53_14.pdf

O tym się mówi

FMD − świecąca rewolucja

Obecnie najpo−

pularniejszymi ma−

sowymi nośnikami

informacji są dyski

twarde (HDD), pły−

ty CD (CD−ROM)

i płyty DVD (DVD−

ROM). Okazuje się

jednak, że pojem−

ność standardowej

płyty CD−ROM (do

700MB) nie wystar−

cza nawet do

współczesnych gier

komputerowych.

Płyty DVD−ROM,

które zresztą nie zy−

skały jeszcze szer−

szej popularności,

oferują pojemność

“zaledwie” kilku

czy kilkunastu giga−

bajtów. Nowe dyski

twarde mają pojem−

ności do kilkudzie−

sięciu gigabajtów,

a i to nie zawsze

wystarcza.

Ocenia się, że

w roku 2000 w su−

mie zostanie zapisa−

ny 1 eksabajt infor−

macji (1EB =

1000000TB=

1000000000GB),

z czego tylko 10% na

dyskach twardych

(reszta na innych no−

śnikach). W następ−

nym roku prawdopo−

dobnie zapisane zostanie 2 eksabajty danych.

Do ich zapisania potrzebne będą nośniki: twar−

de dyski, CD−ROM−y, DVD−ROM−y, taśmy

magnetyczne, dyski magnetooptyczne i inne.

W każdym razie obecne nośniki o pojem−

nościach mierzonych w gigabajtach pomału

stają się za małe i poszukuje się wciąż no−

wych, jeszcze pojemniejszych.

Przykładowo od kilkudziesięciu lat trwają

próby wykorzystania obrazów holograficz−

nych − na razie bez widocznych rezultatów

praktycznych, przede wszystkim ze względu

na brak odpowiednich materiałów, które nada−

wałyby się do roli nośnika takich obrazów.

I oto pod koniec ubiegłego roku firma

C3D zaprezentowała publicznie inny nowy ro−

dzaj wielowarstwowego nośnika informacji.

Po pięciu latach badań przedstawiono płytę

(FMD), kartę (FMC) oraz urządzenia do ich

odczytywania. Wydarzenie jest o tyle istotne,

że pojemność nowych nośników jest zadziwia−

jąco duża, a zastosowana technologia i rozwią−

zania otwierają zupełnie nowe perspektywy.

FMD − Florescent

Multi−layer Disk

Fot. 1 Płyta FMD

Dysk FMD wymiarami odpowiada standar−

dowej płycie CD (12cm średnicy), jednak jak

pokazują dwie fotografie wstępne , w odróż−

nieniu od płyt CD i DVD jest przezroczysty.

Zarówno w dyskach magnetycznych, jak

też płytach CD i DVD poszczególne bity in−

formacji są odtwarzane za pomocą swego

rodzaju “igły gramofonowej”. Jest to albo

głowica magnetyczna, albo głowica wyko−

rzystująca promień lasera. Czytelnicy EdW

wiedzą z wcześniejszych doniesień (zobacz

artykuł “Prawie wszystko o DVD” w EdW

5/98), że w przypadku CD i DVD ogranicze−

niem uniemożliwiającym zwiększenie gęsto−

ści zapisu jest długość fali światła. Dążenie

do coraz większej miniaturyzacji zaowoco−

wało zmniejszeniem wielkości pitów, zasto−

sowano światło czerwone o mniejszej długo−

ści fali, zwiększono liczbę czynnych warstw

do czterech – z płyty CD powstała płyta

DVD. Zastosowanie lasera niebieskiego je−

szcze trochę zwiększy pojemność, ale to już

koniec tej drogi. Osiągnięto tu kres fizycz−

nych możliwości, wynikający z zastosowa−

nej technologii. Na powierzchni nie da się

więcej upchnąć − nie można zmniejszać do−

wolnie rozmiarów pitów, bo światła nie da

się zogniskować w dowolnie małą plamkę.

Pozostaje prosta idea – zwiększyć liczbę

warstw.

Idea świetna, ale trudno ją zrealizować.

W płycie DVD przewidziano maksymalnie

cztery warstwy czynne – po dwie z każdej

strony płyty, co daje maksymalną pojemność

do 18GB. W DVD nie da się zwiększyć licz−

by warstw. Przyczyna tkwi w zastosowanym

systemie odczytu, gdzie wykorzystywane

jest spójne światło laserowe. Wiązka spójne−

go światła laserowego zogniskowana jest

w maleńką plamkę i odbija się od wgłębień

(pitów) warstwy czynnej. Po odbiciu trafia

do fotoelementu odczytującego albo ulega

rozproszeniu, i na tym z grubsza biorąc pole−

ga odczyt zapisanych zer i jedynek. Nie moż−

na zwiększyć liczby warstw powyżej dwóch

(były takie próby), bo spójne światło lasera

po przejściu przez półprzezroczyste warstwy

bliższe powierzchni straciłoby swe właści−

wości i nie byłoby w stanie odczytać trzeciej,

najgłębszej warstwy. Należy tu podkreślić, że

nośnikiem informacji jest właśnie odbite

Zapotrzebowanie na nowe nośniki informacji

cyfrowej rośnie w tempie większym niż 60%

na rok. Przyczyniają się do tego nie tylko

amatorzy, korzystający z PC−tów, lecz także

nowe instytucje, wykorzystujące potężne

komputery i Internet. Przykładowo powstają−

ce jak grzyby po deszczu internetowe domy

sprzedaży wysyłkowej potrzebują pamięci

stałych o olbrzymiej pojemności, by zmaga−

zynować wyczerpujące informacje graficzne

i tekstowe o całej

swej ofercie.

Podobne przykła−

dy zapotrzebowa−

nia na pojemne no−

śniki informacji

można mnożyć.

M E U

Elektronika dla Wszystkich

O tym się mówi

światło lasera. Próby zwiększenia liczby

warstw powyżej dwóch nie udają się właśnie

ze względu na fakt, że najpierw należy świa−

tło lasera skupić w maleńką plamkę na jednej

z warstw zachowując jej spójność, a następ−

nie odebrać, jakoś skupić i przetworzyć świa−

tło odbite od tej warstwy.

Idea zwiększenia liczby warstw jest jed−

nak bardzo kusząca i wykorzystano ją

w opisywanych nośnikach FMD oraz kar−

tach FMC. Zastosowana koncepcja i tech−

nologia może okazać się przełomem, ponie−

waż otwiera drogę do zwiększenia liczby

warstw nawet do 100. Także i tu wykorzy−

stuje się skupioną wiązkę światła z lasera.

Światło lasera jest wykorzystywane do po−

budzania materiału fluorescencyjnego,

umieszczonego w mikroskopijnych wgłę−

bieniach jednej z wielu czynnych warstw.

W odróżnieniu od płyt CD i DVD tu NOŚNI −

KIEM INFORMACJI NIE JEST ŚWIATŁO ODBI −

TE . W dysku FMD i karcie FMC materiał

fluorescencyjny, pobudzony skupionym

światłem lasera, WYTWARZA WŁASNE ŚWIA −

TŁO , O KOLORZE ( NIECO ) INNYM NI ż KOLOR

ŚWIAT Ł A LASERA . Odpowiedni czujnik

z kolorowym filtrem reaguje tylko na to

wytworzone światło, a pozostaje niewrażli−

wy na ewentualnie odbite świa−

tło lasera czy światło otoczenia

– zobacz rysunek 2 , przedsta−

wiający budowę czytnika kart

FMC. I właśnie ten pomysł, by

uniezależnić się od interferencji

związanych ze światłem lasero−

wym przez wytworzenie “inne−

go” światła, pozwolił radykalnie

zwiększyć liczbę warstw czyn−

nych i zbudować nośnik, który

śmiało można nazwać objęto−

ściowym.

W poliwęglanowej warstwie

wykonane są mikrowgłębienia

o wymiarach mniej więcej 0,5

mikrometra, wypełnione substan−

cją świecącą. Jeśli na takim wgłę−

bieniu zostanie skupione światło

lasera, materiał fluorescencyjny

zostanie pobudzony do świece−

nia. Przekrój kilkuwarstwowej płyty pokaza−

ny jest w uproszcze−

niu na rysunku 3 .

O prawidłowym dzia−

łaniu decyduje sku−

pienie światła lasera

na odpowiedniej war−

Rys. 2 System odczytu kart FMC

stwie – inne war−

stwy nie świecą,

ponieważ są oświe−

tlone rozproszo−

nym światłem,

które jest na tyle

słabe, że nie pobu−

dza materiału ak−

tywnego.

Rysunek 2

wskazuje ponadto,

że przy odczycie

karty porusza się

ona w jednym kie−

runku (kierunku

oznaczonym Y–

wzdłuż swej dłuż−

szej osi), natomiast

odczyt w poprzek

(kierunek oznaczo−

ny X) jest zapew−

niony dzięki rucho−

wi nie karty, tylko

systemu optyczne−

go czytnika. Do−

datkowy przesuw

systemu optyczne−

Rys. 3 Budowa wewnętrzna FMD

i FMC

go w trzeciej osi (oznaczonej Z) jest niezbęd−

ny dla zogniskowania promienia lasera na

odpowiedniej warstwie.

Na podstawie dotychczasowych badań

należy się spodziewać, że przy 100 war−

stwach czynnych (oddalonych od siebie

o 20 mikrometrów) będzie można na typo−

wym 12−centymetrowym dysku o wielkości

krążka CD zapisać 1,4TB, czyli 1400 giga−

bajtów informacji. Jest to pojemność 2000

CD−ROM−ów. Oznacza to, że w jednym

centymetrze sześciennym nośnika można

będzie zapisać ponad 1 terabajt danych.

Koniecznie trzeba odnotować, że wre−

szcie mówi się o zapisie objętościowym i ob−

jętościowej gęstości zapisu, wyrażonej w gi−

gabajtach na centymetr (lub cal) sześcienny .

W przypadku wcześniejszych nośników

można tylko mówić o zapisie powierzchnio−

wym i powierzchniowej gęstości zapisu, wy−

rażanej w giga− lub megabajtach na centy−

metr (lub cal) kwadratowy . Tak oto pomału

zaczyna się realizować marzenie wielu uczo−

nych, futurologów i autorów s−f − marzenie

o maleńkich kostkach magazynujących

Elektronika dla Wszystkich

M E U

O tym się mówi

nieprzebrane zasoby informacji. Czynny no−

śnik informacji karty FMC to właśnie prze−

zroczysta kostka, a ściślej kwadratowa płytka

o boku 2cm.

Na razie zademonstrowano 10−warstwo−

wą płytę (FMD) o pojemności 140GB

(140000MB) oraz 20−warstwową kartę FMC

(Florescent Multi−layer Cards) o standardo−

wej wielkości karty kredytowej i pojemności

10GB (10000MB). Kartę można zobaczyć na

fotografii 4 . Taka pojemność pozwoli na

zmagazynowanie 20 godzin skompresowa−

nego programu HDTV. Możliwe jest jedno−

czesne odczytywanie wielu warstw, co za−

pewnia oszałamiająca prędkość odczytu da−

nych – do 1GB na sekundę.

Nowe płyty, karty i stacje odczytujące ma−

ją się pojawić na rynku pod koniec tego roku.

Przeprowadzono też próby z dyskiem o śre−

dnicy 3cm (mini−FMD) o pojemności takiej,

jak płyta DVD. Zarówno dyski (FMD), jak

i karty (FMC) mogą być produkowane w we−

rsji standardowej ROM (zapisywane fabrycz−

nie) oraz jako WORM (Write Once−Read Ma−

ny), czyli jednokrotnie zapisywane przez

użytkownika, podobnie jak płyty CD−R. Fo−

tografie 5 i 6 pokazują prototypy stacji dys−

ków FMD i odtwarzacza “kompaktów”

FMD.

Być może właśnie płyta FMD i pochodne

są kluczem do przyszłości. Wymagana tech−

nologia wytwarzania zarówno płyt, jak i sta−

cji odczytujących jest niewiele bardziej

skomplikowana od stosowanej przy CD

i DVD, a co najważniejsze, stacje dysków

FMD będą kompatybilne w dół, to znaczy

odczytywać także płyty CD i DVD. To jest

istotna zaleta.

Z drugiej strony

tak wielka pojem−

ność nie jest obe−

cnie potrzebna

wszystkim, a jedy−

nie nielicznym.

Pod znakiem zapy−

tania stoją więc

szanse na szybkie

rozpowszechnienie

nowych rewelacyj−

nych nośników.

Może się okazać,

że zanim nowe dys−

ki staną się po−

trzebne przeciętne−

mu użytkownikowi

PC−ta, pojawi się

jeszcze lepszy no−

Fot. 6 Prototypowy odtwarzacz

“kompaktów” FMD

śnik. Przyszłość pokaże, jak potoczą się losy

dysków FMD i kart FMC, w każdym razie

jest to bardzo istotny krok w kierunku zwięk−

szenia gęstości zapisu przez wykorzystanie

zapisu objętościowego.

Piotr Górecki

REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA

Fot. 5 Prototypowa

stacja dysków FMD

Fot. 4 Karta FMC − ClearCard

M E U

Elektronika dla Wszystkich

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: