Магнитооптические накопители

Магнитооптические накопители

Существует довольно много различных накопителей, но только некоторые из них позволяют надежно хранить важные данных в течение длительного периода времени.

Что такое магнитооптика?

Магнитооптика, магнетооптика, раздел физики, в котором изучаются изменения оптических свойств сред под действием магнитного поля и обусловливающие эти изменения особенности взаимодействия оптического излучения (света) с помещенным в поле веществом.

Магнитное поле, как и всякое векторное поле, выделяет в пространстве определённое направление; поле в среде придаёт этой среде дополнительную анизотропию, в частности оптическую анизотропию. (Своеобразие симметрии, которой обладает магнитное поле, заключается в том, что его напряжённость Н и магнитная индукция В — не просто векторы, но осевые векторы.) Энергия атома (молекулы, иона) среды начинает зависеть от взаимного направления поля и магнитного момента атома; в результате уровни энергии атома расщепляются (иначе говорят, что поле снимает вырождение уровней). Соответственно, расщепляются спектральные линии оптических переходов между уровнями . В этом состоит один из эффектов Магнитооптики — Зеемана эффект. Поляризация зеемановских компонент («отщепленных» линий) ); поэтому в веществе, помещенном в магнитное поле, поглощение таких же компонент проходящего света (обратный эффект Зеемана) различно в зависимости от состояния их поляризации. Так, при распространении монохроматического света вдоль поля (продольномэффекте Зеемана) его правои левоциркулярно поляризованные составляющие поглощаются по-разному (так называемый магнитный круговой дихроизм), а при распространении света поперёк поля (поперечном эффекте Зеемана) имеет место магнитный линейный дихроизм, то есть разное поглощение составляющих, линейно-поляризованных параллельно и перпендикулярно магнитному полю. Эти поляризационные эффекты проявляют сложную зависимость от длины волны излучения (сложный спектральный ход), знание которой позволяет определить величину и характер зеемановского расщепления в тех случаях, когда оно много меньше ширины спектральных линий. (Аналогичные эффекты наблюдаются в люминесценции.)

Что представляют собой магнитооптические накопители?

Существует довольно много различных накопителей, но только некоторые из них позволяют надежно хранить важные данных в течение длительного периода времени. Среди них следует отметить внешние жесткие диски, CD, DVD и ленточные накопители. Однако существует одна малоизвестная альтернатива: магнитооптические накопители, обеспечивающие возможность долговременного хранения за счет особых магнитных свойств носителя.

В отличие от чисто оптической технологии, магнитооптические системы позволяют производить перезапись любое число раз. Более того, носители хорошо защищены в пластиковые картриджи, поэтому физические повреждения поверхности не возникают практически никогда, если, конечно, с ними правильно обращаться.

Основные принципы технологии магнитооптики достаточно просты. Во-первых, в исходном состоянии поверхность носителя невосприимчива к воздействию электромагнитного поля. Чтобы позволить материалу поляризоваться, как это происходит в жестких дисках, поверхность точечно разогревается с помощью лазера. Материал теряет свои ферромагнитные свойства по достижении так называемой точки Кюри. В процессе остывания пишущие головки магнитооптического накопителя перемагничивают поверхность.

Но за все приходится платить – магнитооптические накопители гораздо медленнее накопителей CD/DVD и жестких дисков. По этой причине, эта технология никогда не была рассчитана на рынок конечных пользователей, и по-прежнему ориентируется на определенный сегмент рынка.

Немножко истории

Эта технология зародилась в 1957 году, когда проводились испытания по использованию сфокусировано пучка электронов для записи и чтения данных. И развить эту концепцию удалось только с наступлением эпохи лазера.

Магнитооптическая технология начала использоваться для архивирования данных в конце 80-х годов. По сравнению с технологией сохранения данных на магнитных носителях, магнитооптика требует перед записью предварительного разогрева поверхности, позволяющего разрушить поляризацию драгоценного металла. Только после этого можно произвести запись. При чтении же используется исключительно оптика, что объясняет такое огромное различие между скоростями чтения и записи.

Выбор МО накопителя

3,5-дюймовые магнитооптические накопители дешевле 5,25-дюймовых МО накопителей. Как раз сочетание низких цен и компактного носителя и снискало им популярность. Первоначальный стандарт для носителя 3,5-дюймовых устройств определил емкость памяти 128 Мбайт. Современный стандарт устанавливает 230 Мбайт. Главным доводом в пользу приобретения 3,5- дюймовых МО накопителей служит их удобство. В большинстве компьютеров внутренние модели прекрасно размещаются в 3,5-дюймовых отсеках для накопителей. Модель PowerBook DynaMO компании Fujitsi стоимостью 449 долл., например, может быть установлена в Мас PowerBook 5300 или 190. Другие, поступающие в продажу примерно по такой же цене модели DynaMo 230, снабжены параллельным портом и интерфейсами IDE для систем РС. МСА 230ЕР компании Mitsubishi поддерживает порт расширения PowerBook, усовершенствованный параллельный порт и интерфейс SCSI. Чтобы МО накопитель Tahoe 230 стоимостью 699 долл. можно было подключать не только к ПК, но и к портативным компьютерам, компания Pinnacle Micro предлагает к нему дополнительный набор батарей.

Olimpus Deltis PowerMO 230 за 499 долл. и FWB HammerDisk 230 за 799 долл. — в ряду наиболее быстрых из представленных на рынке 3,5-дюймовых накопителей. Оба устройства имеют скорость вращения 4500 об/мин и буфер RAM емкостью 1Мбайт, что обеспечивает им относительно небольшое среднее время поиска, равное 26 мсек.

5,25-дюймовые магнитооптические накопители прошли путь развития от исходного стандарта емкостью 650 Мбайт, на смену которому пришел стандарт 1,3 Гбайт, до современного стандарта в 2,6 Гбайт, и, наконец, компания Pinnacle Micro установила новую высоту, анонсировав модель Арех емкостью 4,6 Гбайт. Все модели совместимы с более ранними версиями накопителей, исключая Арех 4,6, который работает с ISO-специфицированным носителем 2,6 Гбайт, но не поддерживает его предшественников.

5,25-дюймовые МО накопители отличаются большей скоростью вращения, меньшим временем поиска и, соответственно, более высокой скоростью передачи данных при записи и чтении. МО накопитель Арех 4,6 с объявленной стоимостью 1695 долл., основанный на однопроходной технологии записи, имеет все шансы для того, чтобы изменить установившееся на рынке представление об уровне устройств высшего класса. Однако, хотя компания планировала выпуск еще полгода назад, он пока еще не поступал ни к дилерам, ни к реселлерам. Pinnacle объяснила эту задержку обнаруженными в последний момент незначительными дефектами и объявила, что уже в марте планирует его выпуск в полном объеме. Кроме Арех, однопроходную технологию записи используют только МО накопители OD172 (внутренний) и OU172 (внешний) компании Hitachi America. В отличие от остальных МО накопителей, они записывают данные так же быстро, как и читают — со скоростью 3,37 Мбайт/сек.

В группу наиболее интересных моделей двухпроходных МО накопителей емкостью 2,6 Гбайт входит Olympus Deltis PowerMO стоимостью 2149 долл., к достоинствам которого относятся большой кэш на 4 Мбайт, среднее время доступа 26 мсек и высокая скорость чтения, равная 4,1 Мбайт/сек. Накопитель Maxoptix Т4-2600 за 2425 долл. входит в группу лидеров благодаря своему быстродействию: его среднее время доступа равно 39 мсек, а скорость чтения — 3,7 Мбайт/сек. У других накопителей высшего класса, SMO-F541 фирмы Sony емкостью 2,6 Гбайт и ценой 2495 долл. и Jupiter 1 компании Mass Optical Storage Technologies (MOST), показатель среднего времени доступа выше — 25 мсек и 24 мсек, соответственно, но ниже скорость чтения. До последнего времени из представленных на рынке накопителей высшего класса емкостью 2,6 Гбайт наименее дорогим считался накопитель Cheetah компании Plasmon за 1899 долл. с впечатляющим быстродействием — среднее время доступа 25 мсек, скорость чтения 2,1 Мбайт/сек.

Phase-Change Rewritable (PCR, перезаписываемый с изменением фазы) оптический накопитель, основанный на однопроходной технологии записи, работает медленнее МО накопителей, хотя после окончательной доработки сравнительно новой технологии PCR разработчики обещают радикальное улучшение параметров. В настоящее время устройства PCR составляют незначительную часть рынка, а в группу основных поставщиков входят только три компании: Panasonic, Plasmon и Toray. Ситуация может измениться после перехода производителей на накопители с двумя головками, которые смогут одновременно читать обе стороны диска — явный выигрыш по сравнению с МО устройствами. Сейчас единственное достоинство PCR — их конструктивная гибкость. Такие модели PCR, как LF-7300 фирмы Panasonic, работают не только с носителями PCR емкостью 1,0 Гбайт и 1,5 Гбайт, но также выполняют чтение и запись на носители WORM с промышленными стандартами 940 Гбайт и 1,4 Гбайт. Весьма значительна роль поставляемого с накопителями аппаратного и программного обеспечения: компания Toray, например, выпускает Phasewriter Max емкостью 1,5 Гбайт по цене 3995 долл. вместе с аппаратурой сжатия данных, которая позволяет увеличить память до 3 Гбайт.

Phase-Change Dual (PD, двойной с изменением фазы) накопитель — это накопитель типа PCR, который, кроме всего прочего, работает как устройство чтения CD- ROM с учетверенной скоростью. Поддерживаемые консорциумом производителей, эти соответствующие стандарту PD накопители позволяют работать с дисками CD-ROM (или Kodak Photo CD, или аудио CD) или выполнять операции чтения и записи с картриджем PCR емкостью 650 Мбайт. Причина популярности этих устройств прежде всего в том, что они представляют собой два накопителя в одном недорогом блоке. Производители систем памяти (Storage Tower System) начали включать в свои блоки оптические накопители PD. Подавляющее большинство накопителей PD выпускается компаниями Matsushita и Panasonic, так что производительность их практически одинакова, и почти неважно, покупаете ли вы модель Panasonic PD/CD ROM за 499 долл. или более дорогие примерно на 100 долл. накопители Phasewriter Dual или PD/CD компаний Toray и Plasmon, соответственно.