8 Долговременная оптика
В настоящее время изготавливаются диски диаметром 120 мм (стандарт CD-RW предусматривает работу и с 80-мм дисками) и максимальной информационной емкостью 550, 650 и 700 Мбайт («чистая» вместимость сформатированного диска несколько меньше). Преимущество оптических накопителей - высокая надежность и длительность хранения данных (производители заявляют о сроке в 100 лет). Основой такой надежности является особенность строения диска и метод записи. Как видно из рис.1, диск CD-RW является многослойным, главный информационный слой которого расположен между двумя защитными (роль одного из них играет подложка из поликарбоната) и двумя диэлектрическими слоями, ограждающими его от внешних воздействий.
Запись информации на диск происходит бесконтактным способом - луч лазера фокусируется на записывающем слое, нагревая его до точки плавления (около 200° С). В результате на поверхности заранее сформированной спиральной дорожки образуются микроскопические участки с аморфной структурой и малым коэффициентом отражения (в исходном состоянии записывающий слой имеет кристаллическую структуру и высокий коэффициент отражения). При чтении происходит обратный процесс - интенсивность отраженного луча лазера (уже меньшей мощности) фиксируется световыми датчиками, определяющими наличие или отсутствие прожженных лазером точек (в транслитерации с английского - «питов»). Таким образом, рабочий слой оптического диска никогда не испытывает механического воздействия записывающей головки, а на качество чтения практически не влияют пыль и мелкие повреждения на наружной поверхности (луч лазера фокусируется на внутреннем, а не внешнем защитном слое). Количество циклов перезаписи хотя и велико (производители гарантируют до 100 000), но все-таки несравнимо с магнитными носителями, чей ресурс достигает сотни миллионов циклов. Связано это с постепенной деградацией физических характеристик фазочуствительного записывающего слоя CD-RW (сплав серебра, индия, сурьмы и теллура). Для увеличения ресурса разработчики применяют так называемые алгоритмы рандомизации, суть которых в случайном размещении питов на информационной дорожке, что повышает общее время жизни записывающего слоя. Низкая стоимость оптических носителей с лихвой компенсирует этот недостаток, позволяя успешно применять их не только для формирования библиотек данных и архивирования не слишком часто обновляемой информации, но и в качестве средства оперативного переноса данных.
Рис. 1 - Структура оптического перезаписываемого диска CD-RW
Увеличение скоростных характеристик оптических приводов потребовало от разработчиков решения ряда проблем, связанных, например, с преждевременным опустошением буфера дисковода. Возникает такая ситуация (она получила название ошибки Bufer Under Run) достаточно часто, когда из-за занятости процессора или перегрузки локальной сети в буфер дисковода вовремя не поступает необходимый объем информации. В результате, дисковод приостанавливается, что приводит к неуправляемому образованию на диске пробелов между записями и, следовательно, к ошибкам чтения. Был разработан целый ряд алгоритмов, обеспечивающих равномерную запись без увеличения размера буфера В качестве примера назовем алгоритм Seamless Link компании Acer, встроенный в ее скоростные аппараты (CRW 2010А, MiniRW 6424MU). Суть алгоритма предельно проста - фиксация адреса конца записи и её возобновление с ранее зафиксированной точки на диске.