Журнал «Компьютерра» № 29 от 14 августа 2007 года

ТЕХНОЛОГИИ: Хорошо забытое старое

Автор: Родион Насакин

В начале июля Emca International, которая уже больше сорока лет занимается стандартизацией потребительской электроники и является автором 90 % всех спецификаций оптических и магнитных носителей, объявила о первых результатах деятельности технического комитета TC44. Эта рабочая группа была образована два года назад, для того чтобы создать промышленный стандарт для голографических носителей данных.

Технология скоростной записи за счет интерференции двух лазерных лучей позволяет повысить емкость оптического носителя, используя все три измерения рабочего слоя диска (вместо одного – в нынешних CD/DVD). Сам принцип появился более сорока лет назад. Однако поначалу не существовало соответствующих материалов для практической разработки, потом исследовательские процессы в R’n’D-департаментах заинтересованных корпораций занял существенно больше времени, чем ожидалось.

История практических работ над созданием голографических носителей началась семь лет назад, когда заинтересовавшаяся этим направлением корпорация Lucent основала для создания устройств отдельную компанию InPhase Technologies. Год спустя предприятие уже рапортовало о том, что с помощью разработанной технологии можно записать на диск диаметром 5,25 дюйма до 1,6 терабайта информации. Сейчас теоретическим пределом емкости голографических дисков считается уже 3,9 терабайта.

В 2002-м InPhase представила в Лас-Вегасе на выставке Национальной ассоциации теле– и радиовещателей (NAB) первый рабочий прототип привода, который умел записывать на диски до 100 гигабайт цифрового видео. Это согласовалось с планами компании в то время. В 2003-м ожидалось начало поставок оборудования для нужд профессиональных телестудий, а в 2004-м InPhase рассчитывала достичь сокращения стоимости производства до достаточного для массового рынка уровня. Правда, стратегия оказалась чересчур оптимистичной, и впоследствии время адаптации под среднестатистического потребителя перенесли на 2008—09 гг. Еще одной проблемой для использования голографических дисков в быту стали сложности с частичным дозаписыванием на носителях, из-за чего потенциальная сфера их применения существенно ограничивалась. В частности, становилось невозможным их использование в качестве альтернативы жестких дисков.

К 2005-му в InPhase удалось на практике достичь емкости в 300 гигабайт на диск. Сами носители представляют собой диски, как правило, в защитном картридже, который не мешает записи/воспроизведению. Запись осуществляется за счет разделения лазерного луча на два потока: передающий и служебный, которые в месте пересечения на поверхности носителя и образуют голограмму. Изменяя угол потока, длину волны и положение диска можно записать на одном участке множество голограмм, что и позволяет существенно повысить плотность (подробнее о технологии записи/чтения голографических носителей см. статью Олега Нечая, www.terralab.ru/storage/240825).

Главной задачей, которую удалось решить в InPhase, стал поиск материала для изготовления дисков, обладающий удовлетворительными характеристиками – в первую очередь высокой светочувствительностью поверхности. При этом для массового производства этот материал (и процесс обработки) должен был стать удобным в обработке и недорогим. Первое условие было выполнено. Эстафету у InPhase переняли в Hitachi Maxell. Компания занялась доработкой технологии под рыночные реалии. А вот со вторым требованием – дешевизной, ситуация не столь однозначная. В марте 2006-го, когда разработчики рапортовали о новом емкостном рекорде – 515 гигабит на квадратный дюйм, то есть 500 гигабайт на диск, в InPhase заодно озвучили планируемые расценки. Стоимость записывающего привода должна была составить около $10 тысяч, а "болванка" к нему – около $100 (по другим оценкам, $15 тысяч и $200 соответственно).

Интересно, что InPhase и ее партнеры изначально столкнулись с серьезным конкурентом. Аналогичные разработки с примерно одинаковыми темпами прогресса, но полной несовместимостью предлагаемых носителей ведет японская компания Optware. Она была основана восемь лет назад двумя выходцами из Sony, специализировавшимися в корпорации на инновациях в сфере носителей информации. От предложенной в InPhase технологии разработка Optware выгодно отличается компактностью, так как специалистам компании удалось реализовать работу и первого, и второго лазера через одну и ту же оптическую систему. Optware также продемонстрировала первые образцы своих голографических дисков в 2002 году и основала альянс из производителей оптических дисков Японии и Китая для совместной работы над новой технологией.

Об опытных образцах HVD (Holographic Versatile Disc) и HVC (Holographic Versatile Card) относительно регулярно начали рапортовать только в 2005—06 годах. Постепенно отчеты о появлении очередного терабайтового диска, не выбравшегося за пределы заводской лаборатории, перестали впечатлять, а разговоры о грядущей революции в сфере носителей информации постепенно затихли. Тем более что внимание рыночных наблюдателей переключилось на конфликт Blu-Ray и HD DVD, которые уже перешли в стадию широкой коммерческой эксплуатации и заручились поддержкой представителей смежных рынков, в частности, кинокомпаний и производителей игровых консолей.

Появление двух стандартов Emca: Information Interchange on HVD Recordable Cartridges – Capacity: 200 Gbytes per Cartridge и Information Interchange on HVD-ROM – Capacity: 100 Gbytes per disk несколько оживили интерес к голографическим носителям. Ведь до вывода технологии на рынок HVD теперь отделяет лишь ратификация спецификаций в IEEE. Весь путь от инициации разработки до окончательного оформления в стандарты курировала Optware, которая видит в носителях нового поколения свой главный шанс выйти в мировые лидеры рынка, над формированием которого она так долго и настойчиво трудится. Впрочем, над проектом в Emca работали и представители других вендоров, инвестирующих в Optware, в том числе CMC Magnetics, Fuji Photo Film, Matsushita, Pulstec Industrial, Toagosei и др. Ходят слухи, что Optware удалось снизить цену привода до $3000, а носителя – до $70-100.

Hitachi Maxell тоже не стоит на месте и озвучивает более амбициозные планы, чем те, что озвучены в стандартах. Так компания рассчитывает завоевать корпоративный рынок поставками 300-гигабайтных дисков InPhase Tapestry 300R со скоростью передачи данных 20 мегабит/с. Правда, ожидается, что цена привода, который позволит записывать эти диски, составит $18000. "Болванка" обойдется в $180 за штуку. Для массового пользователя предложат менее емкие носители с размерами в 75 и 100 гигабайт размерами примерно с почтовую марку. В 2008-м Hitachi Maxell собирается наладить выпуск носителей емкостью в 800 гигабайт, а к 2010-му перешагнуть символический терабайтовый порог.

Как видно из названий стандартов носителям, которые могут в обозримом будущем появиться в продаже, пока далеко до достигнутой в опытных условиях емкости, не говоря уж о теоретическом пределе. Optware планирует выпускать перезаписываемые диски в картриджах по 200 Гбайт и диски только для чтения без картриджа по 100 Гбайт. Кроме того, компания все же попробует добиться сертификации в IEEE и добиться рыночного признания для еще одной своей разработки – 30-гигабайтных карт памяти (HVC, Holographic Versatile Cards). Что же касается терабайтных размеров, то от них вроде бы не отказываются, но появления этих "монстров" в продаже придется ждать еще долго.

InPhase, рассматривая использование своих носителей в быту в относительно отдаленной перспективе и относясь к этому сегменту рынка как ко второстепенному, старается прежде всего "зацепить" голографическими носителями корпоративный сегмент. Поэтому в компании не могли обойти столь животрепещущий момент, как защита новых средств хранения данных. Каждый накопитель снабжен специальной микросхемой, содержащей служебные данные о размещении информации на диске, и если зашифровать эти данные (или повредить чип), то считать диск будет практически невозможно.

Кроме того, в целях безопасности технология предусматривает возможность нанесения на диск меток с уникальными координатами. Без знания координат считать диск не получится. И наконец, третий барьер – это проверка на длину волны лазерного луча (от 403 до 407 нм). Если этот параметр не совпадает с заданным, то есть привод явно не "родной", диск не будет воспроизводиться.