Носители прошлых эпох
История компакт-диска, или CD, начинается во второй половине прошлого века. Дальним предком этого цифрового носителя можно считать фонограф созданный Томасом Эдисоном в 1877 году. Революционной технологией устройства стало воссоздание человеческого голоса.
Интересно Sony разблокирует для PlayStation 5 возможность установки дополнительного SSD: когда это произойдет
На смену фонографу пришел граммофон, а за ним патефон (портативный граммофон). Далее были магнитофон и видеопроигрыватель (VHS). Эти устройства позволяли проигрывать виниловые пластинки и кассеты на магнитных пленках, однако они имели один недостаток, количество информации, которую можно было поместить на такие носители была сильно ограничено.
Уже в 70-х годах прошлого века инженеры японской компании Philips разработали способ записи компакт-дисков с помощью лазера и назвали ее ALP – Audio Long Play. Диаметр носителя составлял примерно 30 сантиметров. Были еще другие варианты названий носителя, например, Minirack, Mini Disc, Compact Rack.
Презентация первого компакт-диска для пользователей
Первая презентация лазерных дисков и устройства, которые воспроизводил была осуществлена той же Philips в 1979 году. Далее корпорация начала искать партнера для будущей работы над проектом, которым стала тогдашняя не менее успешно Sony. В 1982 году технологические корпорации Philips и Sony предложили качественную и надежную замену популярным виниловым дискам. Презентация полноценного компакта состоялась в Лондоне, на нем содержался запись всем известной Девятой симфонии Бетховена (финальная часть которой, кстати, является Гимном Европейского Союза).
Прототип первого CD от Philips с записью Антонио Вивальди / Фото dutchaudioclassics
Полноценный диск содержал 640 Мбайт памяти (колоссальный по тем временам объем). Инженеры корпораций разработали и специальные параметры качества звука. Например, частота выборки стереосигнала регламентировалась на уровне 44,1 кГц (для одного канала 22,05 кГц) с разрядностью каждого в 16 бит. Такой стандарт теперь знают в мире как Red Book.
Не пропустить Инженеры предложили необычный суперскоростной интерфейс для передачи сигналов между чипами
Революция CD в мире технологий
Новая особенность революционного носителя дала возможность хранить на дисках не только аудио данные, но и текстовые и графические файлы. Определение типа диска проводилось в автоматическом режиме при считывании заголовка. Поэтому Philips и Sony сыграли важнейшую роль в разработке первых цифровых компакт-дисков, которые получила название Yellow Book или CD-ROM. Проблема была в том, что компакт-диск, соответствующий стандарту Yellow Book, мог работать только с определенным типом накопителей, которые, к сожалению, не были универсальными.
Первый CD диск от Philips и проигрыватель / Фото dutchaudioclassics
Датой, когда компакт-диски наконец появились в широком доступе следует считать 17 августа 1982 года. Именно тогда состоялась презентация альбома The Visitors группы ABBA, который был записан на фабрике Philips. Стоит отметить, что лаковое покрытие первых дисков было не слишком качественным, впрочем, впоследствии качество улучшилось. Первые несколько лет CD проигрывали только в hi-fi аппаратуре, где их использовали в качестве замены виниловым пластинкам и кассетам.
Развитие носителя и новые технологии записи данных
Настоящим прорывом в сфере записи и хранения информации стало появление CD-RW диска, представлявшего собой разновидность компакт-диска, который увидел свет в 1997 году. До этого компакт диски были, так сказать, одноразовые. То есть пользователь мог записать информацию на такой диск только один раз, перезаписать CD-R возможности не было.
Сначала стандарт назывался CD-Erasable (CD-E, стирающийся компакт-диск), хотя и преимуществом диска была возможность перезаписи информации, а не стирание. Получить недорогой и емкий носитель информации было мечтой тысяч инженеров и пользователей. CD-RW похож по структуре и принципу действия с обычным CD, но содержит дополнительный слой специализированного сплава, чаще всего это серебро-индий-сурьма-теллур. Под действием температуры такой сплав переходит из кристаллического состояния в аморфное.
Интересно Японцы создают батарейки на искусственных алмазах, которые смогут работать сто лет
Как работает запись информации на CD-RW
Толщина активного слоя диска составляет всего 0,1 мкм, поэтому на вещество легко действует лазер. Процесс записи происходит при воздействии лазерного луча, активный слой переходит в расплав (те его области, которые раздражает лазер). Далее тепло проникает в подложку, а расплав переходит в аморфное состояние. У таких аморфных отрезков меняются характеристики, например, диэлектрическая проницаемость, коэффициент отражения и интенсивность отраженного света. Именно она несет информацию о записи на диске. Считывание происходит с помощью лазера небольшой мощности, который не может повлиять на активный слой. Во время записи активный слой нагревается до 200 градусов по Цельсию. Это действие позволяет ему снова сделать фазовый переход в кристаллическое состояние.
Запись информации на оптический диск происходит с помощью лазера / Фото ISTOCKPHOTO
Таким образом, многократное использование CD-RW приводит к механической "усталости" рабочего слоя. Поэтому инженеры, разрабатывавшие технологию, использовали вещества с низким коэффициентом накопления такой "усталости". Производители CD-RW утверждают, что такой стандарт лазерного диска может выдержать около тысячи циклов перезаписи. Так и было. Диски формата CD-RW стали настоящими "флэшками". Они сотни раз перезаписываться и продолжали работать. В зависимости от производителя такой диск мог стать довольно надежным носителем информации.
Появление DVD
Запрос пользователей и бизнеса менялся довольно быстро. Нужны были все более большие объемы и обычных CD дисков уже недостаточно. Новая технология была анонсирована в сентябре 1995 года, в том же году разработчики опубликовали ее особенности. Инженеры пытались увеличить объем записи при сохранении размеров. Это удалось сделать благодаря использованию красного лазера с длиной волны 650 нм. Шаг дорожки при этом составил 0,74 мкм, в два раза меньше, чем у CD.
Первые DVD с возможностью записи появились в Японии в 1996 году. Производством таких дисков занялись сразу несколько крупных технологических корпораций. Так появилось два независимых направления разработки: Multimedia Compact Disc (Philips и Sony) и Super Disc (8 крупных корпораций, включая Toshiba и Time Warner). Чуть позже оба направления объединились в один под влиянием корпорации IBM.
Blu-Ray современный оптический носитель
Еще одной разновидностью оптического носителя с гораздо более высокой плотностью записи данных, чем в CD или DVD стал Blu-Ray. Стандарт был разработан международным консорциумом BDA. Первый прототип такого диска появился в октябре 2000 года.
Blu-Ray диски позволили записывать на стандартный носитель гораздо больше информации / Фото timetoast
Технология предусматривает использование коротковолнового лазера (длина волны 405 нм), откуда и пошло название. Букву "е" убрали, поскольку выражение blue ray является общеупотребительным в английском языке и не может быть запатентованным. Использование синего (сине-фиолетового) лазера позволило сузить дорожки до 0,32 мкм, увеличил плотность записи данных. Скорость считывания носителя увеличилась до 432 Мбит/с.
Если пропустили Гарнитура Cognixion ONE с нейроинтерфейсы выйдет на рынок до конца года
Потеря популярности CD и судьба носителя
Несмотря на то, что компакт диски не пользуются такой популярностью как раньше, о самом формате носителя не забыли и продолжают его развивать.
Технологические компании продолжают совершенствовать оптические диски и этим занимаются пионеры с которых все началось – Sony и Panasonic. Еще в 2016 году компании смогли увеличить емкость оптических носителей до 3,3 ТБ. При этом нормальная работа дисков сохраняется, по словам представителей Sony, до 100 лет.
Однако, стоит отметить, что все типы оптических дисков теряют популярность и этого процесса не остановить. Сегодня у пользователей практически пропала потребность в накоплении данных на дисках, ведь существуют облачные хранилища, для больших потребностей всегда дороже тариф или возможность купить объемный HDD.
Полностью из обращения такие диски не исчезнут, однако их в основном будут использовать для создания архивов важной для бизнеса информации. Терабайтные оптические диски до сих пор не стали серийными, ведь активно их используют для создания резервных копий.