Dlaczego dyski CD i DVD zapełniają się od środka na zewnątrz?

Niedawno musiałem nagrać płytę DVD po raz pierwszy od wieków i zastanawiałem się, dlaczego płyty CD i DVD zaczynają się w centrum i idą w kierunku krawędzi.

Starsze obracające się dyski, takie jak płyty winylowe, zaczynały się od krawędzi i szły w stronę centrum, więc nie mogło być tak z powodów historycznych.

Szukam dobrych źródeł uzasadnienia tej struktury danych.

Dlaczego dyski CD i DVD wypełniają swoje dane od środka na zewnątrz?

Uwaga: powyższe założenie przyjęte w pytaniu jest nieprawidłowe.

Podsumowanie :

• Z przyczyn historycznych pisanie (i czytanie) od wewnątrz ma sens (dyski o różnych rozmiarach są możliwe, jak wyjaśniono w innych odpowiedziach).

• Ze względu na wydajność odczytu współczesne dyski mogą być zapisywane (i czytane) na zewnątrz w obu kierunkach lub nawet w obu kierunkach (dwuwarstwowe).

Uwagi:

1. Większość dysków ma standardowy rozmiar.

2. Produkowane w handlu płyty CD i DVD nie są zapisywane, ale stemplowane na prasie.

   Chociaż wszystkie płyty DVD (zarówno domowe, jak i komercyjne) wykorzystują fizycznie utworzone „doły” i „wypukłości” (doły po stronie nieczytelnej, a wypukłości są po stronie czytelnej) na dyskach do przechowywania informacji wideo i audio, różnica w sposobie tworzenia „dołów” i „wypukłości” na komercyjnych dyskach DVD w porównaniu do sposobu ich tworzenia na nagranych w domu płytach DVD.

   Filmy DVD kupowane w lokalnym punkcie wideo są produkowane w procesie tłoczenia. Proces ten przypomina sposób, w jaki tworzone są płyty winylowe - chociaż technologia jest oczywiście inna (płyty winylowe są stemplowane rowkami w porównaniu do DVD stemplowanymi wgłębieniami i nierównościami).

   Źródło Różnica między komercyjnymi a nagranymi w domu płytami DVD

Reszta tej odpowiedzi koncentruje się na aspekcie wydajności.

Wyjątkiem od pisania (i czytania) od wewnątrz są gry XBox (i inne gry na konsole do gier) oraz dwuwarstwowe płyty DVD (filmy).

Gry Xbox

Gry Xbox mają dane zapisywane z zewnątrz ze względu na wydajność - ponieważ na zewnątrz wiruje szybciej niż w środku dane można odczytać szybciej.

Same gry Xbox są przechowywane na płytach sformatowanych w formacie DVD-9 (jednostronne, dwuwarstwowe 9 GB) i są napisane w bardzo interesujący sposób. Gry są zapisywane z zewnątrz dysków DVD-9 do wewnątrz, co oznacza, że ​​większość dysków faktycznie ma większość danych przechowywanych na zewnętrznym obwodzie dysku.

Ponieważ napęd DVD na konsoli Xbox jest napędem Constant Angular Velocity (CAV), może on odczytywać więcej danych na sekundę z najbardziej oddalonych ścieżek, dzięki czemu jest to wysoce zoptymalizowany sposób przechowywania danych na dyskach DVD w celu skrócenia czasu ładowania. Oczywiście napęd może również odczytywać zwykłe dyski CD i DVD.

Sprzęt źródłowy za konsolami - Część I: Xbox firmy Microsoft

Dwuwarstwowe dyski DVD (filmy)

Dwuwarstwowe dyski DVD można nagrywać w dowolnym kierunku - istnieją dwa tryby zapisu.

Większość filmów jest zapisywana jako ścieżka przeciwna do ścieżki . Film zostanie podzielony na warstwy, więc przy zmianie warstwy nie trzeba szukać powrotu do wewnętrznej krawędzi.

Istnieją dwa tryby orientacji dwuwarstwowej. W przypadku równoległej ścieżki ścieżki (PTP) stosowanej na płycie DVD-ROM obie warstwy zaczynają się od średnicy wewnętrznej (ID), a kończą na średnicy zewnętrznej (OD) z wyprowadzeniem. W przypadku ścieżki OTP (Opposite Track Path) stosowanej na DVD-Video dolna warstwa zaczyna się od identyfikatora, a górna zaczyna się od OD, gdzie kończy się druga warstwa, dzielą jedno wejście i jedno wyprowadzenie.

Źródło DVD-R DL

Ma to na celu uwzględnienie płyt o różnych rozmiarach.

Obecnie standardowy dysk optyczny ma 12 cm średnicy. Jednak historycznie media optyczne były produkowane w wielu różnych rozmiarach. W laserdisc z 1970 i 1980 przeprowadzono w 30 cm, 20 cm, 12 cm rozmiarów; ostatnio płyty CD, DVD i BD są produkowane w formacie Mini 8 cm (odpowiednio 210 MB, 1,4 GB i 7,8 GB) oprócz standardowych 12 cm.

W przeciwieństwie do płyt winylowych, w których igłę można łatwo umieścić ręcznie na płycie, elektroniczne odtwarzacze dysków optycznych będą potrzebowały dodatkowych elementów (lub co najmniej dodatkowej logiki oprogramowania układowego), aby znaleźć krawędź płyty i zlokalizować pierwszą ścieżkę, jeśli były odtwarzane z płyty na zewnątrz, co uczyniłoby ich projekt znacznie bardziej złożonym i droższym. Środek płyty zapewnia spójną lokalizację początkową każdej płyty włożonej do odtwarzacza, niezależnie od jej rozmiaru.

Jednak nie wszystkie nośniki optyczne są odczytywane od wewnątrz.

Chociaż większość standardowych nośników optycznych jest odczytywanych w ten sposób, istnieją zastrzeżone formaty dysków (czasami widoczne w konsolach do gier), które przyjmują jeden lub kilka określonych rozmiarów i są odczytywane z zewnątrz. Jest kilka powodów:

• Szybciej jest czytać z zewnątrz dysku niż z wnętrza. Przy tej samej prędkości obrotowej (np. 10000 obr / min) prędkość liniowa na zewnątrz tarczy jest większa niż prędkość liniowa na wewnętrznej stronie tarczy, co powoduje wyższą wydajność na zewnątrz. Powyżej 10000 obr./min dyski optyczne mogą nadmiernie kołysać się, a nawet roztrzaskiwać, co stanowi górną granicę prędkości obrotowej.
• Utrudnia to nielegalne kopiowanie płyt. Jak wspomniano powyżej, większość odtwarzaczy dysków optycznych działa od wewnątrz. Dysku odczytywanego z zewnątrz nie można odczytać za pomocą zwykłych czytników dysków optycznych.

W przypadku winylu łatwiej było umieścić igłę na zewnątrz niż na wewnętrznej stronie wirującej płyty.

Płyty CD mogą mieć różne rozmiary i kształty. Dysk może mieć dowolny rozmiar, zaczynając od środka. Również większość osób dotknie płyty CD na granicy - więc mniej odcisków palców, gdy dysk odczytuje pierwszy utwór.

BTW Ma to związek z prędkością. Pierwsze napędy CD miały stałą prędkość odczytu danych.

Oprócz powodów, o których już wspominano, w czasach, gdy płyty CD były nowe, dyskutowano również o tym, że zadrapania podczas normalnej obsługi były znacznie bardziej prawdopodobne w kierunku krawędzi dysku niż w kierunku środka (szczególnie te z powodu niewspółosiowości podczas wkładania dysku do tacy dysku).

Ponieważ dane zaczynają się od środka, a zarysowania są bardziej prawdopodobne w kierunku krawędzi, zarysowania są bardziej prawdopodobne na części dysku, która nie zawiera danych, więc zarysowanie nie ma wpływu na odczyt danych.

Należy również zauważyć, że płyty CD pierwotnie przewidywały przenośność jako funkcję, np. Sony Walkman, która istniała już jako odtwarzacz kasetowy. Ci wcześni gracze przenośni spowolnili rotację, gdy głowica czytająca przesunęła się dalej od środka.

W praktyce oznaczało to, że w miarę wyczerpywania się akumulatorów faktycznie potrzebowałeś mniej mocy mechanicznej, aby obrócić dysk, aby uzyskać tę samą szybkość danych na powierzchni.

Inne odpowiedzi są dobre. Czytałem gdzieś, że uszkodzenia dysków zdarzają się najczęściej i są bardziej dotkliwe na zewnętrznej części niż na wewnętrznej stronie.

Jeśli to prawda, oznaczałoby to dla płyt CD lepszą trwałość. Rzadko komercyjne płyty CD są zapisywane jako pełne. Uszkodzenie niepisanej części płyty byłoby nieistotne.

Również spis treści lub system plików na dysku, jeśli zapisany w najbardziej wewnętrznej części płyty CD / DVD, byłby lepiej chroniony i pozwalałby przynajmniej na odczyt częściowych danych z reszty dysku CD. Ale nie sprawdziłem dokładnej pozycji tych danych na różnych typach dysków i trybach zapisu, więc nie wiem, czy jest tak zapisany.

Większość płyt CD / DVD nie jest w pełni zapełniona. Komputer szybciej zapisuje lub znajduje wymagane dane w wewnętrznej części z powodu mniejszej średnicy, odległość przebyta przez głowicę czytającą jest mniejsza w porównaniu z zewnętrznym obwodem dysku, gdzie średnica jest maksymalna. Oszczędzanie i wyszukiwanie w najbardziej wewnętrznych kręgach / cylindrach oszczędza zarówno czas, jak i energię.