Media Penyimpanan Evolusi, Bagian 2: Penyimpanan Optik

Halo semuanya! Ini adalah bagian kedua dari materi tentang evolusi pembawa informasi. Biarkan saya mengingatkan Anda bahwa dalam artikel pertama kita berbicara tentang perangkat penyimpanan pertama - kartu berlubang, dan juga memperhatikan film magnetik dan floppy disk. Hari ini kita akan berbicara tentang perangkat yang lebih akrab bagi kita, yaitu, drive optik.

Ketika itu tahun 1969, IBM masih bekerja keras untuk membuat floppy disk pertama, dan insinyur dari produsen elektronik Belanda Philips sudah menyelesaikan pekerjaan pada media optik yang disebut LaserDisc. Banyak orang secara keliru percaya bahwa LaserDisc adalah teknologi perekaman optik pertama di dunia, tetapi ini tidak sepenuhnya benar. 10 tahun sebelum acara ini, pada tahun 1958, saudara-saudara Paul dan Jame Gregg sudah menciptakan teknologi serupa. Perbedaan antara media optik ini adalah bahwa desain Gregg brothers bekerja dalam mode transmisi cahaya, sedangkan teknologi Philips menggunakan cahaya yang dipantulkan.

Pada 1961, Greggi mematenkan teknologinya, tetapi tidak bisa membuatnya menjadi produk komersial, kemudian menjual haknya ke media optik MCA pada tahun 1968. Philips dan MCA merasa bahwa mereka tidak membutuhkan persaingan, dan memutuskan untuk bergabung. Buah dari pekerjaan mereka adalah peluncuran komersial LaserDisc pada tahun 1972.



Pada saat Laserdisc tiba, format kaset VHS dan Betamax sudah berhasil. Terlepas dari kenyataan bahwa Laserdisc memiliki banyak keunggulan dibandingkan kaset, tetap saja tidak bisa diminati. Di Eropa, ia bertemu dengan cukup dingin, dan pasar utama untuk teknologi ini adalah AS dan Jepang. Film pertama yang dirilis pada Laserdisc adalah Jaws. Itu terjadi pada 1978. Dan yang terakhir adalah lukisan "Menghidupkan Kembali Orang Mati" pada tahun 2000. Menariknya, produksi pemain Laserdisc berlanjut hingga 2009, ketika Pioneer merilis batch terakhir dari perangkat tersebut.

Alternatif yang jauh lebih sukses untuk Laserdisc adalah standar Compact Disc (CD), dirilis pada tahun 1982. Aliansi Sony dan Philips sedang mengembangkan format ini. Awalnya, diasumsikan bahwa CD hanya akan digunakan untuk menyimpan rekaman audio dalam bentuk digital, tetapi seiring waktu mereka mulai digunakan untuk menyimpan file jenis apa pun. Dalam banyak hal, ini dimungkinkan berkat upaya Apple dan Microsoft, yang mulai menginstal CD-drive di komputer mereka sejak 1987.

Sedangkan untuk perangkat CD, itu cukup sederhana. CD itu sendiri adalah substrat polikarbonat yang dilapisi dengan lapisan logam tipis. Lapisan ini dilindungi oleh pernis, di mana gambar, prasasti dan tanda identifikasi eksternal lain dari disk diterapkan.



Informasi yang direkam pada CD memiliki bentuk spiral ceruk, atau "lubang", disimpan pada permukaan terbalik dari disk. Ukuran satu lubang biasanya sekitar 500 nm lebar dan 850-3500 nm panjangnya. Pada saat yang sama, kedalaman lubang mencapai 100 nm. Jarak dari setiap lubang ke tetangga biasanya sekitar 1,6 mikron. Jarak ini disebut tanah. Informasi tersebut dibaca dari CD menggunakan sinar laser yang membentuk titik cahaya dengan diameter sekitar 1,2 mikron, yaitu 0,4 mikron lebih kecil dari jarak antara lubang yang berdekatan. Dalam hal balok "bersandar" pada tanah, fotodioda penerima menangkap sinyal intensitas maksimum dan mengenalinya sebagai satuan logis. Ketika laser mengenai lubang, cahaya tersebar dan diserap, dan kemudian dipantulkan dari substrat polikarbonat.Dalam hal ini, fotodioda menangkap cahaya dengan intensitas lebih rendah, dan itu diakui sebagai nol logis.

Selama bertahun-tahun setelah munculnya CD, volume maksimumnya tetap sekitar 650 MB. Pada disk dengan kapasitas seperti itu, dimungkinkan untuk menyimpan sekitar 74 menit audio berkualitas tinggi. Hanya di tahun 2000-an, volume CD meningkat menjadi 700 MB. Juga sedang dijual, Anda bisa menemukan cakram 800 megabita.

Ketika teknologi CD pertama kali muncul, compact disc dimaksudkan hanya untuk membaca: bahkan pada tahap produksi, informasi direkam pada disk dengan menerapkan lubang pada substrat. Dan kemudian lapisan reflektif dan pernis pelindung diaplikasikan di atas media. Namun, tak lama setelah munculnya CD, pengguna ingin menulis informasi ke disk sendiri. Ini mendorong Philips dan Sony untuk mengembangkan standar CD-R (Compact Disc-Recordable). Jadi, compact disc pertama yang dimaksudkan untuk rekaman tunggal muncul pada tahun 1988.

Dengan desain mereka, CD-R disc berbeda dari pendahulunya hanya di hadapan lapisan lain antara substrat dan reflektor. Lapisan ini terbuat dari pewarna transparan organik. Pewarna memiliki sifat yang menarik: di bawah pengaruh panas, pewarna itu runtuh dan menjadi gelap. Sebenarnya, karakteristik fisik lapisan organik ini memungkinkan untuk mewujudkan kemampuan untuk menulis informasi ke disk. Selama perekaman, laser drive penulisan khusus mengubah kekuatannya, membakar titik-titik individual pada lapisan pewarna. Pada pembacaan berikutnya, area yang gelap ini dianggap oleh fotodioda sebagai lubang, atau logika nol.

Seperti disebutkan di atas, menulis informasi ke CD-R hanya dimungkinkan satu kali. Dan ini adalah kelemahan utama dari format ini. Banyak perekaman informasi menjadi mungkin pada tahun 1997 dengan merilis standar CD-RW (Compact Disc-Rewritable).

Desain CD-RW sepenuhnya bertepatan dengan perangkat CD-R, dengan pengecualian lapisan antara substrat dan reflektor. Pewarna organik digantikan oleh bahan aktif anorganik - paduan chalcogenides. Seperti bahan organik, paduan tersebut menjadi gelap di bawah pengaruh sinar laser yang kuat. Gelap terjadi sebagai akibat dari transisi suatu zat dari keadaan agregasi kristal ke bentuk amorf. Tidak seperti bahan organik, paduan chalcogenide dapat kembali ke keadaan kristal aslinya, yang memberikan kemungkinan beberapa perekaman ke disk.

Setahun sebelum munculnya format CD-RW, DVD (Digital Versatile Disc) terungkap. Kisah di balik DVD ini cukup menghibur. Itu berasal pada awal 90-an, ketika Philips dan Sony terlibat dalam pengembangan teknologi MMCD (Multimedia Compact Disc), dan aliansi, yang meliputi Toshiba, Time Warner, Hitachi, Pioneer dan beberapa lainnya, bekerja untuk menciptakan standar SD (Kepadatan Super). Kedua koalisi secara aktif memuji teknologi mereka, tetapi di bawah tekanan dari IBM, yang takut akan terulangnya "perang format" antara VHS dan Betamax, mereka berkompromi. Inilah bagaimana teknologi DVD muncul.

Fitur dari format DVD adalah bahwa awalnya dikembangkan sebagai pengganti kaset video yang menua. Oleh karena itu, pertama kali DVD singkatan diputuskan untuk menguraikan sebagai Digital Video Disc. Namun, belakangan ternyata DVD itu ideal untuk menyimpan segala jenis data, dan nama sebelumnya dengan cepat diubah menjadi Digital Versatile Disc.

Desain DVD-ROM tidak jauh berbeda dari CD standar sebelumnya. Dalam teknologi DVD, ukuran lubang dikurangi, sehingga untuk membaca cakram seperti itu menjadi mungkin untuk menggunakan laser merah dengan panjang gelombang 635 atau 650 nm. Sebagai perbandingan: CD dibaca dengan laser dengan panjang gelombang 780 nm. Selain itu, trek pit mulai terletak lebih dekat satu sama lain. Ini memungkinkan peningkatan kerapatan perekaman secara signifikan, dan sebagai hasilnya, satu lapis DVD berisi 4,7 GB data - 6,5 kali lebih banyak daripada CD. Juga harus dicatat bahwa desain DVD menyediakan untuk penggunaan dua pelat dengan ketebalan masing-masing 0,6 mm dan bukannya 1,2 mm dalam CD. Berkat ini, menjadi mungkin untuk merekam informasi pada DVD dalam dua lapisan - di lapisan bawah yang biasa dan di atas tembus.


Untuk membaca informasi dari disk dua lapis, laser perlu mengubah fokus dengan mengubah panjang gelombang. Keuntungan utama dari "cakram" tersebut adalah volume dua kali lipat - 8,5 GB. Selain itu, setelah beberapa waktu, DVD dua sisi muncul, termasuk yang double-layer. Kapasitas perangkat tersebut telah mencapai 17 GB yang mengesankan.

Pada tahun 1997, disk pertama yang dirancang untuk merekam informasi satu kali muncul dijual. Mereka mendapat label DVD-R. Dan sudah pada tahun 1999, orang dapat melihat pada penjualan perangkat DVD-RW, di mana informasi dapat direkam berkali-kali. Saat membuat dua format ini, prinsip yang sama digunakan yang menjadi dasar cakram CD-R dan CD-RW: antara substrat dan reflektor adalah lapisan materi organik atau anorganik, yang di bawah pengaruh laser mampu mensimulasikan lubang.

Kedua standar ini, DVD-R (W), diusulkan oleh DVD Forum Alliance. Selain itu, organisasi ini juga mengembangkan format DVD-RAM, yang lebih baik dibandingkan dengan DVD-RW dengan kecepatan baca yang lebih tinggi dan banyak siklus penulisan ulang (hingga 100 ribu, sementara disc DVD-RW hanya dapat ditulis ulang 10 ribu kali). Namun, format DVD-RAM tidak kompatibel dengan DVD-RW, dan karena itu drive DVD konvensional tidak dapat membaca disk tersebut. Untuk alasan ini, teknologi belum menerima banyak distribusi.



Pada tahun 2002, Sony dan Philips, yang bukan bagian dari Forum DVD, memperkenalkan teknologi DVD-R (W) yang kompatibel dengan DVD + R (W). Format baru dibedakan dari versi "minus" oleh tanda, yang sangat menyederhanakan posisi kepala baca, dan bahan lain dari lapisan reflektif. Selain itu, pada DVD + R (W), informasi direkam di atas yang lama, seperti pada kaset video, sedangkan untuk merekam pada DVD-R (W), perlu untuk menghapus semua data pada disk terlebih dahulu. Ini juga memiliki efek positif pada kecepatan tulis perangkat DVD + R (W).

Dengan ini, potensi teknologi DVD telah habis, dan langkah berikutnya dalam industri adalah merilis generasi baru drive optik: Blu-ray dan HD DVD. Mereka melihat cahaya pada tahun 2006. Format Blu-ray dikembangkan oleh konsorsium Blu-ray Disc Association, yang mencakup perusahaan besar seperti Sony, Panasonic, Samsung, LG dan banyak lainnya. Dan penciptaan teknologi HD DVD melibatkan pabrikan Jepang: NEC, Toshiba dan Sanyo. Kedua format menggunakan laser biru-ungu dengan panjang gelombang 405 nm, yang sekali lagi memungkinkan peningkatan kapasitas disk yang signifikan. Jadi, disk Blu-ray single-layer berisi 25 GB data, dan HD DVD - 15 GB.

Secara umum, karakteristik Blu-ray dan HD DVD sangat mirip. Tetapi studio film Amerika memperjelas bahwa mereka tidak akan mendukung kedua teknologi pada saat yang sama. "Perang Format" berlangsung dua tahun. Selama masa ini, sebagian besar studio film lebih menyukai standar Blu-ray, dan pada Februari 2008, Toshiba mengumumkan penghentian pengembangan dan dukungan lebih lanjut untuk DVD HD.

Sejak itu, Blu-ray tetap menjadi satu-satunya pemain di pasar drive optik. Selama waktu ini, disk BD-R dan BD-RE muncul untuk perekaman tunggal dan multipel. Selain itu, pada tahun 2009, teknologi 3D Blu-ray diperkenalkan, dirancang untuk menyimpan dan memutar konten video tiga dimensi. Dan pada awal tahun depan, peluncuran film 4K pertama pada cakram optik Ultra HD Blu-ray akan berlangsung. Standar baru ini memberikan dukungan untuk resolusi 3840x2160 piksel, Dolby Atmos dan DTS: format audio X, teknologi HDR dan pemindaian frekuensi tinggi (hingga 60 frame per detik). Kapasitas disk tersebut akan menjadi 50, 66 atau 100 GB.

(Bersambung…)

Source: https://habr.com/ru/post/id387287/