Магнитооптический диск

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Поверхность магнитооптического диска

Магнитоопти́ческий диск (MO, также допускается написание магни́тно-опти́ческий диск) — носитель информации, сочетающий свойства оптических и магнитных накопителей. Для чтения информации используется оптическая система, для записи — одновременно оптическая и магнитная.

Впервые магнитооптический диск появился в начале 1980-х годов, первые широко известная система магнитооптики от Canon с дисками объемом 256 MB устанавливалась в компьютеры NeXT первого поколения с 1988 года[1][2]. Магнитооптический диск взаимодействует с операционной системой как жёсткий диск, то есть предоставляет операционной системе произвольный доступ в режиме чтения-записи к отдельным секторам диска. Это свойство магнитооптического диска позволяет эффективно использовать на нём файловые системы, ориентированные на применение на других накопителях на магнитных дисках (FAT32, NTFS, ext4 и пр.).

Магнитооптические дисководы и диски изготовлялись компаниями Sony, Fujitsu, Hitachi Maxell, Mitsubishi, Nikon, Sanyo[3]. Наиболее популярной данная технология была в начале-середине 1990-х.

Технические детали[править | править исходный текст]

130-мм 2,6 Гб магнитооптический диск
90-мм 640 Мб магнитооптический диск
90-мм 230 Мб магнитооптический диск производства Fujitsu

Магнитооптический диск изготавливается с использованием ферромагнетиков, например аморфный сплав Tbx(FeyCo1-y)1-x (типичные x около 0.2, y около 0.9).[3] Первые магнитооптические диски были размером 130 мм (5,25 дюйма), затем появились диски размером 90 мм (3,5 дюйма).

Запись на магнитооптический диск осуществляется по следующей технологии: излучение лазера разогревает участок дорожки выше температуры точки Кюри (примерно 150 градусов цельсия для используемых материалов), после чего магнитная головка, расположенная с обратной стороны диска, создает электромагнитный импульс, который изменяет намагниченность. Эти изменения создают отпечатки, эквивалентные питам на оптических дисках.

Существует два варианта записи. В первом из них, magnetic field modulation (MFM), мощность лазера при записи поддерживается постоянной, а информация модулирует создаваемое магнитное поле. Во втором варианте, light intensity modulation (LIM), при котором запись возможна только на заранее стертую область памяти, используется постоянное магнитное поле и модулированный свет лазера. Для стирания используются немодулированный свет лазера и немодулированное магнитное поле.[3]

Считывание осуществляется тем же самым лазером, но на меньшей мощности, недостаточной для разогрева диска: поляризованный лазерный луч проходит сквозь материал диска, отражается от подложки, проходит сквозь оптическую систему и попадает на датчик. При этом в зависимости от намагниченности изменяется плоскость поляризации луча лазера (эффект Керра) что и определяется датчиком.[4]

Магнитооптика первого поколения, появившаяся в конце 1989 года, использовала двухсторонние 130 мм (5,25 дюймовые) диски объемом 650 МБ, скоростью чтения в 1 МБ/с и временем случайного доступа 50-100 миллисекунд. В персональных компьютерах практически не использовались, в том числе из-за того, что дисководы MO не помещались в стандартные отсеки ПК. Второе поколение магнитооптики использовало односторонние диски 90 мм (3,5 дюйма) с аналогичными скоростными показателями. За счет использования меньших по диаметру дисков, дисководы стали помещаться в стандартные отсеки. Однако НЖМД в то время обладали более высокими скоростными характеристиками.[5]

Самые первые магнитооптические диски могли записать информацию лишь один раз и не поддерживали ее стирание или перезапись. Они обозначаются WORM («write once, read many»). Затем появились более удобные в работе перезаписываемые магнитооптические диски, хотя WORM все еще доступны.[6]

Позже появились более емкие варианты магнитооптических дисков, обозначаемые 2X, 3X, 4X и т. п.

Для записи в классических приводах и дисках MO применялось три прохода. В первом проходе происходит стирание ранее записанной информации. Во втором проходе в стертую область записываются данные, а третий проход используется для проверки записанных данных. За счет проверки надежность MO выше чем у перезаписываемых CD и DVD дисков.

Начиная с 1997 года на рынке появились дисководы, поддерживающие технологию LIMDOW (light intensity modulated direct overwrite), при которой первые два прохода объединялись в один, за счет того, что магниты для стирания внедрялись в сам MO диск.[6]

Преимущества и недостатки[править | править исходный текст]

Преимущества
  • В середине 1990-ых имели относительно невысокую стоимость за мегабайт (среди сменных накопителей) — около 27-50 центов США за мегабайт в 1994 году[7]
  • Более низкая подверженность магнитным полям по сравнению с магнитными дисками
  • Гарантированное качество записи
  • Синхронный вывод[уточнить]
  • МО-диски допускают значительное количество циклов стирания-записи, по заявлениям производителей — порядка миллиона[8]
  • скорость вращения составляет 3 000—3 600 об/мин, что обеспечивает много большую скорость передачи данных по сравнению с НГМД, скорость чтения достигает нескольких мегабайт в секунду[9], записи — порядка мегабайта в секунду
  • МО-носитель полностью размещён внутри защитного корпуса из твердой пластмассы, что обеспечивает его лучшую сохранность,[8]
  • Существуют приводы MO с различными интерфейсами: ATAPI, LPT, USB, SCSI, IEEE-1394a[6]
  • Время хранения данных на MO оценивается в 50 лет, тогда как для CD-RW не превышает 15-20 лет.[10]
Недостатки
  • Относительно низкая скорость записи, вызванная необходимостью перед записью стирать содержимое диска, а после записи — проверкой на чтение. Данный недостаток начал частично устраняться в поздних (начиная с 1997 года) моделях приводов за счет LIMDOW.
  • Высокое энергопотребление. Для разогрева поверхности требуются лазеры значительной мощности, а следовательно и высокого энергопотребления. Это затрудняет использование пишущих МО приводов в мобильных устройствах. Также приводы MO могут потребовать дополнительного охлаждения.
  • Высокая цена как самих дисков, так и накопителей (например, Mueller в книге 2003 года приводит цены в 9800 руб. (300$) за привод, 530 руб. (16$) за 3.5 диск и 2000 руб. (60$) за 5.25 диск)[6]. Высокая стоимость в значительной степени ограничила использование MO профессиональным архивированием.[11]
  • Малая распространённость.[1]
  • Существуют проблемы с чтением картриджей, отформатированных на дисководах другого производителя; проблемы более вероятны для дисков 5.25 чем для 3.5.[12]


Несмотря на то, что в определенные периоды времени магнитооптические диски были популярным решением для долговременного хранения данных, в настоящее время в этой роли намного популярные ленточные накопители, например, стриммеры LTO.[13]

Стандарты МО-дисков[править | править исходный текст]

Принятые в ISO, IEC или ECMA:[14]

  • 130-мм диски (картридж 135 x 153 x 11 мм)
    • 650 МБ; «1X» — ISO/IEC DIS-10089A, ANSI X3B11.212-1992
    • 1,3 ГБ; «2X» — ISO/IEC DIS-13549, ECMA184 (1992)
    • 2,0 ГБ; «3X» — ISO/IEC DIS-13842, ECMA195
    • 2,6 ГБ; «4X» — ISO/IEC DIS-14517
    • 5,2 ГБ; «8X» — OSTA 1998[15][16]
    • 9,1 ГБ; «14X» — ISO/IEC 22092, ECMA322 (2001)[15][16]
  • 90-мм диски (картридж 94 x 90 x 6 мм)
    • ≈128 МБ; «1X» — ISO/IEC 10090, ECMA154
    • 230 МБ; «2X» — ISO/IEC 13963, ECMA201
    • 385 МБ; «3X» — ECMA-223; не стандартизован в ISO/IEC
    • 640 МБ; «5X» — ISO/IEC 15041

Другие стандарты, использующие аналогичный принцип записи (лазерный нагрев и магнитная запись), но несовместимые с вышеперечисленными вариантами магнитооптики:

  • CD-MO (Compact disks Orange Book part1, 1990) — не получил распространения, отозван компанией Philips
  • Sony MiniDisc (80 минут цифрового аудио либо 140 МБ; 65 мм)
  • Sony Hi-MD (1 ГБ; 65 мм)

Существует также стандарт перезаписываемых дисков UDO пришедший на смену MO, использующий аналогичные картриджи, но записывающий информацию без использования магнитов, за счет изменения фазового состояния материала носителя с помощью лазера 405 нм.

См. также[править | править исходный текст]

Примечания[править | править исходный текст]

  1. 1 2 Benj Edwards, Ten Strange PC Storage Formats, «Magneto-Optical Disk» // PC Magazine, April 2, 2011: «The first widely-known magneto-optical drive shipped with the NeXT Computer in 1988. Various MO drives and discs are still in production today, but they remain a niche market compared to other optical media»
  2. Rawles, Richard (September 19, 1989). «Developers split over optical drive (NeXT Inc’s 256Mbyte erasable magneto-optical drive)». MacWEEK. p. 3.n33.
  3. 1 2 3 AN OVERVIEW OF THE FIELD OF OPTICAL DISK DATA STORAGE // WTEC Hyper-Librarian, June 1999
  4. Klaus Röll, Magneto optical Discs
  5. Kryder, Magneto-Optical Storage Materials // Annual Review of Materials Science, Vol. 23: 411—436, August 1993 DOI: 10.1146/annurev.ms.23.080193.002211
  6. 1 2 3 4 Scott Mueller, Upgrading and Repairing PCs, Fiftheenth Edition (2003, ISBN 978-0789729743), Chapter 12 section «Magneto-Optical Drives» page 669: «Originally, magneto-optical drives were strictly WORM (write once, read many) drives that produced media that could be added to, but not erased. WORM drives are still available on the market, but for desktop computer users, read/write MO drives are preferable.»
  7. BK DAS, AC Rastogi, RK Kotnala Focus. Magneto-Optic Disks // National Physical Laoratory, New Delhi; DESIDOC Bulletin of Inf Technol, 1994, 14(1) page 3,7
  8. 1 2 Patrick Schmid, MO Storage Means Mo Safety: MO Technology: The Basics // Tom’s hardware, 2003-10-17
  9. Patrick Schmid, MO Storage Means Mo Safety:Summary: Good Impression, But Low Performance // Tom’s hardware, 2003-10-17
  10. Patrick Schmid, Magneto-Optical Storage: Fujitsu DynaMO 1300 Pocket: Backwards Compatibility // Tom’s hardware, 2004-04-16
  11. Optical storage sings the blues, Gary H. Anthes (IDG News Service) 30 June, 2004: «[Paul Greene (Digital Storage Solutions)]: „Traditionally, MO has been geared to professional archiving, and CD and DVD have been geared to consumer markets because the cost is so much lower than for MO,“»
  12. Joe Devlin, Sharing media among dirves is still hard to do // InfoWorld, December 2, 1991, page 69  (англ.): «However, contrary to some vendors' claims, swapping recorded discs between same-size drives is extremely tricky…»
  13. Вечно живая. Важнейшей частью видео­архива, создаваемого для ВГТРК, стала ленточная библиотека // «Computerworld Россия», № 02, 2013: «На роль носителя для долговременного хранения претендовали и Zip, и магнитооптические диски, некогда казавшиеся, .., идеальным решением, и оптические диски различных поколений. Однако всех их „пережили“ ленточные технологии, хотя их начали хоронить еще лет двадцать назад. Разумеется, на ленту победившего стандарта LTO пишутся редко используемые данные, но все же по долговечности и стоимости хранения им по-прежнему нет равных.»
  14. Handbook of magneto-optical data recording: materials, subsystems, techniques. Terry W. McDaniel, Randall H. Victora. — 1997, William Andrew. ISBN 0-8155-1391-7 page 23-24 (англ.)
  15. 1 2 OPTICAL STORAGE INDUSTRY ACHIEVES 9.1 GB MO MILESTONE FOR HIGH-PERFORMANCE, HIGH CAPACITY STORAGE // OCTA, 2001
  16. 1 2 Magneto-optical road map on course // Infostor volume 5 issue 6, June 01, 2001

Литература[править | править исходный текст]

Ссылки[править | править исходный текст]