光存储器向更高容量、更强性能发展
要点 * 新颖独特的功能是CD 光盘厂家未来成功的最佳机会。
* DVD+ 光盘和 DVD- 光盘各自的支持者继续争论下去，但多亏格式灵活的驱动器越来越使这场争论成为过眼云烟。
* 一些下一代高清晰度视频建议部分地保留当今的红色激光 DVD 基础结构。
* 要大幅提升光盘的存储容量，就要改用基于蓝色激光的系统。
本文的发表表示对许多事件周年的纪念：20年（零几个月）前，索尼公司继前一年秋天在欧洲和日本发布了 CD 光盘后，也在美国揭开了CD光盘的面纱。飞利浦公司和索尼公司在 1979 年开始了 CD光盘的开发工作，他们的技术可以追溯到荷兰物理学家 Klass Compaan 在1969年就提出的构想。Reed-Solomon EDAC 方案早在 1960 年就首次发表了，它是所有现代光存储技术的先驱。
作者好像模糊地记得 CD 光盘的早期岁月，第一代播放机和刻录机的价格均在数千美元以上，以及至今仍然争论不休的音频 CD光盘与 LP 光盘孰优孰劣的辩论。我们更清晰记得DVD（数字通用光盘）的早期情况和最后导致 DVD 视频格式诞生的漫长而曲折的标准化过程。由于这一段曲折的、早期产品价格昂贵的发展历程记忆犹新，前不久作者走进一家商店时，却吃惊地发现，一个全功能的 DVD 视频播放机加上调频/调幅调谐器和六声道功放（总功率达 150 W），再加上六只配套的音箱，其售价总共才99 美元。就在最近，DVD 光盘的出租数量首次超过了 VHS 录像带。一般周日的报纸上都会有促销广告，宣传不到 20 美元的 52×24×52 CD 刻录机，还有不到 200 美元的支持多格式的 DVD 刻录机等。
看到 CD光盘 和其后继者 DVD 光盘近年来的巨大成功，你也许很难相信在光存储技术发展的初期，竟然有大量的反对者并曾预言其前途黯淡。过去20年的事实与这些怀疑论者的预言正好相反，很多公司在光存储领域大发其财。得益于光存储技术的公司有驱动器和媒介制造商、其产品集成有这些驱动器并使用这种媒介的系统供应商以及其专利构成光存储基础的技术开发商等(图 1)。然而，光存储技术的成功并没有减少争论;作者本人不相信技术行业中有某个技术领域受到过更多格式与标准大战的如此烦扰。各家都渴望自己的格式能大量使用，进而获得可观的专利使用费收入，这无疑也为那些纷争火上浇油。
重温过去
把 CD 技术和"过去"一词联系在一起似乎有点奇怪，因为CD 在现代社会中无所不在，但是，行业创新的重点显然已转移到了后续的 DVD 上。唱片公司急切地要把消费者从容易复制和翻录的音频 CD 吸引到有防复制功能的 DVD 音频光盘、SACD（超级音频 CD）以及音乐下载服务上来。如今已经进入 100 GB 以上硬盘和数小时带各种特色的高清晰度环绕声电影的时代，700 MB 的存储容量对许多应用来说是远远不够的。即使假设只有很少的购买者会记得填写折扣单获取折扣，也很难想象能靠 20 美元的 CD 刻录机和 5 美元 100 片的 CD-R 来实现很高的利润率。
那些仍然积极从事 CD 录音和重播领域的厂家们正在尝试让其产品在性能、密度和超集功能等基本方面标新立异。还记得第一代单速 CD-ROM 和 CD-R 驱动器的人们看到最新的产品时，都不免会有一丝感叹。但是，由于技术和业务两方面的原因，52倍速读写速度的 CD 技术可能已经走到其性能发展的尽头，也就是说，它在经济上的回报已经不足对它进一步投资了。除了这一速度阈值外，业界也严密地关注高速旋转的碟片可能在驱动器中自毁的问题。一旦出现这种情况，不但存储的数据毁于一旦，还将对驱动器甚至用户造成严重伤害。为了能可靠地达到这些速度，各个厂家在光驱上使用了一些奇特的方法，如 Plextor 公司用表面粗糙的黑色托盘，该公司声称这样的托盘可以更好地吸收散射的激光。但实际上，倍速的持续增加给读写性能带来的提高越来越少。为了理解其中原因，需要更多地了解计算机 CD 驱动器的工作原理。
图 1 工业分析家们预测：随着 DVD 录像机价格的下降，消费者将用它来代替 DVD 播放机和传统录像机，DVD 录像机和光盘的销售量将急剧上升（由 In-Stat/MDR 公司提供）。
早期的 CD-ROM 驱动器与音频 CD 播放器类似，采用 CLV（恒线速度）读取方式，即从光盘上读出数据的速率是恒定不变的。为了达到这个目的，当光头移动向光盘外缘运动时，光盘的转速就要减慢。这种方式对于顺序存储和访问的音频、视频信息很适用，但对于大多数计算机应用程序而言，更多的数据文件是随机访问的，这使驱动器难以保持稳定的性能。CD-ROM驱动器从 10倍速光驱这一代开始，都使用部分 CAV（恒角速度）技术，即当读取靠近光盘中心的数据时用恒定的转速，而当读取接近光盘外缘的数据时用 CLV 方式。
现代 CD 驱动器的数据文件读写都使用纯 CAV 方式，倍速"×"术语表示的是驱动器的峰值数据传输率。然而，只有读取光盘外缘数据时，数据吞吐量才能达到最大值。所以，假设从 48× 光驱升级到 52× 光驱，整张光盘上只有很小一部分内容能获得完全的性能增强（前提是光盘写满了数据，否则就没有任何性能增强，因为数据螺旋是从光盘中心开始，向外逐渐扩散）。请注意：不管使用何种驱动器访问技术，存储在光盘上的数据模式仍然是 CLV，即凹坑和平面尺寸始终不变。当光驱以 CAV 方式读写光盘外缘的数据时，由于数据读写吞吐量高得多，光驱的 DSP 要进行补偿。Kenwood公司和 Zen Research公司 的 TrueX 光驱尝试使用7个激光头并行读取多个光盘轨道的方式，可以在光盘更能容忍的较低转速下达到很高的数据传输率。Kenwood公司的后几代光驱号称可以达到 72× 的速度，但是也受到许多可靠性问题的困扰。Zen 公司的技术在其它光驱制造商那里没有获得广泛的应用，该公司后来关门了。
如果单纯的速度提升越来越没有作用，也许增加存储容量会使 CD 这部战车继续运行下去。制造商使用各种各样的方法，来达到这一目的。第一代 12 厘米 CD光盘可以存储 550 MB 数据或 63 分钟的音频信息，很快 被650 MB、74 分钟的 CD 光盘取而代之，接下来占主导地位的是 700 MB、80 分钟的CD光盘。每一次容量的跃升，都是制造商压缩数据轨道间距的结果。事实上，已有供应商提供 790 MB、90 分钟和 870 MB、99 分钟的CD光盘。但是考虑到互操作性问题，OSTA（光存储技术协会）等标准化组织不推荐使用这些光盘 
