С тех пор, как объемы жестких дисков начали расти просто таки с пугающей скоростью, перед множеством компьютерщиков встал серьезный вопрос - как перетащить всю эту информацию с одного компьютера на другой. Крошечные объемы стандартных дискет давно уже стали неактуальны (об их надежности, опять же, говорить не приходится), а звериный оскал многомегабайтных приложений и массивов данных становится все больше и больше. Решений было предложено достаточно - CD-R и CD-RW, сменные магнитные диски (скажем, те же Zip и Jaz от Iomega или ORB от Castlewood), переносные винчестеры и магнитооптика. Вот о ней сегодня и поговорим.

Первые магнитооптические (magneto-optical или просто MO) диски и накопители появились еще в конце 80-х годов (например, в 89 Fujitsu выпустила 8-дюймовый перезаписываемый магнитооптический диск объемом 8.9 Гб). Затем произошел переход на 5.25-дюймовый форм-фактор (сейчас диски такого формата, в основном, используются в библиотеках данных и прочих крупномасштабных проектах), а потом (в 92 году все та же Fujitsu представила первый 3.5-дюймовый MO дисковод емкостью 128 Мб) и на 3.5-дюймовый. С тех пор разделение сохранилось - 5.25 диски (двусторонние) объемами до 4.6 Гб (и с соответствующей ценой) используются для масштабных задач, 3.5 (односторонние), объемом до 1.3 Гб - для персонального использования. Надо заметить, что объемы 3.5-дюймовых дисков (128, 230, 540, 640 и 1300 Мб) и их характеристики были практически с самого начала стандартизированы ISO, так что совместимость между моделями от разных производителей поддерживалась на хорошем уровне. То же касается и обратной совместимости по размерам - практически все накопители могут читать диски как своего "родного", так и меньших объемов. Кстати говоря, один из примеров магнитооптических дисков - музыкальные Minidisk от Sony. Ну а теперь перейдем к наиболее интересной части - как это все работает.

Очевидно, что если в названии упоминаются магниты и оптика, то оба этих явления используются в устройстве. Так оно и есть. МО-диск (рис. 1) представляет собой поликарбонатную подложку толщиной 1.2 мм, на которую нанесено несколько тонкопленочных слоев.

Об их назначении мы поговорим позже, сейчас же самое главное - магнитный слой. Он состоит из сплава TbFeCo (тербий-железо-кобальт) и обладает ярко выраженными ферромагнитными свойствами (увы, экскурс в основы магнетизма явно не про наши объемы, так что обратитесь к учебнику физики), причем ориентация доменов перпендикулярна поверхности диска. Ферромагнетики, как известно, умеют сохранять ориентацию доменов, вызванную приложенным внешним магнитным полем. Больше того, они довольно неохотно с этой ориентацией расстаются. Так что если положить магнито-оптический диск на сильный постоянный магнит, то информация на нем не потеряется. Чтобы ее перезаписать, требуется не только магнитное поле, но еще и лазер, котрый нагреет ферромагнитный слой. Дело в том, что при нагревании до определенной температуры (температуры Кюри или точки Кюри, для вышеупомянутого сплава это где-то 200°С) ферромагнетик теряет свою доменную структуру и магнитные свойства. Если во время нагрева наложить на него внешнее магнитное поле, то домены в остывшем ферромагнетике сориентируются по его направлению. Итак, процесс записи ясен - нагреваем, перемагничиваем, остужаем. На самом деле, поскольку магнит не успевает переключаться достаточно часто, то при записи сначала выполняется операция стирания (все домены выравниваются в одну сторону, рис. 2а), а затем уже, собственно, записи (рис. 2б).

Так что на запись требуется два прохода головки, и занимает она, соответственно, в два раза больше времени, чем чтение. Да, кстати, если кто-то еще не понял, к чему все эти разговоры об ориентации доменов - то она кодирует нули и единицы на диске. Скажем вниз - 1, вверх - 0. В 3.5-дюймовых МО-накопителях лазер светит со стороны подложки, а магнит находится с противоположной стороны.

Возникает законный вопрос, зачем нужен лазер, если, по идее, можно обойтись одной магнитной головкой. Во-первых, запись с помощью лазера обеспечивает высокую плотность данных, поскольку именно точечное пятно лазерного света определяет место записи данных (посмотрите на фотографию на рис.3, сделанную магнитным микроскопом).

Во-вторых, при нормальных условиях (т.е. комнатной температуре) МО-диск не подвержен влиянию магнитных полей (в отличие от дискет или Zip-дисков). Ну и в-третьих, лазером производится считывание данных. Здесь используется так называемый эффект Керра. Луч лазера линейно поляризован. При отражении от намагниченной поверхности он приобретает круговую поляризацию, которая затем распознается читающей головкой. Естественно, что интенсивность лазерного луча при чтении намного меньше, чем при записи. Вот, собственно, и вся технология, скрывающаяся за словами магнито-оптика.

Теперь вернемся к устройству диска (рис.1), там еще осталось несколько загадочных слоев. С защитными пленками все понятно - они защищают поверхность диска от повреждений. Отражающий слой просто повышает отражательную способность диска - именно благодаря ему получается красивый радужный вид. Диэлектрические слои выполняют две функции - теплоизолируют магнитный слой (чтобы эффективнее использовать энергию лазера при записи) и увеличивают эффект поляризации при чтении. Сам МО-диск помещается в пластиковую коробку со шторкой и окошечком защиты от записи (как у дискет). Места вся эта конструкция занимает как две сложенные вместе дискеты. Но зато долговечность хранения данных у него не в пример больше - до 30 лет.

Основной недостаток магнито-оптики - относительно медленная духпроходная запись. С этой проблемой успешно справились в модификации МО-дисков под названием LIMDOW (Light Intensity Modulated Direct OverWrite - прямая перезапись модулированным по интенсивности светом). LIMDOW-диски содержат несколько больше слоев, в том числе еще два вспомогательных магнитных слоя, заменяющих пишущий магнит. При нагреве до одной температуры домены рабочего слоя ориентируются по направлению, задаваемому первым вспомогательным слоем. Если температуру еще повысить, то домены переориентируются на второй вспомогательный слой. Такие диски записываются за один проход, что улучшает общую скорость записи в среднем на 50% и больше.

Константин АФАНАСЬЕВ

А вот пример настоящего "живого" магнитооптического накопителя - DynaMO 640 SD производства Fujitsu. Это внешнее устройство с интерфейсом SCSI-2 обеспечивает скорость передачи данных до 3.9 Мб в секунду. DynaMO 640 может работать с 3.5 дюймовыми МО-дисками объемом 128, 230, 540 и 640 Мб (в том числе и с LIMDOW-дисками объемом 540 и 640 Мб). Скорость вращения шпинделя - 3600 оборотов в минуту (почти как у винчестера). Время поиска данных составляет 28 миллисекунд (похуже винчестера, но порядок тот же). Объем кэша в 2 Мб позволяет существенно ускорить процесс копирования. По размерам DynaMO примерно соответствует внешнему Zip-драйву, хотя весит последний поменьше. Для тех, кого не устраивает SCSI интерфейс (например для меня), в комплекте накопителя поставляется переходник LPT-SCSI (Shuttle Connect от SCM Microsystems). Штука в хозяйстве полезная и, что самое удивительное, работающая именно так, как было задумано создателями. Процесс инсталляции всего девайса оказался не сложнее, чем обычного внешнего Zip'а. А вот скорость копирования, надежность и объем диска - не в пример лучше. При копировании тестового объема данных получились следующие результаты (объем 90 Мб, режим параллельного порта ECP) - чтение 0.44 Мб/с, запись 0.32 Мб/с - вполне неплохо для параллельного порта. Цена DynaMO 640 SD - $270, цена 640-мегабайтного диска - $17.

Накопитель DynaMO 640 SD для тестирования был любезно предоставлен фирмой "Юнити-Сервис".