| Stockage optique : CD-ROM, CD-R et CD-RW |
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| Dossier spécial stockage - Stockage optique | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Par Jean-Baptiste Faure | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lundi 23 mars 2009 - 01:46 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Les systèmes optiques sont en train de devenir les périphériques de stockage pour PC les plus aptes à remplacer le lecteur de disquette standard. Depuis longtemps déjà, les CD-ROM sont le média de choix pour les applications logicielles. Les lecteurs Zip et SuperDisk fournissent une bonne solution pour les sauvegardes en tant que lecteurs de médias amovibles magnétiques, et les graveurs de CD-RW offrent un standard plus universel au fur et à mesure que leurs prix diminuent. Les DVD-RAM, DVD-RW et DVD+RW pourraient se montrer d'excellents lecteurs de médias amovibles utilisant des DVD de grande capacité, tout en assurant une bonne vitesse, une bonne fiabilité, une bonne compatibilité avec les CD, et étant bootable au besoin. De plus, le potentiel d'amélioration de la technologie DVD actuelle pour augmenter encore la capacité de stockage laisse envisager un cycle de vie très long en tant que solution de stockage standard pour PC. Les développements futurs, comme l'implémentation de lasers bleus et de la technologie de fluorescence multicouche, sont autant de facteurs qui devraient contribuer à cette longévité avec le potentiel de fortes augmentations de la densité des données stockées ainsi que des taux de transfert. Les formats optiques Les lecteurs de médias de stockage amovibles optiques utilisent une source de lumière laser pour lire et/ou écrire des données sur le disque. Les CD et les DVD (Digital Versatile Disc) sont les deux principaux formats optiques. Les CD et les DVD ont des compositions similaires consistant en une couche protectrice, une couche réfléchissante (aluminium, argent, ou or), une couche d'enregistrement des données moulée en polycarbonate, et une couche inférieure épaisse en polycarbonate pour assurer la rigidité du disque (le substrat). Les formats de CD comprennent :
CD-ROM Le standard CD-ROM fut établi en 1984 quand le standard du CD audio fut modifié pour permettre l'accès de cette technologie aux PC. Les lecteurs de CD-ROM ainsi que les disques ont rapidement évolué vers une forme de stockage digital bon marché grâce à l'industrie établie du CD audio. Les bits sont stockés d'une façon permanente sur un CD sous la forme de creux moulés physiquement dans la surface d'une couche en plastique recouverte d'aluminium réfléchissant (ou d'or, ou d'argent). Les CD sont extrêmement durables car aucun élément du lecteur optique ne touche la surface du disque. Comme les données sont lues à travers le disque, la plupart des rayures et des poussières sur la surface du disque sont hors du point focal du laser, et donc n'interfèrent pas avec le processus de lecture. Avec une capacité de stockage de 650 Mo, un seul CD-ROM peut stocker l'équivalent de 450 disquettes. Et aujourd'hui, des CD-ROM de 700 Mo sont sur le marché. Les temps d'accès sont honnêtes, s'échelonnant de 80 ms à 120 ms suivant la position des bits sur le disque. Le taux de transfert est d'approximativement 5 Mo/s. Ces caractéristiques font des CD-ROM des médias particulièrement bien adaptés pour les grandes présentations multimédias et les logiciels. Les lecteurs de CD-ROM se distinguent par différentes vitesses de rotation mesurées relativement à la vitesse d'un lecteur de CD audio. Un CD-ROM 1X (simple vitesse) accède aux données au taux de 150 Ko/s environ, et ainsi de suite. Par exemple, un lecteur de CD-ROM 32X accède aux données 32 fois plus vite, soit en principe 4 800 Ko/s. Aujourd'hui, les lecteurs de CD-ROM les plus rapides atteignent les 52X, mais des vitesses plus élevées ne sont plus envisageables en raison de problèmes de vibrations et de bruit qui commencent à devenir préoccupants à cette vitesse. Les lecteurs de CD-ROM récents ou relativement récents lisent le disque en utilisant une technologie à vélocité angulaire constante (CAV, Constant Angular Velocity). En quoi consiste la technologie CAV? Tout simplement, le lecteur tourne à une vitesse constante alors que les données sont transférées à une vitesse variable. Celà signifie que le taux de transfert varie selon que le lecteur lit les pistes intérieures ou extérieures du disque. Le taux de transfert est plus lent près du centre du disque où il y a moins de données pour une révolution, et plus rapide vers l'extérieur du disque où il y a davantage de données par révolution. Toutefois, dans la plupart des cas, les CD-ROM ne sont pas complètement remplis de données; le taux de transfert réel est donc inférieur au taux de transfert maximum annoncé car les données sont stockées à l'intérieur du disque là où le taux de transfert est plus lent. La technologie CAV offre l'avantage de taux de transfert plus rapides car le lecteur n'a pas à accélérer pour lire les pistes intérieures ni à ralentir pour lire les pistes extérieures. Bien que les lecteurs de CD-ROM dotés de la technologie CAV soient courants sur la grande majorité des PC actuels, ils sont limités en tant que médias de stockage amovibles du fait qu'ils ne peuvent pas enregistrer les données.
Les graveurs de CD-R, qui sont apparus au début des années 90, contribuèrent pour une large part à faire des systèmes optiques de vraies solutions de stockage amovibles. Les graveurs de CD-R sont une évolution de la technologie de stockage WORM (write once/read many) qui fit son apparition à la fin des années 80. Les graveurs de CD-R permettent d'écrire de multiples sessions sur différentes sections du disque, et le média est standard. Néanmoins, les lecteurs de CD-ROM doivent être compatibles multi-session pour pouvoir lire n'importe quelles données enregistrées après la première session; tous les lecteurs de CD-ROM modernes sont conformes à cette spécification. Les graveurs de CD-R sont de bons outils d'archivage des données, et ils offrent en plus l'avantage de pouvoir lire les CD-ROM et de jouer les CD audios. Les CD-R utilisent une couche photosensible qui peut être brûlée avec un laser pour simuler les creux moulés d'un CD-ROM classique. La couche photosensible est relativement transparente jusqu'à ce qu'elle soit brûlée avec le laser pour la rendre plus sombre et moins réfléchissante. Les CD-R utilisent aussi une couche réfléchissante d'or ou d'argent à la place de la couche d'aluminium utilisée dans les CD-ROM. Les graveurs de CD-R sont utiles pour distribuer de larges volumes de données à de petits groupes car les CD-R peuvent être lus par la plupart des lecteurs de CD-ROM. Toutefois, le système de fichiers initiallement utilisé par les CD-ROM et les CD-R gaspillait environ 13 Mo de capacité du disque pour chaque session sur le même disque et limitait le nombre de pistes par disque. Un nouveau format de disque universel (UDF) supporte une technologie appelée écriture par paquets en utilisant des tables d'allocation virtuelles (VAT), qui sont similaires aux tables d'allocation de fichiers utilisés par certains systèmes d'exploitation comme Windows 9x/Me/2000 en FAT32, pour localiser les fichiers sur le disque. Chaque table d'allocation virtuelle créée contient les informations de la table d'allocation virtuelle précédemment créée, de telle façon que tous les fichiers écrits sur un disque puissent être localisés. Comme les CD-ROM, les CD-R ont une capacité de 650 Mo ou 700 Mo. La capacité réelle d'un CD-R de 650 Mo est d'environ 550 Mo quand il est formaté pour l'écriture par paquets. Les graveurs de CD-R ont un temps d'accès généralement inférieur à 100 ms. Les CD-R sont les médias de stockage amovibles les moins chers, mais leur principal défaut est de ne pouvoir être écrits qu'une seule fois. CD-RW Les graveurs de CD-RW, introduits en 1997, font appel à une technologie de changement de phase pour enregistrer les données sur le disque. Les CD-RW ont une couche photosensible plus complexe que celle des CD-R: c'est un alliage composé d'argent, d'indium, d'antimoine, et de tellure qui change d'état à différentes températures. Ce matériau forme une structure cristalline quand il est chauffé au-delà de 200°C, puis refroidi, mais il forme aussi une structure amorphe ou non-cristalline quand il est chauffé à des températures encore plus élevées (de 500°C à 700°C), puis refroidi. Cet alliage peut être changé entre ces deux états en utilisant deux puissances de laser différentes. L'état cristallin de ce matériau reflète davantage de lumière que sa forme non-cristalline, simulant ainsi les surfaces non-creuses d'un CD-ROM classique. Les bits de données sont codés en transformant de petites surfaces cibles en forme non-cristalline. Ce processus d'écriture peut être répété environ 1 000 fois par CD-RW. Une troisième intensité de la puissance du laser, plus faible, comme celle utilisée dans les simples lecteurs de CD-ROM, est utilisée pour lire les creux et les surfaces non-creuses du CD-RW. Les CD-ROM et les CD-R reflètent plus de lumière que les CD-RW. Par conséquent, les CD-RW ne peuvent être lus que par des lecteurs qui supportent le nouveau standard MultiRead. Les lecteurs à cette norme peuvent aussi bien lire les CD audio, les CD-ROM, les CD-R et les CD-RW en paquets de longueur fixe ou variable.
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