v1498 |
5.25 Verbatim 650Mb (1x, 2 sides, 1024 byte/sector) |
23,0 |
22,0 |
21,8 |
Verbatim |
| s1499 |
5.25 Sony 1.2Gb (Sony 2x, ISO/IEC 13549, ECMA-184, 2 sides, 512 byte/sector, 1.191Gb) |
21,0 |
20,0 |
19,8 |
Sony |
| ph1500 |
5.25 Philips 2.3Gb (4x, ISO/IEC 14517, 2 sides, 512 byte/sector, 2.314Gb) |
28,5 |
27,5 |
27,2 |
Philips |
| ph1501 |
5.25 Philips 2.6Gb (4x, ISO/IEC 14517, 2 sides, 1024 byte/sector, 2.630Gb) |
28,5 |
27,5 |
27,2 |
Philips |
| v1502 |
5.25 Verbatim 2.3Gb (4x, ISO/IEC 14517, 2 sides, 512 byte/sector, 2.314Gb) |
31,0 |
29,7 |
29,4 |
Verbatim |
| v1503 |
5.25 Verbatim 2.3Gb LIMDOW (4x, 2 sides, 512 byte/sector, 2.314Gb) |
81,9 |
78,5 |
77,7 |
Verbatim |
| v1504 |
5.25 Verbatim 2.6Gb LIMDOW (4x, 2 sides, 1024 byte/sector, 2.630Gb) |
81,9 |
78,5 |
77,7 |
Verbatim |
| mt1505 |
5.25 Mitsubishi 4.2Gb (7x, DOT Media, 2 sides, 512 byte/sector, 4.174Gb) |
99,9 |
97,5 |
96,5 |
Mitsubishi |
| mt1506 |
5.25 Mitsubishi 4.6Gb (7x, DOT Media, 2 sides, 1024 byte/sector, 4.602Gb) |
95,0 |
91,0 |
90,1 |
Mitsubishi |
| ph1507 |
5.25 Philips 4.1Gb (8x, ISO 15286, 2 sides, 512 byte/sector, 4.14Gb) |
75,0 |
70,0 |
69,3 |
Philips |
| ph1508 |
5.25 Philips 4.8Gb (8x, ISO 15286, 2 sides, 1024 byte/sector, 4.84Gb) |
75,0 |
70,0 |
69,3 |
Philips |
| ph1509 |
5.25 Philips 5.2Gb (8x, ISO 15286, 2 sides, 2048 byte/sector, 5.24Gb) |
75,0 |
70,0 |
69,3 |
Philips |
| v1510 |
5.25 Verbatim 4.1Gb (8x, ISO 15286, 2 sides, 512 byte/sector, 4.14Gb) |
109,0 |
105,0 |
104,0 |
Verbatim |
| v1511 |
5.25 Verbatim 4.8Gb (8x, ISO 15286, 2 sides, 1024 byte/sector, 4.84Gb) |
109,0 |
105,0 |
104,0 |
Verbatim |
| v1512 |
5.25 Verbatim 5.2Gb (8x, ISO 15286, 2 sides, 2048 byte/sector, 5.24Gb) |
109,0 |
105,0 |
104,0 |
Verbatim |
| mx1513 |
829501 5 Минидисков 74 мин в пластиковой коробке (-) |
11,9 |
10,9 |
10,8 |
Memorex |
| t1514 |
Минидиск 74 мин (MD-XG74EA) |
2,8 |
2,6 |
2,6 |
TDK |
| t1515 |
5 Минидисков 74 мин Cool (MD-XG74EA5, дополнительная пластиковая коробка) |
12,7 |
12,2 |
12,1 |
TDK |