Технология Multilevel Recording вышла на стадию коммерческой реализации
|
| Неудовлетворенность вместительностью компакт-дисков побуждает искать более дешевые — по сравнению с DVD-форматом — способы совершенствования оптических носителей |
Как показывают опросы, пользователей смущает наличие различных несовместимых форматов записываемых DVD-дисков, а кроме того, весьма высокие цены как самих носителей, так и соответствующих устройств записи. В частности, диск CD-R в настоящее время стоит примерно четверть доллара, а примерно всемеро более емкий носитель DVD-R — 8-10 долл.
Поэтому эксперты ожидают, что в ближайшие годы сохранится повышенный спрос на однократно записываемые и перезаписываемые компакт-диски, и, соответственно, объемы их поставок на мировой рынок останутся высокими. Так, по прогнозу специалистов компании STEAG — одного из ведущих производителей оборудования для выпуска оптических носителей, в нынешнем году в мире будет произведено не менее 8 млрд. дисков CD-R.
А по оценке представителей компании Calimetrics, специализирующейся на оптических технологиях хранения информации, ежегодный объем продажи записываемых CD-носителей превысил 2 млрд. штук.
Но все же у специалистов нет сомнений: будущее — за DVD-технологиями. И лидеры мирового рынка оптических дисков постепенно смещают акценты именно в этом направлении. К примеру, наблюдавшееся в последние годы существенное снижение цен на записываемые компакт-диски, и в первую очередь на CD-R (а значит, и коммерческий интерес к их производству), а также необходимость инвестиций в разработку и совершенствование новых технологий, по-видимому, побудили компании Mitsubishi Chemical (известную своей торговой маркой Verbatim) и TDK, не отказываясь от поставок дисков CD-R, продать часть своих мощностей тайваньской компании CMC Magnetic — одному из ведущих производителей оптических носителей — и разместить у нее свои заказы (речь, в частности, идет о поставке 20 млн. дисков TDK). Имеющиеся в распоряжении CMC производственные линии позволяют ежемесячно выпускать от 120 до 130 млн. записываемых CD-носителей.
Технология «многоуровневой записи»
Неудовлетворенность вместительностью компакт-дисков побуждала искать более дешевые — по сравнению с DVD-форматом — способы совершенствования оптических носителей. В качестве основных путей повышения емкости компакт-дисков рассматривались сокращение радиального расстояния между соседними направляющими канавками диска, уменьшение длины волны лазера, использование улучшенной оптики (увеличение численной апертуры) и более совершенных алгоритмов кодирования и механизмов коррекции ошибок. Так, компаниями Sony и Philips был разработан компакт-диск с удвоенной плотностью записи.
Однако компания Calimetrics реализовала иной принцип оптического кодирования информации, создав новый формат записи на компакт-диски (Multilevel Recording) и модифицированный тип этих носителей (Multilevel Optical Storage).
При традиционном подходе информация, записываемая на компакт-диск, кодируется с помощью микроуглублений и выступов переменной длины (при этом все впадины имеют одинаковую глубину). В отличие от этого в ML-носителях для оптического кодирования используются микровпадины различной глубины (в том числе и нулевой — в этом случае они превращаются в выступы), которые вплотную примыкают друг к другу, образуя канавку переменного профиля (см. рисунок).
Основа ML-технологии — использование нового типа кодирования, так называемой «модуляции по глубине микроуглублений» (Pit Depth Modulation — PDM), с помощью шкалы яркости: восемь различных градаций коэффициента отражения, каждая из которых соответствует определенной глубине микровпадины (размером 600 нм), позволяют хранить в одной такой «ячейке» три бита информации.
Плотность записи на единицу длины носителя по сравнению с традиционным компакт-диском увеличивается втрое, а это означает, что объем хранимой информации, а также скорость ее передачи при чтении и записи (при неизменной скорости вращения шпинделя привода) возрастают тоже втрое.
Особенность ML-технологии заключается в отсутствии необходимости существенно изменять как сам носитель, так и устройства (а также процессы их производства). Применение PDM-кодирования вызвало лишь необходимость модификации процессов обработки сигнала (кодирование, коррекция ошибок, фильтрация). Все нужные изменения были реализованы в специальной микросхеме, встраиваемой в дисковод. Механическая и оптическая части накопителя для ML-дисков не отличаются от тех, что используются в устройствах записи дисков CD-R и CD-RW, поэтому можно по-прежнему применять традиционные компакт-диски для записи и воспроизведения в дисководах нового типа.
Носители ML-R и ML-RW содержат специальную идентификационную информацию, благодаря которой правильно распознаются устройствами записи.
Не отбрасывая старое
Идеи, лежащие в основе PDM, были высказаны специалистами по крайней мере в начале 80-х. Однако до недавнего времени интерес к реализации на их основе коммерческого продукта отсутствовал, поскольку предполагалось, что для этого потребуется новое оборудование, а кроме того, усложнится и сама технология производства компакт-дисков.
По этой причине одним из первых шагов Calimetrics в реализации концепции PDM стал поиск возможности использовать уже существующие производственные мощности, чтобы выпускать модифицированные с помощью ML-технологии компакт-диски.
На стандартном оборудовании для мастеринга компакт-дисков специалисты компании смогли создать матрицы для тиражирования ML-носителей, а используя уже отлаженный процесс инжекционного литья поликарбоната, смогли начать производство 120-миллиметровых дисков CD-ROM со стандартным расстоянием между соседними дорожками, но меняющейся глубиной микровпадин. Кроме того, была подтверждена чувствительность к PDM стандартных головок для чтения однократно (CD-R) и многократно записываемых (CD-RW) компакт-дисков.
Затем компания Calimetrics сосредоточила свои усилия на разработке систем для записи и воспроизведения информации на однократно записываемых (ML-R) и перезаписываемых (ML-RW) компакт-дисках.
От концепции — к готовой продукции
Как известно, готовое изделие от идеи нередко отделяет «дистанция огромного размера». Для коммерческой реализации ML-технологии компании Calimetrics потребовалось как техническое содействие, так и немалая финансовая помощь.
В августе 1999 года было заключено лицензионное соглашение между Calimetrics и Texas Instruments для совместного проектирования и производства интегральных схем, реализующих возможности ML-технологии.
30 октября 2000 года было объявлено о создании «ML-альянса», целью которого стала коммерческая реализация технологии MultiLevel Recording. Помимо основного разработчика этой технологии — Calimetrics — в альянс вошли компании TDK, Mitsubishi Chemical (сотрудничавшие с Calimetrics в создании новых оптических носителей), а также Plextor (один из ведущих производителей высокопроизводительных дисководов для записи оптических дисков). Позднее поддержку оказали компании Sanyo Semiconductor (крупнейший производитель управляющих микросхем, используемых в накопителях CD-RW большого числа производителей), Panasonic и Yamaha.
В прошедшем году ML-технология неоднократно представлялась на различных выставках и конференциях. Так, на проходившей в июле в Токио выставке InterOpto 2001 компания TDK продемонстрировала свой новый носитель — однократно записываемый диск ML-R и сообщила о том, что его массовый выпуск начнется еще до завершения 2001 финансового года.
А 8 января наступившего года TDK представила комбинированное устройство ML CD-RW, которое позволяет записывать не только на привычные диски CD-R или CD-RW, но и — благодаря наличию специальной микросхемы для чтения и записи информации — на ML-носители емкостью 2 Гбайт. Новый накопитель будет немного дороже, чем устройство записи на традиционные компакт-диски: к моменту появления на массовом рынке (по расчетам TDK, это произойдет во втором квартале текущего года) цена составит 199 долл. Предполагается, что новый накопитель будет продаваться не только через розничную сеть, но и в виде OEM-продукта.
В режиме работы с ML-дисками устройство обладает характеристиками 36X/24X/40X (перечислены скорости записи/перезаписи/чтения), в частности, имеется возможность архивировать данные объемом 2 Гбайт менее чем за шесть минут. Встраиваемая версия устройства, оснащенная интерфейсом ATAPI, совместима с операционной системой Windows XP.
Одновременно с началом поставок накопителя начнется продажа и двухгигабайтных дисков ML-R и ML-RW по цене соответственно 1,99 и 2,99 долл.
Хотя записываемые DVD-диски обладают по сравнению с ML-дисками в два с лишним раза большей емкостью, в ML-режиме дисковод записывает информацию примерно вдвое быстрее, чем устройства записи на DVD-носители. Поэтому соотношение цены и производительности комбинированного дисковода ML CD-RW (а также ML-дисков) делают его привлекательным для резервирования и архивирования информации.
Будущее ML-технологии
Разработчики ML-формата не рассматривают его как замену технологии записываемых DVD-дисков. Выпуская все виды оптических носителей и устройств для их записи и чтения (форматы CD, ML и DVD), в компании TDK считают их не конкурирующими, а дополняющими друг друга. По мнению специалистов TDK, ML-формат представляет собой своеобразный мост в «эпоху недорогих записываемых DVD». Они полагают, что в ближайшие годы ожидается громадный спрос на более емкие — по сравнению с имеющимися — компакт-диски.
ML-технология способна продлить популярность компакт-дисков еще на несколько лет, а кроме того, ее внедрение приведет к дополнительному расширению рынка и традиционных CD-носителей. Предполагается, в частности, что комбинированные устройства записи на диски CD и ML способны заменить в стандартном компьютере сразу несколько устройств хранения информации: флоппи-дисководы, ленточные накопители, приводы для дисков CD-ROM и DVD-ROM. При этом более емкие и производительные ML-диски будут широко применяться для резервирования и архивирования содержимого жестких дисков ПК.
В ближайшем будущем ML-технология, вероятно, сможет быть использована и для расширения возможностей DVD-формата. Более того, специалисты считают, что MultiLevel Recording, в конце концов, как раз и будет объединена с DVD-платформой. Эта технология повысит также эффективность и перспективных версий оптических носителей, для записи информации на которые будет использоваться усовершенствованная оптика и более коротковолновые лазеры.
Использование «голубого лазера» и новой оптики, например, позволяет добиться для стандартных DVD-носителей емкости от 10 до 50 Гбайт. При этом ML-технология сможет дополнительно увеличить их емкость и скорость передачи данных по крайней мере вдвое.
По оценкам Calimetrics, к 2006 году емкость перезаписываемых DVD-дисков (DVD+RW и DVD-RW) достигнет 50 Гбайт при скорости передачи данных 100 Мбит/с; диски же, «обогащенные» ML-технологией, будут иметь емкость 250 Гбайт и скорость записи до 200 Мбит/с.
Помимо стандартных 120-миллиметровых дисков, TDK планирует также выпускать 80-миллиметровые (емкостью 650 Мбайт) и 60-миллиметровые (200 Мбайт) носители. При этом диски первого типа предполагается использовать для цифровых видео- и фотокамер, а носители второго типа — для портативных цифровых аудиоплейеров. По мнению разработчиков ML-технологии, реализация всех перечисленных идей позволит повысить эффективность капиталовложений в технологию и инфраструктуру производства компакт-дисков.
Что нового в ML-технологии
Основа ML-технологии — использование нового типа кодирования, так называемой «модуляции по глубине микроуглублений», с помощью шкалы яркости: восемь различных градаций коэффициента отражения, каждая из которых соответствует определенной глубине микровпадины, позволяют хранить в одной такой «ячейке» три бита информации.
