Tại sao CD và DVD lấp đầy từ trung tâm ra ngoài?


146

Gần đây tôi đã phải ghi một đĩa DVD lần đầu tiên ở độ tuổi và tôi đã tự hỏi tại sao đĩa CD và DVD bắt đầu ở trung tâm và đi về phía rìa.

Phương tiện truyền thông đĩa quay cũ hơn như các bản ghi vinyl bắt đầu từ rìa và đi về phía trung tâm vì vậy nó không thể là vì lý do lịch sử.

Tôi đang tìm kiếm các nguồn tốt về lý do cho cấu trúc dữ liệu này.

Câu trả lời:


105

Tại sao CD và DVD điền dữ liệu của họ từ giữa ra ngoài?

Lưu ý giả định trên được đưa ra trong câu hỏi là không chính xác.

Tóm tắt :

  • Vì lý do lịch sử, việc viết (và đọc) từ bên trong có ý nghĩa (các đĩa có kích thước khác nhau có thể được giải thích trong các câu trả lời khác).

  • Vì lý do hiệu suất đọc, các đĩa hiện đại có thể được ghi (và đọc) bên ngoài hoặc thậm chí theo cả hai hướng (lớp kép).

Ghi chú:

  1. Hầu hết các đĩa là một kích thước tiêu chuẩn.

  2. Các đĩa CD và DVD được sản xuất thương mại không được ghi mà được đóng dấu trên báo chí.

    Mặc dù tất cả các đĩa DVD (cả tự chế và thương mại) đều sử dụng "pits" và "bumps" được tạo ra một cách vật lý (các lỗ ở phía không thể đọc được và các bumps nằm ở phía có thể đọc được) trên các đĩa để lưu trữ thông tin video và âm thanh, có một sự khác biệt về cách "hố" và "va chạm" được tạo ra trên các đĩa DVD thương mại so với cách chúng được tạo ra trên một đĩa DVD ghi tại nhà.

    Phim DVD bạn mua tại cửa hàng video địa phương được sản xuất với quy trình dập. Quá trình này giống như cách tạo ra các bản ghi vinyl - mặc dù công nghệ rõ ràng là khác nhau (bản ghi vinyl được đóng dấu với các rãnh so với DVD được đóng dấu bằng các lỗ và va đập).

    Nguồn Sự khác biệt giữa DVD thương mại và ghi tại nhà

Phần còn lại của câu trả lời này tập trung vào khía cạnh hiệu suất.

Các ngoại lệ đối với việc viết (và đọc) từ bên trong là các trò chơi XBox (và các trò chơi máy chơi game khác) và DVD Lớp kép (phim).


Trò chơi Xbox

Các trò chơi Xbox có dữ liệu được ghi từ bên ngoài vì lý do hiệu suất - vì bên ngoài quay nhanh hơn bên trong dữ liệu có thể được đọc nhanh hơn.

Bản thân các trò chơi Xbox được lưu trữ trên các đĩa được định dạng DVD-9 (9GB một mặt, hai lớp) và thực sự được viết theo kiểu rất thú vị. Các trò chơi được viết từ bên ngoài các đĩa DVD-9 vào bên trong, có nghĩa là hầu hết các đĩa thực sự sẽ có phần lớn dữ liệu của chúng được lưu trữ xung quanh chu vi bên ngoài của đĩa.

Vì ổ đĩa DVD trong Xbox là ổ đĩa Tốc độ góc không đổi (CAV), nó có thể đọc thêm dữ liệu mỗi giây từ các rãnh ngoài cùng khiến đây là cách lưu trữ dữ liệu trên đĩa DVD được tối ưu hóa cao để giảm thời gian tải. Rõ ràng ổ đĩa cũng có thể đọc đĩa CD và DVD thông thường.

Phần cứng nguồn đằng sau bảng điều khiển - Phần I: Xbox của Microsoft

DVD hai lớp (Phim)

DVD hai lớp có thể được ghi theo một trong hai hướng - có hai chế độ ghi.

Hầu hết các bộ phim được viết là con đường theo dõi ngược lại . Một bộ phim sẽ được phân chia trên các lớp, do đó, không cần tìm kiếm trở lại cạnh bên trong là cần thiết khi thay đổi lớp.

Có hai chế độ để định hướng lớp kép. Với đường dẫn song song (PTP), được sử dụng trên DVD-ROM, cả hai lớp bắt đầu ở đường kính bên trong (ID) và kết thúc ở đường kính ngoài (OD) với đầu ra. Với Đường dẫn đối diện (OTP), được sử dụng trên DVD-Video, lớp dưới bắt đầu từ ID và lớp trên bắt đầu tại OD, nơi lớp kia kết thúc, chúng chia sẻ một đầu vào và một đầu ra.

Nguồn DVD-R DL


2
Tôi đã chấp nhận câu trả lời này vì nó có nghiên cứu đầy đủ nhất và giải thích các phương pháp khác nhau mà tôi không biết khi ban đầu tôi đặt câu hỏi.
Burgi

9
Điều về các trò chơi XBox được đơn giản hóa đến mức kém chính xác. Đĩa Xbox là một đĩa DVD bình thường được viết theo kiểu thông thường (số khu vực thấp ở bên trong, số khu vực cao ở bên ngoài). Họ chỉ đơn giản sử dụng một số bố cục theo dõi không chuẩn (và hệ thống tệp không chuẩn) để lưu trữ nội dung trong các lĩnh vực cao nhất có sẵn. Mặc dù vậy, không có gì thực sự là "được viết từ bên ngoài", điều đó sẽ không tương thích về mặt vật lý với các ổ đĩa thông thường vì hướng xoắn ốc sẽ sai.
hobbs

3
GameCube, như đã đề cập trong câu trả lời khác, là một ví dụ về một hệ thống mà thực sự không chạy xoắn ốc theo cách khác, bởi vì hệ thống mà không quan tâm đến việc đọc DVD bình thường.
hobbs

1
@hobbs Tôi không tin Gamecube ghi đĩa của nó với hình xoắn ốc theo hướng khác. Wii có thể đọc DVD (mặc dù không chính thức) và rất nhiều phần mềm ổ đĩa DVD có thể bị hack để đọc đĩa Wii / GC. Tôi không tin có bất kỳ dấu hiệu nào cho thấy bản thân hình xoắn ốc ở hướng ngược lại; Tôi dường như nhớ lại rằng đó là một huyền thoại phổ biến. Nếu bạn có thể cung cấp một nguồn tốt (ví dụ: một số phân tích kỹ thuật thay vì một người nào đó trên diễn đàn khẳng định nó) tôi sẽ vui lòng rút lại!
Muzer

1
@hobbs Tôi không thấy bất cứ điều gì về các đĩa GameCube được ghi bên ngoài - trong Giải phẫu xác thực phương tiện quang học . Đó là một hệ thống tệp độc quyền, một bộ làm trắng khu vực vật lý về mặt khái niệm khác với DVD tiêu chuẩn như CD-ROM XA là từ chế độ 1 và một số khóa giải mã trong Vùng cắt Burst.
Damian Yerrick

146

Điều này nhằm cho phép các đĩa có kích cỡ khác nhau.

Đĩa quang tiêu chuẩn ngày nay có đường kính 12 cm. Tuy nhiên, phương tiện truyền thông quang học trong lịch sử đã được sản xuất với nhiều kích cỡ khác nhau. Các đĩa lade của những năm 1970 và 1980 đã được thực hiện trong vòng 30 cm, 20 cm và 12 cm kích thước; gần đây hơn, CD, DVD và BD được tạo ở dạng nhỏ 8 cm (lưu trữ lần lượt 210 MB, 1,4 GB và 7,8 GB) ngoài 12 cm tiêu chuẩn.

Không giống như các bản ghi vinyl, nơi kim có thể dễ dàng được đặt vào bản ghi bằng tay, người chơi đĩa quang điện tử sẽ cần thêm các thành phần (hoặc ít nhất là logic phần sụn bổ sung) để tìm cạnh của đĩa và định vị bản nhạc đầu tiên nếu chúng phát từ bên ngoài, mà sẽ làm cho thiết kế của họ phức tạp hơn và đắt tiền hơn. Trung tâm của đĩa cung cấp một vị trí bắt đầu nhất quán cho bất kỳ đĩa nào được đưa vào trình phát, bất kể kích thước của nó.

Tuy nhiên, không phải tất cả các phương tiện truyền thông quang học được đọc từ trong ra ngoài.

Mặc dù hầu hết các phương tiện quang học tiêu chuẩn đều được đọc theo cách này, có các định dạng đĩa độc quyền (đôi khi được nhìn thấy trong bảng điều khiển trò chơi) giả sử một hoặc chỉ một vài kích thước cụ thể và được đọc từ bên ngoài. Có một số lý do cho việc này:

  • Nó nhanh hơn để đọc từ bên ngoài của đĩa hơn từ bên trong. Ở cùng tốc độ quay (ví dụ 10000 vòng / phút), tốc độ tuyến tính ở bên ngoài đĩa cao hơn tốc độ tuyến tính ở bên trong đĩa, dẫn đến hiệu suất cao hơn ở bên ngoài. Trên 10000 vòng / phút, các đĩa quang có thể lắc lư quá mức và thậm chí vỡ, đặt giới hạn trên cho tốc độ quay.
  • Nó làm cho việc sao chép đĩa bất hợp pháp trở nên khó khăn hơn. Như đã đề cập ở trên, hầu hết các đầu đĩa quang đều hoạt động từ trong ra ngoài. Một đĩa được đọc từ bên ngoài không thể đọc được bằng các đầu đọc đĩa quang thông thường.

Câu trả lời này không chính xác. Không phải tất cả các DVD đều được viết theo cách này :)
DavidPostill

15
@DavidPostill Vì vậy, đó là câu hỏi không chính xác. :)
Kamil Maciorowski

1
Đã đồng ý. Điều này không làm cho câu trả lời sai về cơ bản. Câu hỏi (không chính xác) cho rằng tất cả các phương tiện quang học được đọc từ trong ra ngoài và câu trả lời dựa trên giả định này. Tôi đã chỉnh sửa câu trả lời để phản ánh thực tế rằng một số phương tiện quang học độc quyền đọc bên ngoài.
bwDraco

4
Câu hỏi không nói "tất cả phương tiện quang học" ở bất cứ đâu, nó đặc biệt đề cập đến CD và DVD.
qasdfdsaq

3
Nó cũng cho phép tạo ra các đĩa có hình dạng khác nhau . Mặc dù tôi không chắc là nó có ý định hay hậu quả của việc viết đầu tiên tại trung tâm.
Olivier Grégoire

15

Với nhựa vinyl, việc đưa kim ra bên ngoài sẽ dễ dàng hơn so với bên trong bản ghi kéo sợi.

CD có thể có kích thước và hình dạng khác nhau. Đĩa có thể có bất kỳ kích thước bắt đầu từ bên trong. Ngoài ra, hầu hết mọi người sẽ chạm vào đĩa cd trên đường viền - vì vậy ít dấu vân tay hơn khi ổ đĩa đọc bản nhạc đầu tiên.

BTW Nó đã lưu ý đến tốc độ. Các ổ đĩa CD đầu tiên có tốc độ không đổi đọc dữ liệu.


1
Điểm thú vị nhưng họ không thể biết mọi người sẽ bắt đầu làm những hình thù kỳ lạ và tuyệt vời.
Burgi

9
Kích thước của một đĩa có lẽ là chìa khóa đẹp ở đây. Nếu bạn cho rằng bạn cần bắt đầu tại một điểm trung tâm cố định và đi ra ngoài thì đĩa của bạn có thể, theo lý do, có thể là bất kỳ kích thước nào bạn muốn. Nếu bạn bắt đầu ở bên ngoài và làm việc bên trong thì bạn phải có một kích thước đĩa được thiết lập.
Mokubai

3
@AndrewMorton Làm rõ: Đầu tiên xuất phát từ đĩa âm thanh và có CLV. Laserdiscs như hệ thống cũ hơn sử dụng CLV. Đĩa âm thanh (hoặc video) không có lợi ích từ CAV, nhưng từ tốc độ dữ liệu không đổi. Do đó, đĩa CD -Audio có tốc độ 495 đến 212 vòng / phút -> đĩa di chuyển với tốc độ 1,2m / giây bằng cách đọc laser. Đối với tốc độ dữ liệu không đổi Audio CD, Video DVD và BluRay sử dụng CLV. CD-ROM máy tính đầu tiên có tốc độ "đơn" hoặc "1x" tương đương với CD âm thanh (~ 150 KiB / s). Các CD-ROM sau này phải nhanh hơn và để đạt được tốc độ cao hơn (hoặc có giá trị tiếp thị tốt hơn) tại một số điểm CAV đã được giới thiệu.
Offler

1
@burgi Shape là một tác dụng phụ của kích thước thay đổi.
Offler

1
@Burgi Họ biết, vì nó đã xảy ra hàng thập kỷ trước với các bản ghi vinyl. vi.wikipedia.org/wiki/UnTHER_types_of_gramophone_records
Agent_L

4

Cùng với các lý do đã được trích dẫn, trở lại khi đĩa CD còn mới, cũng có một số cuộc thảo luận về thực tế rằng các vết trầy xước từ việc xử lý thông thường có nhiều khả năng xảy ra ở các cạnh của đĩa hơn là về phía trung tâm (đặc biệt là các điểm bị lệch. khi đặt đĩa vào khay đĩa).

Với dữ liệu bắt đầu từ trung tâm và dễ bị trầy xước hơn ở các cạnh, các vết trầy xước có nhiều khả năng xảy ra trên một phần của đĩa không chứa dữ liệu, do đó vết xước không ảnh hưởng đến việc đọc dữ liệu.


Ngoại trừ điều đó, ít nhất trong một số trường hợp, các khối nhận dạng và vật liệu chống ghi nằm ở các vòng ngoài cùng.
Carl Witthoft

1
@CarlWitthoft: Đúng - nhưng đó là những thứ bị hack sau khi thực tế, không phải là một phần của thiết kế ban đầu.
Jerry Coffin

1

Cũng lưu ý rằng các đĩa CD ban đầu dự đoán tính di động là một tính năng, ví dụ: Sony Walkman, đã tồn tại dưới dạng máy nghe băng. Những người chơi di động đầu tiên đã làm chậm vòng quay của họ khi đầu đọc di chuyển xa hơn từ trung tâm.

Trong điều kiện thực tế, điều đó có nghĩa là khi pin của bạn cạn kiệt, bạn thực sự cần ít năng lượng cơ học hơn để quay đĩa để có cùng tốc độ dữ liệu bề mặt.


2
Điều đó ngụ ý thời gian chạy pin bị giới hạn khi phát một đĩa CD.
fixer1234

Nó đã được. Vâng, sau một thời gian nó đã được. :)
Stijn de Witt

1

Các câu trả lời khác là tốt. Tôi đọc ở đâu đó mặc dù thiệt hại cho các đĩa xảy ra thường xuyên nhất và nghiêm trọng hơn ở phần bên ngoài so với phần bên trong.

Nếu điều này là đúng, điều đó có nghĩa đối với các đĩa CD rằng chúng sẽ có độ bền tốt hơn. Hiếm khi đĩa CD thương mại được viết đầy đủ. Thiệt hại cho phần không được ghi trong đĩa CD sẽ không liên quan.

Ngoài ra, TOC hoặc hệ thống tập tin trên đĩa, nếu được ghi ở phần bên trong nhất của CD / DVD sẽ được bảo vệ tốt hơn và cho phép ít nhất đọc dữ liệu một phần từ phần còn lại của CD. Nhưng tôi đã không kiểm tra vị trí chính xác của dữ liệu này trên các loại đĩa và chế độ ghi khác nhau để tôi không biết liệu nó có được viết như vậy không.


Bạn có thể cung cấp một số nguồn cho việc này? Điều này đã được suy đoán bởi @jerrycoffin (cũng không có nguồn).
Burgi

@Burgi, ops, bỏ lỡ câu trả lời của anh ấy. Tôi không có tài liệu tham khảo. Đã từ lâu. Tôi chỉ có thể nói mặc dù một số phần mềm ghi đĩa có cài đặt ưu tiên, trong đó người ta có thể chọn nơi ghi các tệp cụ thể. Các tập tin có ưu tiên cao hơn được viết trước những tập tin có ưu tiên thấp hơn. k3bcũng cho thấy điều đó, cũng như tôi đoán các công cụ cấp thấp hơn được sử dụng bởi nó (có thể mkisofs -sort).
akostadinov

Mặt khác, tôi không thấy mkisofsreadme đề cập bất cứ điều gì về vết trầy xước: fifi.org/doc/mkisofs/README.sort
akostadinov

-3

Hầu hết các đĩa CD / DVD không được lấp đầy. Máy tính sẽ nhanh hơn để lưu trữ hoặc tìm dữ liệu cần thiết ở phần bên trong do đường kính nhỏ hơn, khoảng cách di chuyển của đầu đọc là ít hơn so với ngoại vi bên ngoài của đĩa, trong đó đường kính là tối đa. Tiết kiệm và tìm kiếm trong các vòng tròn / xi lanh trong cùng tiết kiệm cả thời gian và năng lượng.


10
Nó sẽ không ngược lại chứ? Phần bên ngoài chứa nhiều hơn nên ít phải di chuyển bên.
fixer1234

1
Trên thực tế, AFAIK, tốc độ đọc không đổi, ổ đĩa chỉ cần quay nhanh hơn khi đọc dữ liệu từ hầu hết các xi lanh bên trong.
Salman A

1
@SalmanA: CD nhạc là Vận tốc góc không đổi. Các ổ đĩa máy tính hiện đại thực sự là Constant linear Velocity, quay nhanh hơn cho các rãnh bên trong. Điều này đòi hỏi thiết bị điện tử thông minh hơn.
MSalters

1
CD nhạc @MSalters là CLV. Tất cả các đĩa CD có mật độ bit tuyến tính không đổi - vì vậy nhạc được phát bằng CLV; tốc độ quay thay đổi được thực hiện bằng cách điều chỉnh vòng / phút để giữ cho một nửa HOÀN TOÀN. điều tương tự cũng đúng với các ổ đĩa CDRom sớm. Những người mới hơn rất nhanh nhẹn để đọc một loạt các tốc độ bit để họ có thể quay nhanh và thích nghi với bất kỳ kết quả bitrate nào.
greggo
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.