Похоже, что накопителям CD-RW долго не удастся оставаться самими собой. В перспективе их заменят пишущие DVD-приводы, а в ближайшее время могут потеснить ML-RW.

Хотя никто из специалистов не сомневается, что будущее оптических носителей информации связано с DVD-технологиями, неудовлетворенность информационной вместительностью компакт-дисков стимулировала разработчиков искать более дешевые, по сравнению с DVD-форматом, способы записи.

В качестве основных направлений повышения емкости компакт-дисков рассматривались сокращение радиального расстояния между соседними направляющими канавками диска, уменьшение длины волны лазера, использование улучшенной оптики (увеличение численной апертуры), а также более совершенных алгоритмов кодирования и механизмов коррекции ошибок.

Один из способов решения проблемы был предложен компанией Calimetrics: она реализовала иной — по сравнению с использующимся в традиционных CD-носителях — принцип оптического кодирования информации, разработав на его основе новый формат записи на компакт-диски (MultiLevel Recording) и модифицированный тип соответствующих носителей (MultiLevel Optical Storage).

Изюминка - в новом способе кодирования информации

В отличие от традиционного подхода, когда информация, записываемая на компакт-диск, кодируется с помощью микроуглублений переменной длины (при этом все впадины имеют одинаковую глубину), в ML-носителях для оптического кодирования используются микровпадины различной глубины (в том числе и нулевой — в этом случае они превращаются в выступы, пики своебразной горной гряды на поверхности диска), которые вплотную примыкают друг к другу, образуя канавку переменного профиля (см. рисунок).

Основа ML-технологии — использование нового типа кодирования, так называемой «модуляции глубиной микроуглублений» (Pit Depth Modulation — PDM), 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. В результате плотность записи на единицу длины носителя по сравнению с традиционным компакт-диском увеличивается втрое; в результате объем хранимой информации, а также скорость ее передачи при чтении и записи возросли также в три раза (при одинаковой скорости вращения шпинделя привода).

Особенно удобно, что ML-технология не требует существенной модернизации как самого носителя, так и накопителя (а следовательно, и оборудования для их производства). Применение PDM-кодирования предполагает лишь модификацию процессов обработки сигнала (кодирование, коррекция ошибок, фильтрация). Все необходимые изменения были реализованы в специальной микросхеме, встраиваемой в дисковод. При этом механическая и оптическая части накопителя для ML-дисков не отличаются от тех, что используются в устройствах записи дисков CD-R и CD-RW, а значит, сохраняется возможность применения традиционных компакт-дисков для записи и воспроизведения в дисководах нового типа. Носители ML-R и ML-RW содержат специальную идентификационную информацию, благодаря которой они правильно распознаются устройствами записи.

Долгая дорога к новому формату

Идеи, лежащие в основе PDM, были высказаны специалистами в области хранения данных по крайней мере в начале 1980-х. Однако до недавнего времени интерес к их реализации в виде коммерческого продукта отсутствовал, поскольку предполагалось, что для этого потребуется новое оборудование, а кроме того, усложнится и сама технология производства компакт-дисков.

Чтобы вернуть проект к жизни, компания Calimetrics первым делом проверила возможность использования существующих в отрасли производственных мощностей для выпуска модифицированных с помощью ML-технологии компакт-дисков. С помощью имеющегося оборудования специалистам компании удалось создать матрицы для тиражирования ML-носителей и, проведя исследование принятой в отрасли процедуры инжекционного литья поликарбоната, доказать возможность производства 120-мм дисков CD-ROM со стандартным расстоянием между соседними дорожками, но меняющейся глубиной микровпадин. Кроме того, была подтверждена чувствительность к PDM обычных головок, используемых для чтения однократно (CD-R) и многократно записываемых (CD-RW) компакт-дисков. После подобной верификации компания Calimetrics сосредоточила свои усилия на разработке систем для записи и воспроизведения информации с однократно записываемых (ML-R) и перезаписываемых (ML-RW) компакт-дисков.

С целью доведения ML-технологии до коммерческой реализации осенью 2000 г. было объявлено о создании «ML-альянса». Помимо основного разработчика этой технологии — Calimetrics — в него вошли компании TDK и Mitsubishi Chemical (сотрудничавшие с Calimetrics в работе по внедрению новых оптических носителей), а также Plextor - один из ведущих производителей высокоскоростных дисководов для записи оптических дисков. Позднее поддержку ML-формату оказали компании Sanyo Semiconductor - крупнейший изготовитель управляющих микросхем, используемых в накопителях CD-RW различных моделей, - Panasonic и Yamaha.

В январе текущего 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 — на ML-носители емкостью 2 Гбайт. В режиме работы с ML-дисками устройство обладает характеристиками 36X/24X/40X (перечислены скорости записи/перезаписи/чтения), позволяя, в частности, архивировать данные объемом 2 Гбайт менее чем за 6 мин. Встраиваемая версия, оснащенная интерфейсом ATAPI, совместима с операционной системой Windows XP.

Цена нового накопителя будет немного превышать стоимость устройства записи на традиционные компакт-диски: на момент появления на массовом рынке (по расчетам TDK, это произойдет во втором квартале текущего года) она составит 199 долл. Предполагается, что этот накопитель будет реализовываться не только через розничную сеть, но и в виде OEM-продукта. Одновременно с началом его поставок появятся в продаже и 2-Гбайт диски ML-R и ML-RW, стоимость которых составит соответственно 1,99 и 2,99 долл.

Хотя записываемые DVD-диски обладают по сравнению с ML-носителями более чем вдвое большей емкостью, у последних примерно в два раза выше скорость записи дисковода. Поэтому для многих пользователей ПК, чувствительных к стоимостным параметрам, соотношение цены и производительности комбинированного дисковода ML CD-RW (а также ML-дисков) делает его привлекательной альтернативой иным устройствам для резервирования и архивирования информации.

Перспективы...

Разработчики ML-формата не рассматривают его как замену технологии записываемых DVD-дисков. Выпуская все виды оптических носителей и устройств для их записи и чтения (CD-, ML- и DVD-форматы), компания TDK считает их не конкурирующими, а дополняющими друг друга (табл. 1). По мнению специалистов TDK, ML-формат представляет собой своеобразный мост в «эпоху недорогих записываемых DVD». Они полагают, что 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.

Помимо стандартных 120-мм дисков, TDK планирует также выпускать носители диаметром 80 мм (емкостью 650 Мбайт) и 60 мм (200 Мбайт). При этом диски первого типа предполагается использовать для цифровых видео- и фотокамер, а второго — для портативных цифровых аудиоплееров. По мнению разработчиков, реализация всех перечисленных идей позволит повысить ценность капиталовложений в ML-технологию и инфраструктуру производства компакт-дисков.

В ближайшее время эту технологию, вероятно, используют и для расширения возможностей DVD-формата. Более того, специалисты считают, что технологию MultiLevel Recording в конце концов применят как раз и на DVD. А кроме того, она повысит эффективность перспективных версий оптических носителей, запись информации на которые будет производиться с помощью более совершенной оптики и лазеров с меньшей длиной волны. Например, голубой лазер и новая оптика позволяют 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 г. емкость перезаписываемых DVD-дисков (DVD+RW и DVD-RW) составит 50 Гбайт, скорость передачи данных — 100 Мбит/с, а дисков, «обогащенных» ML-технологией, — соответственно 250 Гбайт и до 200 Мбит/с.

... и альтернативы

Реализованная компанией Calimetrics технология не является единственным вариантом увеличения емкости компакт-дисков. Еще в середине 90-х годов Sony и Philips предложили формат High Density CD (компакт-диски высокой плотности), затем переименованный в MultiMedia CD (мультимедийные компакт-диски), поскольку к тому времени фирма Pacific Microsonics уже наладила выпуск высококачественных аудиодисков с аналогичной аббревиатурой — HDCD (High Definition CD). Однако, вероятно по маркетинговым соображениям, практическая реализация технологии High Density CD в то время была отложена.

Известны и другие попытки увеличения емкости CD-дисков. Например, совместный проект компаний Time Warner и Toshiba, получивший название Super Density CD; предложенный фирмой Optical Disc Corporation в 1993 г. формат High Density CD, а также разработанный в 1994 г. компанией Nimbus Technology and Engineering формат Double-Density CD.

Одно из последних предложений более емких компакт-дисков относится к середине 2000 г., когда Sony объявила о планах разработки, совместно с Royal Philips Electronics, новых оптических носителей емкостью 1,3 Гбайт. Этот проект получил рабочее название Double Density CD-ROM/-R/-RW (DDCD — компакт-диски двойной емкости). Предполагалось, что к сентябрю того же года создание нового формата оптических носителей будет завершено, и компании начнут выдачу лицензий на использование технологии третьим фирмам.

Формула удвоения

Philips и Sony описали спецификации DDCD в выпущенном в 2000 г. документе, известном под условным названием Purple Book («Пурпурная книга»). Положенные в основу формата DDCD базовые параметры совпадают с теми, что определены в стандартах на традиционные компакт-диски: CD Read Only (ROM), Recordable (R) и ReWritable (RW).

Благодаря такому подходу для выпуска DDCD-носителей можно задействовать существующие производственные мощности и используемые на них технологии. Но для достижения большей емкости у носителей формата DDCD разработчики внесли в существующие CD-форматы некоторые изменения (табл. 2).

Так, в соответствии с Purple Book для двукратного увеличения информационной емкости диска (с 650 Мбайт до 1,3 Гбайт) были уменьшены радиальное расстояние между соседними дорожками на компакт-диске (с 1,6 мкм до 1,1 мкм) и минимальный размер микроуглубления (с 0,833 мкм до 0,623 мкм). Кроме того, была произведена адаптация форматов файловой системы, описанной в стандарте ISO 9660, выбрана новая схема коррекции ошибок (известная как CIRC7 — модифицированный перекрестный перемежающийся код Рида—Соломона) и использован расширенный адресный шаблон (ATIP).

Все внесенные модификации привели к тому, что DDCD-диски не могут быть совместимы с имеющимися на рынке воспроизводящими устройствами. Правда, по утверждениям разработчиков, добавление поддержки DDCD-технологии в существующие устройства чтения и записи традиционных CD-дисков может быть выполнено с минимальными затратами. При этом, подобно ML-технологии, решение Sony—Philips рассматривалось в качестве промежуточного (как для потребителей, так и для компаний-производителей), способного обеспечить постепенную миграцию на DVD-технологию, темпы которой оказались ниже, чем ожидалось. Предполагалось, что в дальнейшем DDCD-формат будет дополнен средствами защиты авторских прав для предотвращения возможности несанкционированного копирования находящейся на дисках информации.

Расчеты и просчеты

Sony намеревалась начать массовое производство комбинированных накопителей, которые смогли бы читать CD-носители любого типа, записывать информацию на диски CD-R, перезаписывать данные на CD-RW и выполнять все три операции (чтение, запись и перезапись) с дисками стандарта DDCD. И действительно, весной прошлого года компания начала продажу таких накопителей и дисков для них в Японии, Северной Америке и Европе. Выпущенное Sony устройство CRX-200E-RP (рекомендованная розничная цена — 249 долл.), имеющее ATAPI-интерфейс, предназначалось для сегмента устройств верхнего уровня. По ее расчетам, новый продукт должен был занять 5% мирового рынка подобных изделий, объем которого оценивается Sony примерно в 17 млн. штук. Компания также выпустила соответствующие носители — однократно записываемый диск CDQ-13G1 (рекомендованная розничная цена — 1,99 долл.) и перезаписываемый диск CD-RW13G1 (2,99 долл.). При этом новый накопитель CRX-200E-RP допускает запись информации с 12-кратной скоростью на диски DD-R и CD-R, перезапись с 8-кратной скоростью на диски DD-RW и CD-RW и чтение информации с любых видов CD- и DDCD-носителей (максимальная скорость чтения — 32X).

В Sony считали, что оптические диски нового формата DDCD вряд ли столкнутся с серьезной конкуренцией со стороны других носителей, имеющих подобную емкость. Так, хотя выпускаемые компанией Iomega накопители Jaz стоят примерно столько же, сколько и накопитель CRX-200E-RP, цена новых DDCD-носителей намного ниже той, по которой продаются Jaz-диски емкостью 2 Гбайт (в среднем 70 долл.). Устройство CRX-200E-RP также дешевле накопителя, рассчитанного на применение магнитооптических дисков емкостью 1,3 Гбайт, не говоря уже об оборудовании, предназначенном для чтения и записи DVD-носителей, правда имеющих существенно более высокую емкость.

Однако, несмотря на прогнозы Sony, работающие на рынке оптических технологий компании-производители не спешили оказать поддержку новому формату, решив вначале понаблюдать за реакцией пользователей. А она, как ни печально, оптимизма не внушала. В результате Sony отказалась от дальнейших планов продвижения технологии DDCD, признав, что допустила просчет. К сожалению, ситуация с этим форматом напомнила еще об одной ошибке компании. Не так давно она пыталась вдохнуть новую жизнь в 3,5-дюймовые дисководы, предложив решение, повышающее емкость их носителей до 200 Мбайт. Но оно также оказалось не востребованным рынком.

Что же будет?

Вероятно, судьба накопителей и носителей ML-RW с технологией ML, примененной к CD-RW, зависит исключительно от темпов развития DVD. Если производители пишущих дисководов DVD будут все так же «раскачиваться», предпочитая собирать прибыль за счет продажи небольшого числа относительно дорогих устройств, а не действительно массового производства, то ML имеет все шансы добраться в наши дисководы в виде модифицированных CD-RW. В противном случае ее существование будет зависеть от того, насколько удачным окажется симбиоз ML и технологий записи DVD.

1041