МО — как много в этом звуке! 2

"Обещанного три года ждут," - говорят в народе. Так и я, пообещав продолжить рассказ о магнитооптике, начало которого вы все могли видеть в КГ N№46 (23.11.99 г.), продолжаю только сейчас. Но лучше поздно, чем никогда (снова народная мудрость), а потому вернемся к начатой теме.

(c) Компьютерная газета

Итак, в прошлый раз мы с вами говорили об устройстве магнитооптического картриджа, а в этот раз речь пойдет о том, как работает магнитооптический привод, и, судя по пришедшему количеству писем, о самом ожидаемом вопросе - преимуществах и недостатках магнитооптики перед другими накопителями и ценах на эти устройства.

Начнем с работы. В первую очередь разберемся с необходимыми нам понятиями магнитного домена, точки Кюри и коэрцитивной силы и эффектом Керра. Если Вы имеете представление о вышеперечисленном, то следующие несколько абзацев можете опустить.

Итак, кроме молярной структуры, магнетик имеет еще и доменную структуру. Если разбить магнетик на много достаточно малых кусочков, каждый из которых обладает какой-то намагниченностью, которая характеризуется вектором намагниченности, то эти кусочки объединяются в домен по двум признакам: сонаправленность векторов намагниченности и близкое расположение. Если внутри этой группы есть кусочек с другой ориентацией вектора намагниченности, то он просто меняет направление этого вектора на направление векторов в группе. Таким образом, магнитный домен - это макроскопическая однородно намагниченная область в ферромагнитных образцах, отделенная от соседних областей тонкими переходными слоями (доменные границы).

Магнитное покрытие диска имеет доменную структуру, т.е. состоит из множества доменов, намагниченных определенным образом. Под воздействием внешнего магнитного поля собственные магнитные поля доменов ориентируются в соответствии с направлением магнитных силовых линий. После прекращения воздействия внешнего поля на поверхности домена образуются зоны остаточной намагниченности. Напряженность магнитного поля, необходимая для перемагничивания магнитного материала, называется коэрцитивной силой.

Эффект Керра заключается в изменении плоскости поляризации отраженного лазерного луча в зависимости от направления магнитного поля отражающего элемента.

С изменением температуры магнитные свойства вещества (нас только они интересуют) способны сильно изменятся. При достижении определенной температуры, которая у каждого вещества своя, исчезает намагниченность (магнетик считается не намагниченным, если домены располагаются произвольным образом и их магнитные поля не создают общего поля), а коэрцитивная сила падает до нуля. Именно эта температура и называется точкой Кюри.

С основными понятиями, кажется, все, и теперь пойдем дальше. Из самого названия магнитооптики вам уже должны были стать понятны физические принципы работы накопителей. А если вы еще внимательно прочитали и разобрались в понятиях, о которых только что шла речь, то, наверное, уже до конца поняли, как это работает. Если это не так - читаем дальше.


В МО-дисках, в отличие от CD, применяется магнитный записывающий слой, изготавливающийся из материала, обладающего высокой коэрцитивной силой. В процессе записи данных на диск луч лазера фокусируется на поверхности магнитного слоя. В точке фокусировки поверхность магнетика разогревается до температуры немного выше точки Кюри, коэрцитивная сила падает до нуля и поле записывающей магнитной головки производит запись. Разогретый участок остывает, а магнитная ориентация доменов сохраняется. Запись производится блоками. Для изменения части информации в блоке необходимо перезаписать весь блок.

Обычные диски требуют процесса с тремя проходами - стирания, записи и проверки. При записи используется внешнее магнитное поле, направление которого не может быть быстро изменено. Поэтому во время первого прохода все биты устанавливаются в состояние "ноль", а во время второго - направление магнитного поля меняется и нужные биты устанавливаются в состояние "единица". Последний проход - проверка - как правило, в целях сокращения времени записи и перезаписи не используется. Это традиционная технология.

Важным шагом в магнитооптических технологиях явилась технология LIMDOW (Light Intensity Modulation Direct OverWrite), изобретенная и запатентованная корпорацией Nikon. Применение этой технологии позволяет записать данные за один проход (опять же, без прохода проверки). В этом случае используется как внешнее магнитное поле, так и встроенное в диск, от дополнительных магнитных слоев, имеющих специально подобранные значения точек Кюри и коэрцитивной силы. Для записи "единиц" используется высокая интенсивность луча, а для "нулей" - низкая. Направление магнитного поля не переключается - намагничивание происходит либо от внешнего поля, либо от дополнительных магнитных слоев. Требуя только прохода перезаписи, LIMDOW дает 100% увеличения производительности. Кроме того, диски LIMDOW имеют более долгий срок хранения информации.

Считывание данных с диска происходит с помощью поляризованного лазерного луча пониженной мощности (25% от номинальной), недостаточной для разогрева рабочего слоя. При попадании луча на упорядоченные магнитные частицы диска, ориентированные при записи данных, их магнитное поле меняет поляризацию луча (эффект Керра). Хотя плоскость поляризации поворачивается всего на несколько градусов, этого уже достаточно для обнаружения и использования для чтения данных. Оптическую схему цикла чтения и записи магнитооптических приводов вы можете найти на рисунках.

Теперь пришла пора поговорить о преимуществах и недостатках магнитооптики перед другими накопителями.

Основным достоинством МО-носителей было и есть, пожалуй, наивысшая надежность хранения данных. Случайное изменение данных невозможно, т.к. материал обладает высокой коэрцитивной силой, и для изменения намагниченности необходимо магнитное поле очень большой напряженности. Вторым достоинством является то, что МО - это сменные носители, и большие объемы информации вы можете переносить без проблем. Тут, конечно, возможно возражение: а как же CD-R? А никак: на мой взгляд применение CD-R и даже CD-RW является лишь временным выходом из положения, когда вам необходимо постоянно переносить или надежно хранить большие объемы ценной информации. К тому же, ни один сегодняшний CD-ROM не обеспечит вам таких скоростей, как магнитооптика (разве что по скорости приличные записи "пишущие сидюки" способны обойти самые дешевые модели МО). В отличие все от тех же CD, в процессе чтения/записи данных на МО-носитель никаких необратимых процессов не происходит, и запись на МО-диск теоретически способна производится неограниченное число раз, это третье достоинство. Четвертое - МО-диск упрятан в картридж и хорошо защищен от механических повреждений, в то время как CD перед серьезными неприятностями не устоит. Вы пробовали носить компакты без коробки в кармане? Пятым достоинством является низкая стоимость хранения одного мегабайта информации.

Долгое время основным недостатком МО были очень низкие скорости записи, в то время как скорости чтения были на уровне средних жестких дисков. С изобретением технологии LIMDOW скорости записи приближаются к скоростям чтения, и данный недостаток исчез. Может быть, я не объективен, но единственным недостатком магнитооптики мне видится лишь их относительно высокая стоимость, по сравнению все с теми же CD. Хотя стоимость среднего CD и MO накопителя приблизительно равны. Больше мне о недостатках сказать нечего.

Думается мне, что продолжением темы достоинств и недостатков должна стать тема "область применения". Область применения МО-дисков определяют их высокие характеристики надежности, объема и сменяемости. МО-диск необходим для задач, требующих большого дискового объема: САПР, обработка изображений и звука. Для МО-дисков очень выгодным использованием является резервное копирование жестких дисков или баз данных. В отличие от традиционно применяемых для этих целей стримеров, при хранение резервной информации на МО-дисках существенно увеличивается скорость восстановления данных после сбоя. Это объясняется тем, что МО-диски являются устройствами с произвольным доступом, что позволяет восстанавливать только те данные, в которых обнаружился сбой. Применение МО-дисков также целесообразно при работе с приватной информацией больших объемов.

Ну, а сейчас поговорим о том, о чем вы больше всего спрашивали: что? где? когда? почем? Начнем с вопросов "где?" и "почем?". В этот раз при опросе я воспользовался не телефоном, а направил вопрос по e-mail в те фирмы, в которых, судя по строчной рекламе, имелись МО-накопители и e-mail адреса которых у меня были. За полторы недели в мой ящик попал прайс только фирмы Unity Service, за что этой фирме спасибо. Итак, поехали. Судя по прайсу, в наличии у них имеется 7 моделей производства Fujitsu.

Из внутренних накопителей объемом 1300 Мб и интерфейсом ATAPI фирмой Unity Service предлагается модель MCD 3130 AP стоимостью 390 у.е, с интерфейсом SCSI - модель MCD 3130 SS стоимостью 415 у.е. Накопители, рассчитанные на применение носителя объемом 640 Мб, были представлены с интерфейсом SCSI - моделью MCB 3064 SS стоимостью 265 у.е., с интерфейсом ATAPI - моделями MCB 3064 AP - 250 у.е., DynaMO 640 AI - 240 у.е.

Внешние накопители были переставлены двумя моделями с интерфейсом SCSI, рассчитанными на носитель максимальной емкостью 640 Mb: DynaMO 640 SD-NC - 310 у.е., DynaMO 640 Plus - 300 у.е.

Думаю, приведенных данных достаточно, для того чтобы частично удовлетворить любопытство. Вообще, покупка МО-накопителя не должна стать в Минске проблемой. А как обстоят дела в провинции?

Да, провинция на то и провинция, чтобы дела там обстояли не так хорошо. Например, в Бобруйске, по информации предоставленной НПК "Вектор", на складе магнитооптики никто не держит. В общем-то, это и не удивительно. Специфический это накопитель. Да и вообще, в городе их используется около 12 штук (оказалось намного больше, чем я ожидал). Накопитель можно заказать, а сейчас в основном "Вектор" завозит МО-диски. Привести ориентировочные цены мой собеседник не смог, так как со времени последней поставки прошло довольно много времени, а рынок меняется. Вот такие дела в провинции.

На следующий вопрос - "что?" - я ответить не могу. По крайней мере пока. За время, прошедшее с моего последнего общения с магнитооптикой, большинство фирм-производителей обновили линейку выпускаемой МО-продукции, поэтому мне необходимо сперва ознакомиться самому. Если что-то попадет ко мне на тестирование - немедленно поделюсь. А пока все. Если у вас остались какие-то вопросы - пишите.

Антон Клыга