| 出版日期：2001-03-05 总期号：999 本年期号：14 |
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光介质移动存储器
PD、CD-R/CD-RW、DVD-RAM 1．PD光驱 PD是“相变式可重复擦写光盘驱动器（Phase Change Rewritable Optical Disk Drive）”英文缩写的简称。 相变记录方式利用物质的状态变化即所谓的相变进行数据的记录和再生，相变型光盘用在基盘上沉积电介质层、相变记录层、冷却层和保护层等形成多层结构。相变记录层由一种银合金材料组成，视其加热温度的不同，它可以形成晶体，也可以形成非晶体，适当调整加热温度就可以自由地控制记录层的结晶状态。在晶体状态中原子整齐排列，光反射率高；相反，在非晶体状态原子排列不整齐，光的反射率低。相变记录方式用光反射率的这种变化进行数据的记录和再生。 相变记录方式所用介质的记录膜在出厂时处于晶体状态，光反射率高。写入时用强的激光束照射便变为非晶体状态，如果此时中止激光束照射，记录膜温度急剧下降，写入数据的区域便稳定在非结晶状态，数据被写入。以后读出时用弱的激光束照射记录区，并根据反射光的反射率判别是0还是1。仅用弱光照射时记录膜记录的数据不会被破坏，这时它的行为与光盘完全一样。在擦除数据的情形里，用中等强度的激光束照射记录膜，使其温度少许上升，记录膜又返回结晶状态，数据被擦除。但也正因为相变记录利用物质的状态变化，如果反复改写数据，则会引起记录膜疲劳。MO盘可改写1000万次以上，而PD只能到50万次。 PD光盘系统采用了在计算机、工作站环境中被广泛使用，与软盘、硬盘同样数据构造的单元格式，而且还采用了在计算机环境内立即可被使用的512bit／单元的MCAV格式，采用该格式可比采用CLV格式的CD-R／CD-RW更高速地进行读写操作，并实现了寻找速度的高速化。依据以上优势，PD一开始就受到以Windows95为首的计算机OS的支持，并由于ATAPI接口的规格化，确立了其作为计算机标准装置的产品地位。 相变光盘系统为了保护光盘，采用了将光盘放入保护盒中使用的做法，而CD光盘是裸盘使用。为了同时处理PD盒装盘、CD裸盘，PD光盘系统采取了新式托盘装填方式。这种方式也将在DVD-RAM上使用。 最早的PD是日本松下电气在1995年推出的，其容量达到650MB，是当时容量最大的可改写大容量移动存储器。但由于CD-RW和DVD-RAM等的登场，PD逐渐退出舞台。松下的PD实际上是其DVD-RAM的前身。 2．CD-R/CD-RW 尽管CD-ROM驱动器的价位低，并在电脑的存储领域得到了极为广泛的应用，但其不能写入的致命弱点，已逐步成为其发展的障碍。 CD-R是英文CD Recordable的简称，意为小型可写光盘。它的特点是只写一次，写完后的CD-R光盘无法被改写，但可以在CD-ROM驱动器和CD-R刻录机上被多次读取。CD-R光盘的最大优点是其记录成本在各种光盘存储介质中最低，每兆字节所需花费的成本低于人民币0.1元，而且其使用寿命很长，因此CD-R已逐渐成为数据存储的主流产品，在数据备份、数据交换、数据库分发、档案存储和多媒体软件出版等领域获得了广泛应用。 另外一种相关的成功技术是CD-RW。与CD-R不同，CD-RW的改写性是其最大的优点，但是其反射率仅为15%-20%左右，比较小，因而老的CD-ROM驱动器不能读出。为此，美国存储技术协会OSTA制定了被称为Multi Read的规范，专门解决这个问题。 事实上，CD-R/CD-RW已经成为一种价廉通用的桌面系统文件交换的工具。最新的CD-R刻录机将支持CD-UDF格式，在支持CD-UDF格式的DOS或Windows环境下，CD-R刻录机具有和软驱一样的独立盘符或图标。用户无需使用刻录软件，就可像使用软驱一样直接对CD-R刻录机进行读写操作，大大简化了CD-R刻录机的操作和管理，给用户带来极大的方便。 除整盘刻写、轨道刻写和多段刻写三种刻录方式外，今后刻录机还将支持增量包刻写（Incremental Packet Writing）刻录方式。为了减少追加刻录过程中的盘片空间浪费，Philips公司开发出了增量包刻录方式。增量包刻录方式的最大优点是允许用户在一条轨道中多次追加刻写数据，由于数据区的前间隙和后间隙只占用了7个扇区，因此增量包刻录方式与软硬盘的数据记录方式类似。增量包刻录方式特别适用于经常仅需备份少量数据的应用。 3. DVD-RAM 目前大容量移动存储器的排头兵是DVD-RAM。DVD-RAM实际上是用相变记录方式实现数据改写的一种。以松下电器和东芝为主提出的SD（超密盘）为中心制定的规格，其存储容量单面为2.6GB，双面达到5.2GB，连续数据传输速率为11.08Mbps，相当于9倍速CD-ROM。 DVD-RAM所用的记录介质有两种类型。一类是可从机壳内取出的盘片（类型1），另一类是不能取出的盘片（类型2）。双面介质只有类型1，单面介质既有类型1的，也有类型2的。 支持DVD-RAM高密度记录的技术是称为land-groove的记录方式。它以沟道(groove)和岸道(land)记录数据。岸与沟以相同的间距重复排列，因而很容易获得定位用的控制信号，适用于高密度记录（DVD-RAM道间距为0.74um）。岸的高度恰好能消除相互影响，使来自邻道的干扰影响（道间串扰）降至最小。此外，盘片记录面上还以孔的形式埋入了地址信息，即使改写次数增加也可得到稳定的地址信息。 DVD-RAM中除了岸沟方式以外还使用更短波长的激光（650nm）、ZCLV（Zoned Constant Linear Velocity, 区域恒线速）方式和标记边沿记录方式来提高记录密度。ZCLV方式把整个盘面分为24区，最内周区域的扇区数定为17个，最外周区域的扇区数定为40个，各个区域的线速度不同，但同一区域内周与外同线速度相同。 去年6月第二版4.7GB DVD-RAM的物理规格已经发布，与现有的DVD-RAM(1.0版)相比它没有大变动，只是道间距从0.74um缩小到0.615um, 位长度从0.41um缩短为0.28um, 区数增至35个，从而使存储容量增加了近一倍。而数据传输速率为22.16Mbps(2.77MB/s)，恰好是1.0版的2倍。第2版的开发以PC和AV(Audio Visual，音视)等未来的各种应用为目标。 从原理上说，光记录方式具有提高记录密度的潜力，但是长波长激光（红光或红外光）很难发挥作用。为提高记录密度，必须将激光束聚焦成很小的点。但光束的聚焦是有物理极限的，聚焦的好坏取决于光束的波长和透镜的孔径。波长越短越容量聚焦。但目前在输出功率和使用寿命方面能达到实用水平的短波长激光器几乎没有。因此，在现在的最新RMS中仍使用红外激光器，而如何提高记录密度的问题也就成了人们关注的焦点。 下期预告 移动存储系列谈之4： 基于闪存技术的移动存储器 ▲PC卡 ▲CF和ATA Flash卡 ▲MMC ▲SD ▲SmartMedia |
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