Великолепная оптика

Оптические диски обладают большой емкостью, низкой стоимостью носителя и высокой степенью надежности.

В эпоху цифровой печати и мультимедиа ничего не стоит еще до обеда заполнить 1 или 2 Гбайта на жестком диске; к счастью, развитие сменной дисковой памяти не стоит на месте. Если всего десять лет назад техническим достижением в области разработки сменной памяти считался гибкий диск емкостью 1,44 Мбайта, то современные возможности расширились до 4,6 Гбайт на одном сменном оптическом картридже. Несмотря на усиливающуюся конкуренцию со стороны магнитных накопителей, накопители, основанные на лазерной "оптической" технологии, все еще удерживают лидерство по емкости памяти, надежности хранения данных, стоимости картриджей и стандартизации.

Оптические и магнитные: за и против

Без сомнения, магнитные накопители, основанные на традиционной для жестких дисков технологии Winchester, быстрее оптических устройств. Популярные модели Zip и Jaz компании Iomega, EZ135 и SyJet компании SyQuest читают и пишут данные на магнитную пленку, покрывающую диски, которые вращаются внутри картриджей. Среднее время доступа, составляющее примерно 12 мсек, обеспечивает быстродействие, сравнимое с быстродействием жестких дисков, считавшихся "быстрыми" год или два назад. Значения этого показателя гораздо меньше, чем у большинства оптических накопителей, для которых среднее время доступа обычно колеблется в диапазоне от 25 до 100 мсек. Если вы собираетесь устанавливать и запускать приложения непосредственно со съемного картриджа, лучше всего остановить свой выбор на магнитных накопителях.

Но даже если вы большой любитель высоких скоростей, все же быстродействие - не единственный фактор, который следует учитывать при выборе накопителя. Если вы стремитесь к максимальной емкости картриджа, то нужен оптический накопитель: имеющийся на рынке магнитный накопитель с наибольшей емкостью (SyJet на 1,3 Гбайта) никак нельзя сравнивать со ставшим уже обыденным явлением магнитооптическими (МО) накопителями емкостью 2,6 Гбайт, не говоря уже об Арех с памятью 4,6 Гбайта компании Pinnacle Micro. Кроме того, стоит подумать о надежности сохраняемых данных. Как и в случае с гибкими дисками, случайные магнитные поля могут мгновенно разрушить данные, хранящиеся на картриджах, которые выполнены по технологии Winchester. В оптических накопителях такой проблемы не существует, поэтому они гораздо больше подходят для длительного хранения данных. Кроме того, несмотря на наличие противоударной защиты, при резких толчках в магнитных накопителях могут повредиться головки чтения-записи, оптические же устройства гораздо более устойчивы к ударам. Следует помнить, что накопители, выполненные по технологии Winchester, выпускаются на основе нескольких промышленных стандартов, тогда как оптические накопители хорошо согласуются со спецификацией ISO. (Вы не сможете прочитать картридж SyQuest в накопителе Iomega Zip, более того, картридж SyQuest EZ- 135 невозможно прочитать в накопителе SyQuest SyJet, а вот большинство оптических картриджей на 1,3 Гбайта читается почти во всех оптических накопителях аналогичной емкости независимо от их производителей.)

В заключение можно отметить, что, хотя оптические накопители, как правило, дороже магнитных, их стоимость в пересчете на 1 Мбайт памяти немного меньше стоимости магнитных носителей, так что с увеличением числа используемых картриджей растет экономия от приобретения оптических накопителей. Чем больше работ по интенсивному копированию данных на сменных носителях выполняют организации типа издательств, дизайн-студий и репроцентров, тем более им необходим надежный, стандартизованный, имеющий низкую стоимость хранения 1 Мбайт памяти носитель с достаточной емкостью памяти, позволяющий хранить всю необходимую информацию на одном диске. В этом случае оптические накопители как раз и проявляют себя с лучшей стороны.

Как работают оптические накопители

Стремясь достичь такой же высокой емкости, как у CD-ROM (как правило, 650 Мбайт на диск), производители разработали допускающие перезапись оптические накопители и носители, основанные на магнитооптической технологии. Для выборочного изменения полярности специального сплава, покрывающего поверхность оптического диска, используется взаимодействие лазера высокой мощности и магнитных импульсов. Чтобы записать данные, лазер при первом проходе нагревает участок сплава до точки плавления и дает ему остыть, по существу стирая записанные ранее данные и заменяя их цифровыми нулями. При втором проходе лазер нагревает носитель там, где должна записываться единица. Одновременно специальная головка записи воздействует на расплавленную зону магнитным импульсом и изменяет молекулярную ориентацию (полярность) зоны сплава после остывания. При чтении данных луч лазера малой мощности отражается от сплава записывающего слоя и попадает в фотосенсор, фиксирующий разность характеристик светового луча при отражении от зон, магнитная поляризация которых соответствует "1", и зон с естественной, отображающей "0" поляризацией.

Как раз из-за двухпроходной процедуры, при которой собственно записи предшествует шаг стирания старых данных, почти все магнитооптические накопители читают намного быстрее, чем записывают. Отрадное исключение из этого ряда составляют накопители OD172 компании Hitachi и Арех 4,6 компании Pinnacle Micro, использующие однопроходную технологию записи.

Компании Panasonic, Toray, Toshiba и другие совершенствуют чисто оптическую однопроходную технологию перезаписи без использования магнитных импульсов, получившую название Phase-Change Rewritable (PCR, перезапись с изменением фазы). Вместо создания "нулевого разряда" мощный лазер нагревает участок поверхности диска, оставляя его в кристаллическом состоянии. Для записи единицы импульс средней мощности переводит сплав в аморфную некристаллическую форму. Таким образом, пропадает необходимость в специальном проходе для стирания данных. При чтении луч лазера малой мощности, попадая на сплав, по-разному отражается от его кристаллических и аморфных участков, и эти различия отраженного света фиксируются.

Четыре вида оптических устройств

Хотя новые поколения сменных оптических накопителей находятся в стадии разработки, уже сегодня на рынке можно найти четыре основные разновидности оптических дисковых устройств с перезаписью данных: 3,5-дюймовые МО накопители (емкость 230 Мбайт); 5,25-дюймовые МО накопители (1,3 Гбайт, 2,6 Гбайт или 4,6 Гбайт); Phase Change Rewritable накопители (1,5 Гбайт) и накопители Phase-Change Dual (PD, двойные с изменением фазы), представляющие собой фактически два устройства - оптический накопитель емкостью 650 Мбайт и CD-ROM на 680 Мбайт (см. раздел "Выбор оптических устройств").

Среди широкого круга поставщиков оптических накопителей есть, во-первых, непосредственные производители, во-вторых, те, кто распространяет чужую продукцию под собственными торговыми марками в рамках ОЕМ-соглашений, а в-третьих, компании, которые приобретают готовые устройства, укомплектовывают их своими драйверами, блоками питания, RAM, программными и аппаратными средствами компрессии данных, пытаясь таким образом создать конкурентоспособный продукт. Вместо длинного перечня всех продуктов и их характеристик мы решили представить таблицу, в которой приведены цены и основные показатели производительности вышеперечисленных четырех, имеющихся на рынке, типов накопителей. С ее помощью можно провести сравнительный анализ всех доступных МО систем. Об отдельных накопителях с наиболее удачными характеристиками можно узнать в разделе "Выбор оптических устройств".

Приобретая накопитель, большинство покупателей, прежде всего, обращают внимание на цену. К счастью для потребителей, рынок находится в состоянии активной войны цен. За то время пока вы читаете эту статью, цены успели еще понизиться. Безусловно, за более быстрый диск придется заплатить дороже. Можно заплатить и за дополнительные возможности скажем, за аппаратуру или за специализированное программное обеспечение для сжатия данных. Такие приобретения значительно облегчат вам жизнь, если, конечно, они хорошо спроектированы. Не допустите ошибки, руководствуясь при покупке накопителя только его низкой ценой: вы можете потратить уйму времени, пытаясь установить его драйвер. Убедитесь, однако, что вы действительно платите за дополнительные возможности, а не просто за известную марку (brand name). При одинаковых характеристиках лучше выбрать неизвестную марку; скорее всего, это точно такой же накопитель, помещенный в малоизвестный корпус.

Максимальная емкость носителя издавна считается сильной стороной оптических накопителей: если надо разместить на одном сменном картридже 2 Гбайта данных, трудно придумать что-то лучшее. С другой стороны, поставщики зачастую стараются не упоминать о том, что перезаписываемые оптические накопители одновременно могут читать только одну сторону диска, хотя у накопителей PCR вскоре могут появиться двойные головки, которые будут читать одновременно обе стороны. Сейчас, однако, ограничение на число одновременно обрабатываемых сторон приводит к тому, что на накопителе 2,6 Гбайт в каждый момент времени можно читать или записывать только 1,3 Гбайт данных; чтобы получить доступ к остальным 1,3 Гбайт памяти, надо вынуть диск, перевернуть его и вставить другой стороной, что его делает больше похожим на два разных диска. В настоящее время все накопители основанные на технологии Winchester одновременно читают обе стороны носителя, вследствие чего SyJet емкостью 1,3 Гбайт имеет преимущества перед МО накопителем емкостью 2,6 Гбайт. По этой причине в таблицу включена строка "емкость одной стороны". (Обратите внимание, что 3,5-дюймовый МО носитель и носитель PD - односторонние.)

Еще один момент, о котором не следует забывать: носитель для МО накопителей выпускается в двух модификациях. Например, накопитель емкостью 1,3 Гбайт может использовать либо картридж на 1,3 Гбайт, либо вариант, рассчитанный на 1,2 Гбайт, а накопитель 2,6 Гбайт работает с носителями 2,6 или 2,3 Гбайт. В каждом классе носитель большей емкости разбивается на крупные сектора по 1024 байт, а в носителях меньшей емкости используются сектора по 512 байт. (Секторы можно представить в виде цифровых отделений носителя, в которых устройство и операционная система размещают файлы, предназначенные для запоминания). Например, файл размером 24 байт займет целый сектор, за счет чего теряются 1000 байт 1024-байтового сектора. Поэтому при запоминании множества небольших файлов реально может статься, что вы запомните больше данных на носителе меньшей емкости, разбитом на более мелкие сектора.

Что касается цен на носители, известно, что картриджи меньшей емкости дешевле, но в них 1 Мбайт памяти стоит обычно дороже, чем в высокоемких картриджах. Средняя цена картриджа емкостью 230 Мбайт составляет 12 центов за 1 Мбайт, а картриджи емкостью 2,6 Гбайт в среднем стоят по 3 цента за 1 Мбайт. Цены на оптические носители быстро снижаются. С января по март, например, цена за один картридж емкостью 2,6 Гбайт упала примерно со 100 до 85 долл.

Показатели быстродействия

В отличие от поставщиков жестких дисков, среди поставщиков оптической памяти гораздо меньше согласованности в вопросах определения таких показателей быстродействия, как, скажем, время поиска и доступа, из-за чего может возникнуть некоторая путаница в терминах. Поскольку диски собраны в концентрические дорожки и каждая дорожка имеет несколько секторов, при поиске данных головка чтения/записи сначала должна переместиться к нужной дорожке, а потом найти сектор с искомыми данными. Параметр, определяемый термином "поиск", свидетельствует о том, как долго головка чтения/записи перемещается к указанной дорожке; среднее время поиска обычно означает время, необходимое для перемещения через одну треть поверхности диска - принятый эквивалент среднего времени случайных поисков. С другой стороны, "время доступа" определяет время, необходимое накопителю на поиск не только нужной дорожки, но и нужного сектора. Это значит, что в него входит и время поиска и время ожидания того момента, когда диск повернется так, чтобы нужный сектор оказался непосредственно под головкой. Отсюда большое значение приобретает скорость вращения диска.

Большинство поставщиков магнитных накопителей охотно сообщают среднее время доступа своих устройств, но поставщики CD-ROM и перезаписываемых оптических накопителей делают это редко, предпочитая указывать среднее время поиска, из-за чего создается впечатление гораздо большего быстродействия (именно поэтому в таблице не приведены показатели времени доступа). В результате хотя магнитные накопители и работают быстрее, часто очень трудно сказать, насколько их быстродействие выше, чем у сравнимых с ними оптических устройств. Кроме того, некоторые поставщики используют термин "эффективное время поиска", показатель, который несколько преувеличивает достоинства накопителя и который обычно в каждом конкретном случае определяется по-разному. Поэтому становится еще труднее провести сравнение. В конце концов "поддерживаемая (sustained) скорость передачи" данных служит, вероятно, наилучшим показателем скорости устройства: она определяет, насколько быстро накопитель способен читать данные из файла и передавать их в компьютер. Некоторые поставщики приводят максимальную скорость, другие - диапазон скоростей. Обычно чем больше скорость вращения диска, тем лучше и все остальные показатели быстродействия. Увеличение емкости буфера RAM (или кэша), используемого в качестве временного хранилища данных, так же повышает скорость передачи данных, поскольку время доступа к RAM гораздо меньше, чем к самому диску. Максимальная скорость, часто приводимая в спецификациях оптических устройств, определяется как скорость, с которой накопитель может передавать данные в компьютер из своего буфера RAM. Это значение обычно аналогично максимальной скорости SCSI-2 или скорости какого-либо другого интерфейса и, по сути, не может служить реальным показателем быстродействия накопителя.

Совместимость стандартов

Стандартизация - это показатель, дающий перезаписываемой оптической памяти большие преимущества перед накопителями типа Winchester, многие производители которых работают по своим собственным стандартам. Магнитооптические накопители, как правило, соответствуют стандартам ISO, ANSI и пр. Эти стандарты гарантируют, что в подавляющем большинстве случаев МО устройство может читать диск, записанный на накопителе другой марки. Благодаря этой особенности, МО накопители пользуются популярностью среди различных сервисных служб и других организаций, которым необходим доступ к данным, имеющимся в распоряжении многочисленных клиентов, которые работают на разных системах. В приведенной таблице характеристик показано, какие из наиболее известных стандартов накопителей и носителей может поддерживать каждый из рассматриваемых видов устройств. Из нее также следует, что 5,25-дюймовые МО накопители не могут работать с 3,5-дюймовыми МО носителями, а устройства PCR не поддерживают МО носители. Накопители PCR следуют стандартам, разработанным группой их производителей.

Некоторые производители адаптировали в свои устройства схему Write Once Ready Many (WORM, однократная запись, многократное чтение) под названием Continuous Composite WORM (CCW, непрерывная комбинированная WORM), которая поддерживает стандарт ISO. Таким образом они обеспечивают собственным накопителям дополнительные возможности. Как следует из названия, носитель WORM можно читать, но нельзя стирать и перезаписывать. Это делает его идеальным средством для долговременного хранения неизменяемых данных. Многие

5,25-дюймовые МО накопители с меткой "multifunction" (многофункциональный), содержат дополнительные электронные схемы для распознавания и использования носителей, снабженных кодом "write-once" (однократная запись). Специальные устройства предохраняют диски CCW от перезаписи данных.

Заключение

Итак, что же выбрать - жесткий диск или оптическое устройство? С одной стороны, есть SyJet за 500 долл., который может порадовать емкостью памяти 1,3 Гбайт, средним временем доступа 11 мсек и стоимостью примерно 7 центов за 1 Мбайт носителя. Но он использует несовместимый со всеми остальными накопителями картридж, чувствителен к внешним магнитным полям и может испортиться при сильном сотрясении. С другой стороны, Арех 4,6 компании Pinnacle за 1695 долл., у которого показатель быстродействия почти в два раза ниже (по моим расчетам, среднее время доступа составляет 25 мсек), но он имеет почти в четыре раза больший объем памяти, более дешевый носитель (4 цента за 1 Мбайт), позволяет использовать картриджи 2,6 Гбайт, соответствующие стандарту ISO, не чувствителен к магнитным полям и механическим ударам. Если вам не нужна сверхскорость, то выбор сделать не слишком трудно. - Боб Вейбл, соавтор Desktop Publishing Secrets и The QuarkXPress Book, Windows Edition (Peachpit Press).

Выбор оптических устройств

· 3,5-дюймовые магнитооптические накопители дешевле 5,25-дюймовых МО накопителей. Как раз сочетание низких цен и компактного носителя и снискало им популярность. Первоначальный стандарт для носителя 3,5-дюймовых устройств определил емкость памяти 128 Мбайт. Современный стандарт устанавливает 230 Мбайт. Главным доводом в пользу приобретения 3,5- дюймовых МО накопителей служит их удобство. В большинстве компьютеров внутренние модели прекрасно размещаются в 3,5-дюймовых отсеках для накопителей. Модель PowerBook DynaMO компании Fujitsi стоимостью 449 долл., например, может быть установлена в Мас PowerBook 5300 или 190. Другие, поступающие в продажу примерно по такой же цене модели DynaMo 230, снабжены параллельным портом и интерфейсами IDE для систем РС. МСА 230ЕР компании Mitsubishi поддерживает порт расширения PowerBook, усовершенствованный параллельный порт и интерфейс SCSI. Чтобы МО накопитель Tahoe 230 стоимостью 699 долл. можно было подключать не только к ПК, но и к портативным компьютерам, компания Pinnacle Micro предлагает к нему дополнительный набор батарей.

Olimpus Deltis PowerMO 230 за 499 долл. и FWB HammerDisk 230 за 799 долл. - в ряду наиболее быстрых из представленных на рынке 3,5-дюймовых накопителей. Оба устройства имеют скорость вращения 4500 об/мин и буфер RAM емкостью 1Мбайт, что обеспечивает им относительно небольшое среднее время поиска, равное 26 мсек.

· 5,25-дюймовые магнитооптические накопители прошли путь развития от исходного стандарта емкостью 650 Мбайт, на смену которому пришел стандарт 1,3 Гбайт, до современного стандарта в 2,6 Гбайт, и, наконец, компания Pinnacle Micro установила новую высоту, анонсировав модель Арех емкостью 4,6 Гбайт. Все модели совместимы с более ранними версиями накопителей, исключая Арех 4,6, который работает с ISO-специфицированным носителем 2,6 Гбайт, но не поддерживает его предшественников.

5,25-дюймовые МО накопители отличаются большей скоростью вращения, меньшим временем поиска и, соответственно, более высокой скоростью передачи данных при записи и чтении. МО накопитель Арех 4,6 с объявленной стоимостью 1695 долл., основанный на однопроходной технологии записи, имеет все шансы для того, чтобы изменить установившееся на рынке представление об уровне устройств высшего класса. Однако, хотя компания планировала выпуск еще полгода назад, он пока еще не поступал ни к дилерам, ни к реселлерам. Pinnacle объяснила эту задержку обнаруженными в последний момент незначительными дефектами и объявила, что уже в марте планирует его выпуск в полном объеме. Кроме Арех, однопроходную технологию записи используют только МО накопители OD172 (внутренний) и OU172 (внешний) компании Hitachi America. В отличие от остальных МО накопителей, они записывают данные так же быстро, как и читают - со скоростью 3,37 Мбайт/сек.

В группу наиболее интересных моделей двухпроходных МО накопителей емкостью 2,6 Гбайт входит Olympus Deltis PowerMO стоимостью 2149 долл., к достоинствам которого относятся большой кэш на 4 Мбайт, среднее время доступа 26 мсек и высокая скорость чтения, равная 4,1 Мбайт/сек. Накопитель Maxoptix Т4-2600 за 2425 долл. входит в группу лидеров благодаря своему быстродействию: его среднее время доступа равно 39 мсек, а скорость чтения - 3,7 Мбайт/сек. У других накопителей высшего класса, SMO-F541 фирмы Sony емкостью 2,6 Гбайт и ценой 2495 долл. и Jupiter 1 компании Mass Optical Storage Technologies (MOST), показатель среднего времени доступа выше - 25 мсек и 24 мсек, соответственно, но ниже скорость чтения. До последнего времени из представленных на рынке накопителей высшего класса емкостью 2,6 Гбайт наименее дорогим считался накопитель Cheetah компании Plasmon за 1899 долл. с впечатляющим быстродействием - среднее время доступа 25 мсек, скорость чтения 2,1 Мбайт/сек.

· Phase-Change Rewritable (PCR, перезаписываемый с изменением фазы) оптический накопитель, основанный на однопроходной технологии записи, работает медленнее МО накопителей, хотя после окончательной доработки сравнительно новой технологии PCR разработчики обещают радикальное улучшение параметров. В настоящее время устройства PCR составляют незначительную часть рынка, а в группу основных поставщиков входят только три компании: Panasonic, Plasmon и Toray. Ситуация может измениться после перехода производителей на накопители с двумя головками, которые смогут одновременно читать обе стороны диска - явный выигрыш по сравнению с МО устройствами. Сейчас единственное достоинство PCR - их конструктивная гибкость. Такие модели PCR, как LF-7300 фирмы Panasonic, работают не только с носителями PCR емкостью 1,0 Гбайт и 1,5 Гбайт, но также выполняют чтение и запись на носители WORM с промышленными стандартами 940 Гбайт и 1,4 Гбайт. Весьма значительна роль поставляемого с накопителями аппаратного и программного обеспечения: компания Toray, например, выпускает Phasewriter Max емкостью 1,5 Гбайт по цене 3995 долл. вместе с аппаратурой сжатия данных, которая позволяет увеличить память до 3 Гбайт.

· Phase-Change Dual (PD, двойной с изменением фазы) накопитель - это накопитель типа PCR, который, кроме всего прочего, работает как устройство чтения CD- ROM с учетверенной скоростью. Поддерживаемые консорциумом производителей, эти соответствующие стандарту PD накопители позволяют работать с дисками CD-ROM (или Kodak Photo CD, или аудио CD) или выполнять операции чтения и записи с картриджем PCR емкостью 650 Мбайт. Причина популярности этих устройств прежде всего в том, что они представляют собой два накопителя в одном недорогом блоке. Производители систем памяти (Storage Tower System) начали включать в свои блоки оптические накопители PD. Подавляющее большинство накопителей PD выпускается компаниями Matsushita и Panasonic, так что производительность их практически одинакова, и почти неважно, покупаете ли вы модель Panasonic PD/CD ROM за 499 долл. или более дорогие примерно на 100 долл. накопители Phasewriter Dual или PD/CD компаний Toray и Plasmon, соответственно.

* Приведенный диапазон цен указан для Mac-совместимых накопителей, включающих в себе только носитель. PC-соместимые накопители, в которые входит еще плата PCI, обычно стоят примерно на 100 долл. дороже.

**PCR

***CD-ROM