1.3.18. Магнитооптические дисководы

К дисководам со сменными дисками большой емкости относятся и магнитооптические дисководы. Магнитооптическая технология была разработана фирмой IBM в начале 70-х годов. Первые опытные образцы магнитооптических (МО) накопителей представила в начале 80-х годов фирма Sony. На рынке компьютерной техни­ки магнитооптические накопители вначале не пользовались спросом вслед­ствие дороговизны и сложности, однако по мере развития технологии и сни­жения цен отношение к ним изменилось.

В настоящее время используются магнитооптические диски двух основных размеров – 3,5 и 5,25". В принципе, устройство магнитооптических дисков всех размеров одинаковое, основное различие заключается лишь в числе рабочих поверхностей. Слои одностороннего магнитооптического диска представлены на рис. 2.26.

На стеклопластиковую подложку наносится алюминиевое (либо золотое) покрытие, предназначенное для отражения лазерного луча. Диэлектрические слои (прокладки), окружающие магнитооптический слой, выполнены из про­зрачного полимера и защищают диск от перегрева, повышают чувствитель­ность при записи и отражающую способность при считывании информации.

Магнитооптический слой создается на основе порошка из сплава кобальта, железа и тербия (65-й элемент периодической таблицы Менделеева, группа лантаноидов). Верхний защитный слой из прозрачного полимера предохра­няет рабочую поверхность от механических повреждений. Магнитооптические диски бывают односторонними и двусторонними, причем последние состоят фактически из двух одно­сторонних, склеенных между собой подложками.

Существенным достоинством магнитооптических дисков является их повышенная надежность и стойкость к неблагоприятным условиям окружающей среды. Магнитооптический диск заключен в специальный пластиковый конверт – картридж.

Технология записи и чтения данных для магнитооптического диска показана на рис. 2.27.

В процессе записи данных на магнитооптический диск лазерный луч фокусируется на поверхности магнитного слоя в пятно микронного размера. Поверхность магнитооптического слоя в точке фокусировки разогревается, и его температура достигает точки Кюри (около 200 °С), и поле записывающей магнитной головки формирует запись. После охлаждения материа­ла новая магнитная ориентация доменов в данной точке сохраняется. В зави­симости от магнитной ориентации участка магнитного материала он интерпретируется как логический нуль или логическая единица. Данные записываются блоками по 512 байт. Для изменения части этой информации необходимо перезаписывать весь блок, поэтому при первом проходе инициа­лизируется (разогревается) весь блок, а при подходе сектора под магнитную головку происходит запись новых данных. Такой процесс называется запи­сью в два прохода, т.е. операция записи в магнитооптическом дисководе длится в два раза дольше операции считывания.

Считывание данных с диска происходит с помощью поляризованного ла­зерного луча пониженной мощности, которой недостаточно для разогрева рабочего слоя (мощность излучения лазера около 25% от номинальной мощности). При попадании луча на упорядоченные магнитные частицы диска (ориентиро­ванные при записи данных) их магнитное поле незначительно изменяет поляризацию луча (так называемый эффект Керра). Хотя плоскость поляризации поворачи­вается всего на несколько градусов, это легко определяется фотодектором, также как из­менение магнитного поля при считывании данных с жестких дисков. Поскольку в магнитооптических дисках направление намагничивания перпендикулярно поверхности диска (так называемая вертикальная запись), достигается плотность записи информации в пять раз выше, чем в жестких дисках. Поэтому емкость магнитооптических дисков составляет: для дисков 3,5" – 230-640 Мбайт, для дис­ков 5,25" – до 4,6 Гбайт.

Теоретиче­ски данные на магнитооптический диск можно записывать бесконечное количество раз, поскольку никаких не­обратимых процессов в материале носителя не происходит. Если нужно уда­лить старые данные, достаточно нагреть лазерным лучом соответствующие дорожки (секторы) и размагнитить их внешним магнитным полем. Многие фирмы-изготовители гарантируют миллион циклов перезаписи информации на магнитооптические диски.

Магнитооптические диски и дисководы большинства фирм-изготовителей соответствуют требованиям ISO (International Standards Organization – международная организация по стандар­тизации). Такое соответствие гарантирует, что любой по стандарту ISO будет работать на любом дисководе, соответствующем стандарту ISO.

Наиболее распространенными в настоящее время являются дисководы фирм Fujitsu и Maxoptix.

Дисководы Fujitsu серии DynaMO предназначены для 3,5-дюймовых дисков емкостью 640 Мбайт и 1,3 Гбайт. Кроме этого, эти дисководы поддерживают предыдущие поколения магнитооптических дисков (230 и 128 Мбайт), совместимые со стандартом ISO. Эти дисководы выпускаются как во внутреннем, так и во внешнем исполнении для интерфейсов EIDE, SCSI, USB и FireWire. Скорость вращения в разных моделях лежит в диапазоне от 3600 до 4300 оборотов/мин. Скорость передачи данных для разных интерфейсов меняется от 3,9 Мбайт/с до 5,9 Мбайт/с, а среднее время доступа – 28 мс. Все дисководы фирмы Fujitsu имеют кэш-память объемом 2 Мбайта.

Фирма Maxoptix также является одним из лидеров в производстве магнитооптики. Их 5,25-дюймовые диски и дисководы соответствуют стандартам ISO и имеют емкость. Максимальные емкости дисков – 2,6 Гбайт (для модели Star T5-2600) и 5,2 Гбайта (для модели Star T6-5200). Оба дисковода поддерживают интерфейс Ultra-SCSI для достижения высокой скорости передачи данных и кэш-память объемом 8 Мбайт.

Магнитооптические дисководы других фирм имеют характеристики, сходные с представленными выше характеристиками продукции фирм Fujitsu и Maxoptix.

Интересной разновидностью магнитоооптических дисководов являются устройства с автоматической подачей дисков (Juke Box). Автоматы типа Juke Box манипулируют магнитооптическими дисками, снимая их с полок хранения и вставляя в дисковод.

В настоящее время несколько компаний выпускают устройства типа Juke Box, которые имеют в своем составе один дисковод и 16 или 32 сменных диска. Ем­кость бокса магнитооптического накопителя ALTA фирмы Pinnacle Micro состав­ляет 16 дисков, что дает возможность хранить около 74 Гбайт информации, а на­копители типа 80fx Optical Juke Box фирмы Sure Store имеют два дисковода и емкость около 80 Гбайт.

Магнитооптические накопители можно использовать в тех приложениях, где приходится обрабатывать, хранить и передавать большие массивы данных. Это архивы, базы данных большого объема, банковское дело, издательские системы самого разного уровня, включая настольные, серьезные графические приложения и мультимедиа-технологии, связанные с обработкой звука и видеоизображений. Еще более очевидна выгода от таких устройств, если магнитооптический накопи­тель является разделяемым ресурсом сети, например в телекоммуникационных узлах.