Вступ.
Відносно недавно, компанією C3D було оголошено про створення новітнього типу носіїв інформації, під загальною назвою FMD ROM (fluorescent multilayer disk), тобто флуоресцентний багатошаровий диск. Ця перспективна розробка, як очікують її творці, повинна після свого виходу замінити всі існуючі на сьогоднішній момент пристрої зберігання інформації, причому не тільки застарілі диски CD-ROM, але і відносно нові DVD-ROM.
Магнітні диски проіснували більше тридцяти років, CD-ROM трохи менше двадцяти, на зміну CD зовсім недавно прийшов стандарт DVD і ось не минуло і три роки, як з'явився наступник DVD.
Так, DVD, який на сьогоднішній день є найбільш ємним змінним носієм цифрової інформації, в недалекому майбутньому поступиться за всіма показниками новому стандарту носіїв FMD ROM.
DVD vs FMD ROM.
За якими параметрами FMD ROM буде перевершувати DVD?
Перший параметр - співвідношення розмір/ємність. Тут «» fluorescent multilayer disk «» поза конкуренцією. Розробники заявляють, що вже зараз перші прототипи здатні вміщати при розмірі диска 12 см в діаметрі, тобто на стандартному 5 дюймовому носії до 140Гб. Це при десяти шарах. А в найближчих планах компанії C3D є бажання, як мінімум удесятірити число шарів. При цьому стає цілком реальною можливість створення змінних носіїв інформації ємністю в десятки терабайт. Та ємність, яку на сьогоднішній день можна отримати лише при використанні величезних дискових масивів, що займають часом цілі шафи і навіть кімнати, буде забезпечуватися компактним диском, який з легкістю вміщується в кишені!
Щодо швидкості доступу ще дуже мало даних. Розробники обіцяють, що цей параметр буде набагато вищим, ніж у DVD. Хотілося б вірити, адже інакше, з існуючими швидкостями, при роботі з терабайтними масивами інформації навіть прості операції, наприклад, перечитка диска, може затягнутися на кілька годин. Нові гігантські обсяги вимагають і відповідних швидкостей доступу.
Що ж стосується співвідношення ємність/вартість носія, то і тут FMD ROM не має собі рівних. Адже він являє собою практично шматок пластмаси, вірніше полімерну матрицю з фотохромною речовиною, але за вартістю, це просто пластиковий диск. І жодних витрат на створення дорогих напівпрозорих шарів, як у DVD. Власне і ніяких шарів у звичному сенсі цього слова немає, але про це в наступному розділі.
Про принципи функціонування FMD ROM.
Вигляд FMD ROM. Як ви бачите диск абсолютно прозорий, хоча і має формат звичайного КД або DVD диска. На відміну від звичайного CD-ROM, в якому відбиваючий алюмінієвий шар нанесений на видавлену підкладку з полімеру, через що він власне і непрозорий, диск FMD ROM монолітний і при цьому розділений по вертикалі на деякі умовні області названі розробниками «» шарами «» (l Ці «шари» не є шарами у звичайному значенні, це скоріше параметр форматування диска, найближчий аналог - це сектори і доріжки для магнітних носіїв. Товщина цих шарів суворо фіксована, і це не випадково. Щоб зрозуміти, чому розробники вибрали саме цю товщину кожного з шарів, треба розглянути принципи запису/зчитування інформації на FMD ROM.
У оптичних носіях (КД, DVD, магнітооптика) під час читання промінь напівпровідникового лазера відображається від шару із записаною інформацією.
Відображений промінь потім фіксується детектором - приймачем. Грубо кажучи, зчитування йде за принципом: влучив або не влучив промінь у приймач. Максимальна питома ємність диска визначається розміром світлової плями від лазера, яка в свою чергу залежить від довжини хвилі (у червоних лазерів - 650нм). Можна використовувати два шари, причому зробити один з шарів прозорим для випромінювання з певною довжиною хвилі, як це реалізовано в DVD. Але два шари - це межа, більше зробити дуже складно, так як потрібні дуже точні фокусуючі системи, які будуть працювати тільки в лабораторних умовах. Зрозуміло, масове виробництво таких систем є неймовірно дорогим і нерентабельним. Та й взагалі, технологія відображаючих шарів підійшла до своєї межі розвитку.
Але ось творці технології багатошарових дисків, компанія C3D, знайшли спосіб обійшли проблему множинної інтерференції між шарами і втрати самого променя в багатошарових дисках. І технологічно це виглядає дуже красиво і дотепно.
Розробниками FMD було запропоновано наступне рішення: матеріал, що містить записану інформацію, не відображає, як підкладка в DVD або CD, а випромінює! Використано явище флуоресценції, тобто, при освітленні активуючим випромінюванням (в даному випадку напівпровідниковим лазером з певною довжиною хвилі) речовина починає випромінювати, зсуваючи спектр випромінювання в бік червоного кольору на певну величину. Причому величина зсуву залежить від товщини шару. Таким чином, вибравши такий товщину шару, щоб спектр відбитого світла виходить зміщеним відносно довжини хвилі випромінювального лазера на строго певну величину, наприклад на 30 або 50 нм, можна з високою достовірністю записувати інформацію вглиб диска і згодом зчитувати її без втрати даних.
Для FMD ROM розробниками так само запропоновано назву «» тривимірний диск «», і в даному випадку це цілком виправдано.
Таким чином, щільність запису залежатиме і від чутливості реєструючого детектора. Чим менше те додаткове випромінювання флюоресуючої речовини, що додається до частоти робочого лазера, який вдасться зафіксувати, тим більше число шарів можна вмістити в один диск.
Випромінене світло від флуоресцентного шару некогерентне і добре контрастує з відображеним світлом лазера, що є додатковою гарантією надійності зчитування, адже без відображень все одно не обійтися, вони будуть відбуватися від поверхні диска та інших записаних шарів. Якісне погіршення сигналу в звичайних (відбиваючих) багатошарових дисках наростає зі збільшенням кількості шарів, але ось у випадку з флуоресцентними дисками це погіршення відбувається набагато повільніше. За заявою розробників FMD ROM, навіть при кількості шарів більше сотні не буде відбуватися сильного спотворення корисного сигналу. Використовуючи синій лазер (480нм) можна збільшити щільність запису до десятків Терабайт на один FM диск. Цілком можливо створення диска з 1000 шарами - це вже субмолекулярні розміри. Теоретично можливе створення плями розміром у кілька молекул, проблема лише в тому, як зафіксувати настільки мале флуоресцентне випромінювання.
Одна з головних особливостей цієї розробки - можливість паралельного читання шарів (тобто послідовність біт буде записана не по «доріжках», а по шарах) - швидкість вибірки даних в цьому випадку повинна бути дуже високою. Ось вже дійсно "3-х мірний диск" ".
На фотографії - привід для таких дисків, поки, зрозуміло, тільки прототип.
Ну ось, з читанням розібралися, а як йдуть справи із записом? Принцип запису на FMD ROM заснований на явищі фотохромізму. Фотохромізм - це властивість деяких речовин під дією активного випромінювання звернемо переходити з одного стану в інший, при цьому змінюючи свої фізичні властивості (наприклад, такі як колір, поява/зникнення флюоресценції тощо). Матеріал, з якого складається FMD ROM містить спеціальну фотохромну субстанцію, яка циклізується під впливом лазерного променя певної довжини хвилі, перетворюючись на необхідний стійкий флуоресцент. Зворотна реакція рециклізації, що призводить до зникнення флуоресцентних властивостей (операція стирання), відбувається під дією лазера з іншою довжиною хвилі. Стираюча частота лазера вибирається з таким розрахунком, щоб вона не зустрічалася в повсякденному житті, щоб уникнути втрати даних. Ну, і природно читаючий лазер, ні в якому разі не повинен вносити зміни в дані, що зберігаються на диску.
Найбільш цінними фотохромними властивостями мають з'єднання під назвою фульгіди, тому можна припустити, що використовуваний в FMD ROM фотохром належить саме до цього класу.
Загальна формула фульгідів:
Взагалі ідея використання фотохромів як носіїв інформації не нова. Їй приблизно тридцять років. І лише тепер ця ідея була реалізована на практиці.
Коментувати ()
Якщо Ви помітили помилку - виділіть її мишею і натисніть CTRL + ENTER.
Матеріали за темою
Однодисковий NAS Synology DS120j - коли ціна має значення
Огляд жорсткого диска WD Gold 4 Тбайт (WD4003FRYZ): для ЦОДу і для дому
Огляд NVMe-накопичувача Silicon Power P34A80: еталонний Phison E12 і нова прошивка
Чи дійсно PCI Express 4.0 - важлива перевага Ryzen 3000? Перевіряємо на NVMe SSD
NIMBUSTOR AS5202T - NAS від ASUSTOR для геймерів і техногиків
Підсумки 2019 року: жорсткі диски
"
