Optyczna superpojemność

Przebojem ostatnich miesięcy są urządzenia do zapisu na płytach DVD. Chociaż nośniki są bardzo pojemne, konstruktorzy pracują już nad czymś nowym. W najbliższych latach powinny pojawić się na rynku dyski nowej generacji - FMD.

Od początku lat 80., kiedy wprowadzono na rynek płytę CD, trwa tryumfalny pochód technologii optycznego zapisu danych. Najpierw płyta CD zdominowała rynek muzyczny, później także stała się podstawowym nośnikiem dla multimediów i danych komputerowych. W roku 1996 na rynek trafiły płyty kolejnej generacji - DVD o bardzo dużej pojemności 4,7 GB - w porównaniu z 700 MB, jakie mieściły się na CD. Stały się one szybko popularnym nośnikiem dystrybucji filmów, a także programów i multimediów.

Działanie zarówno CD, jak i DVD, opiera się na podobnej zasadzie. Dane, które mają postać mikroskopijnych wgłębień, tzw. pitów, odczytywane są za pomocą promienia lasera. Różnica w pojemności między CD a DVD bierze się stąd, że w płycie DVD pity są wielokrotnie mniejsze. Dodatkowo płyty DVD mogą być produkowane w wersji dwuwarstwowej i dwustronnej (zapis na obu stronach płyty), co oczywiście przyczynia się do zwiększenia pojemności.

Nagrać na DVD

Osoby pracujące z dużymi plikami i entuzjaści kina domowego od dawna marzyli o DVD z możliwością zapisu. W ostatnich miesiącach zapisywalna wersja formatu stała się faktem rynkowym. Dostępne są zarówno komputerowe rejestratory DVD, jak i domowe urządzenia kina domowego oferowane m. in. przez firmy Philips i Pioneer. DVD daje możliwość zapisu niewyobrażalnej do niedawna ilości danych - około 5 GB na niewielkim nośniku.

Problemem z zapisywalnym DVD jest różnorodność obecnych na rynku standardów. Najbardziej powszechny jest DVD-R, czyli płyty jednokrotnego zapisu. Mogą być one nagrywane w większości urządzeń i, co najważniejsze, odtwarzane na wszystkich napędach DVD-ROM. Jeżeli chodzi o technologie wielokrotnego zapisu, to na razie są dwie konkurujące ze sobą - DVD-RW i DVD+RW. Obie wymagają odmiennych urządzeń nagrywających, a ich kompatybilność z obecnymi odtwarzaczami DVD, jaki i napędami komputerowymi, jest do pewnego stopnia ograniczona. DVD+RW ma duże szanse na przyjęcie się w świecie kina domowego, jest to standard lansowany obecnie przez firmę Philips. Istnieje także technologia DVD-RAM, w tym przypadku nośniki są zamknięte w specjalnych kasetach i mogą być nagrywane oraz odtwarzane wyłącznie na przystosowanym do tego sprzęcie. DVD-RAM nie trafi raczej do domowych urządzeń wideo ze względu na brak kompatybilności.

Nagrywarki DVD są coraz szybsze. Obecne modele pozwalają na zapis z dwukrotną lub nawet czterokrotną szybkością. Na rynku są także urządzenia wielofunkcyjne, potrafiące zapisywać obok DVD także nośniki CD-R i CD-RW.

Nagrywalne DVD jest na razie niestety drogie. Za napęd komputerowy DVD-RW trzeba zapłacić co najmniej 3 tys. zł, tańszy jest DVD-RAM, około 2 tys. Płyta wielokrotnego zapisu kosztuje około 100 zł, trochę tańszy jest nośnik DVD-R.

Co dalej?

Chociaż dopiero od niedawna czytniki i nagrywarki DVD są montowane w komputerach PC, to naukowcy już myślą o nowych, bardziej pojemnych mediach. Czy są one potrzebne? Planowane jest użycie ich do profesjonalnych rozwiązań w przemyśle rozrywkowym i w elektronice konsumenckiej. Po bardzo dobrym przyjęciu przez rynek standardu DVD-video obserwuje się głosy, że pojawi się popyt na medium domowej rozrywki, oferujące jeszcze wyższą jakość niż dotychczasowa technologia. Nowe nośniki przyszłości obok wielkiej pojemności zapewniają także bardzo szybki czas dostępu i transfer danych, co może sprawić, że będą stanowić doskonałe rozwiązanie dla ogromnych baz danych. W końcu mówi się przecież o barierze rozwoju technologii zapisu magnetycznego na dyskach twardych, i być może nowe nośniki optyczne zastąpią także dyski twarde.

Znane są w tej chwili dwie nowe technologie: FMD (fluorescent multilayer disc) i pamięciach holograficznych. Pierwsza - FMD - ma szansę szybszego wdrożenia, bo komercyjne produkty mają pojawić się za 2-3 lata. Zasada działania dysków FMD jest nieco podobna do CD i DVD. Odczyt danych następuje za pomocą lasera, ale są one zapisane na wielu, np. 10 warstwach dysku. Aby taki zapis wielowarstwowy był możliwy, wykorzystano nową technikę - materiał płyty nie odbija światła jak w przypadku CD i DVD, ale jest przezroczysty. Pity obrazujące informację "świecą", kiedy padnie na nie promień lasera o odpowiedniej długości fali. Sama płyta wygląda podobnie jak CD i DVD, z tym że jest całkowicie przezroczysta.

Wszystkie elementy do produkcji napędów FMD są już teraz dostępne - właściwie konstrukcja napędów FMD wymaga niewielkiej modyfikacji konstrukcji DVD. Pierwsze prototypy są gotowe. Technologię FMD można wykorzystać też w nośnikach o innej postaci niż płyta, np. w kartach przypominających kredytowe. Opracowywana jest także wersja zapisywalna dysku, ale na realizację tej wizji trzeba będzie na pewno jeszcze poczekać.

Pojemność FMD ma wynosić od 20-100 GB przy zastosowaniu 12-30 warstw zapisu na płycie. W następnych latach, po opracowaniu technologii większej liczby warstw i zastosowaniu tzw. niebieskiego lasera pojemność nośników FMD może osiągnąć nawet 1 Terabajt (TB).

Jakie są szanse rynkowe technologii FMD? Na razie jest ona opracowywana przez właściwe tylko jedną młoda firmę - Constellation 3D. Chce ona licencjonować swoją technologię dostawcom sprzętu i tłoczniom płyt. Chociaż o FMD jest już głośno, to nie jest to na razie standard rynkowy przyjęty przez potentatów branży, chociaż interesuje się nią np. Dell.

W trzech wymiarach

Inną technologią budzącą wielkie nadzieje jest tzw. pamięć holograficzna. Naukowcy przewidują, że pozwoli ona na zapisanie 1 TB na nośniku wielkości kostki cukru.

Pomysł trójwymiarowego holograficznego zapisu jest całkiem stary. Już na początku lat 60. Piter J. Van Heerden - naukowiec z firmy Polaroid - jako pierwszy zaproponował takie rozwiązanie. W latach 70. w laboratoriach firmy RCA zapisano 500 obrazów holograficznych na krysztale niobku litu. Z powodu braku odpowiednich podzespołów do konstrukcji gotowego urządzenia, takich jak np. lasery, spowodował, że wtedy zarzucono dalsze badania.

Podjęto je ponownie około 10 lat temu. Tym razem holograficzny zapis ma służyć do przechowywania danych komputerowych. W obecnych pracach jako materiał do zapisu stosuje się światłoczuły polimer. Nie wnikając w szczegóły techniczne, można powiedzieć, że zapis i odczyt w pamięci holograficznej dokonuje się za pomocą dwóch wiązek lasera w poszczególnych partiach kryształu. Pojemność pierwszych systemów ma wynosić 125 GB, a w przyszłości około 1 TB. Szybki jest także transfer danych dochodzący do 40 MB/s. Pamięć holograficzna będzie dostępna także w wersji zapisywalnej. Specjaliści z IBM przewidują, że działające urządzenia będą gotowe w roku 2003. Nośnik będzie wyglądać podobnie jak płyta CD.

W prace nad technologią holograficzną zaangażowani są giganci branży IT. Obok wspomnianego IBM, także Lucent Technologies. Ta ostatnia utworzyła wraz z Imation specjalną spółkę, mającą na celu prace nad pamięciami holograficznymi. Powstawanie pamięci nowej generacji wspiera agenda rządu USA, zajmująca się współfinansowaniem projektów mogących mieć zastosowanie w wojsku. Jaka będzie przyszłość pamięci masowych? Twórcy FMD sądzą, że w pierwszej kolejności zastosowaniem dla nowej technologii będzie m.in. sprzęt audio-video, ale należy pamiętać, że wszelkie nowe standardy trudno torują sobie drogę do sukcesu na rynku konsumenckim. Podobnie z pamięciami masowymi do komputerów. Na rynku nośników optycznych trudno będzie wyprzeć dysk DVD, nie ma też na razie aż takich potrzeb dla wydawnictw multimedialnych czy programów wersji instalacyjnych oprogramowania. Interesująca wydaje się natomiast perspektywa zastąpienia twardych dysków magnetycznych urządzeniami nowej generacji. Pojemność, szybkość i niezawodność to atuty, które może mieć pamięć holograficzna i wyparcie technologii magnetycznej na tym polu wydaje się całkiem prawdopodobne.