2.4.3 Накопители на оптических дисках

Долгие теоретические изыскания наконец-то привели к созданию коммерческих образцов НОД, которые в настоящее время начинают внедряться в ПЭВМ, обладая чрезвычайно большой информационной емкостью. До использования их в качестве основных ВЗУ для загрузки выполняемых программ еще далеко, однако уже наметился путь к этому. Так, ультрасовременная ПЭВМ NeXT (IBM-несовместимая) одноименной компании в стандартной комплектации имеет НОД на сменных дисках вместо НМД.

Техника НОД берет начало в области методов бытовой звуковой оптической записи. Разработчиков НОД преследовали неудачи с самого начала исследований – с середины 70-х гг. Решив ряд серьезных проблем, им все-таки удалось в 1983 г . предложить работоспособные образцы НОД, но последние не получили коммерческого внедрения из-за отсутствия оптических дисков (ОД). В тот же период фирмой Matsushita был изготовлен опытный образец НОД с возможностью перезаписи. Только лишь в конце 80-х гг. «призрак» НОД стал реальностью.

Принцип работы всех существующих ныне оптических дисководов основан на использовании луча лазера для записи и чтения информации в цифровом виде. В процессе записи модулированный цифровым сигналом лазерный луч оставляет на активном слое оптического носителя след, который затем можно прочитать, направив на него луч меньшей интенсивности и проанализировав изменение характеристик отраженного луча.

По функциональному признаку НОД делятся на три категории:

1)    НОД без возможности записи (только для чтения);

2)    НОД с однократной записью и многократным чтением;

3)    НОД с возможностью перезаписи (перезаписывающие оптические дисководы).

Первая категория НОД использует технологию CD-ROM (ПЗУ на компакт-диске), которая возникла как продолжение технологии CD для цифровой записи звука. Компакт-диски, подобно грампластинкам, записываются на заводе-изготовителе и используются для распространения больших объемов информации, предназначенной только для считывания. Пользователь не имеет возможности ни стереть, ни записать информацию на таком диске.

Затем появились оптические дисководы второй категории, основанные на технологии WORM («однократная запись, многократное чтение»). На ОД в таких дисководах можно самостоятельно записывать, однако однажды записанную информацию ни стереть, ни перезаписать не удастся. Поэтому НОД данной категории удобны только для архивирования и особенно полезны в областях, где принципиально важно хранить единожды записанную информацию в неизменном виде. Кроме того, на ОД с однократной записью можно помещать ряд последовательных версий файлов с данными, причем с возможностью последующей выборки нужного варианта. Однако оптическая память при этом становится обычным расходным невосстанавливаемым материалом.

Поистине революцией явилась технология перезаписываемых ОД. НОД с возможностью перезаписи – это функциональные эквиваленты, а следовательно, и потенциальные конкуренты НМД.

В качестве носителя информации в НОД применяются жесткие диски, покрытые специальным оптическим материалом. Сами диски обычно изготавливаются из поликарбоната, хотя некоторые разработчики предпочитают использовать стекло. Существенным технологическим достижением является создание английской фирмой Imegedata цифровой бумаги, представляющий собой новый тип WORM-носителя. Она обладает достаточной гибкостью, чтобы ее можно было намотать на катушку как фотопленку. Путем резки или штамповки из такой бумаги удается получить носители различного вида – такие, как гибкие диски, ленты или карточки.

По сравнению с дисковыми оптические накопители имеют следующие характеристики:

1)    более высокое среднее время доступа, чем НЖМД, но более низкое в сравнении с НГМД (35 – 100 мс для лучших образцов);

2)    высокую стоимость, доходящую до 10 тыс. долл.;

3)    более высокую плотность записи, а следовательно емкость (благодаря возможности точной фокусировки лазерного луча);

4)    повышенные надежность и долговечность из-за отсутствия контакта носителя с головками (по сравнению с НГМД) и большим зазором между диском и головками (в сравнении с НЖМД);

5)    возможность смены ОД без специальных ухищрений.

Быстродействие НОД принципиально ограничивается необходимостью предварительного стирания информации перед записью, что сложно реализовать за один проход. Один из путей преодоления этого недостатка состоит в использовании магнитнооптического метода записи.

Соотношение характеристик НОД и НМД определяет использование первых в ближайшем будущем только в качестве дублирующих накопителей (для долговременного хранения информации без возможности загрузки программ в ОЗУ для выполнения) или вместо НГМД (в случае снижения стоимости оптических дисководов), но не взамен НЖМД.

Для примера охарактеризуем перезаписывающие НОД Tahiti I и Fiji I уже известной нам фирмы Maxtor. 133-мм оптический дисковод Tahiti I обладает средним временем доступа 43,5 мс и обеспечивает емкость 1 Гбайт.

89-мм оптический накопитель Fiji I имеет емкость 160 Мбайт и среднее время доступа 100 мс. Диски в обеих моделях съемные.

В 1991 г. IBM предложила для своих новых моделей ПЭВМ семейства PS/2 89-мм 128-Мбайт НОД с возможностью перезаписи.