Jaki standard po CD i DVD?

część 2 - karty pamięci czy optyczne dyski

4 lipca 2002

Po dwudziestoletniej obecności CD i po kilku latach intensywnego rozwoju DVD skłonni jesteśmy traktować optyczne dyski jako trwały element rynku. Łatwo też z góry założyć, że po CD i DVD czeka nas nieunikniony przeskok do kolejnej generacji nośników o podobnej konstrukcji i podobnych funkcjach użytkowych. Jednak każde rozwiązanie techniczne dochodzi w pewnym punkcie do kresu swych możliwości rozwojowych. Dalsze poszerzenie zakresu zastosowań, walorów funkcjonalnych czy parametrów jakościowych wymaga wówczas zastosowania zupełnie innej technologii. Nie należy więc z góry wykluczać, że koncepcja zapisu optycznego na dyskach też się zestarzeje.

Wielość użytkowanych aktualnie rozwiązań świadczy o tym, że żadne z nich nie jest idealne. Zależnie od potrzeb musimy wybierać odpowiedni, wyspecjalizowany rodzaj urządzeń/nośników. Idealny nośnik byłby tani, pozbawiony części ruchomych, miałby wysoką gęstość upakowania informacji, pracowałby bardzo szybko zarówno przy rejestracji jak i przy odczycie, a poczyniony na nim zapis byłby trwały. Taki ideał mógłby zastąpić zarówno płyty CD i DVD, twarde dyski, wiele różnego typu taśm, pamięci Flash, a przy odpowiednio dużej szybkości to i pamięci RAM w komputerach. No ale takiego ideału nie wynaleziono i nawet trudno mówić by istniała technologia, która dawała by nadzieję na połączenie tych wszystkich zalet. Nie ulega jednak wątpliwości, że rynek chętnie przyjmie nośnik, który pozwoliłby przynajmniej zmniejszyć liczbę znajdujących się w użytku formatów.

Ponieważ wszystkie ważniejsze nośniki znamy z własnego doświadczenia, z opisów prasy lub z relacji znajomych, nie ma potrzeby by w tym miejscu robić gruntowny przegląd ich wad i zalet. Skupmy się od razu na tych punktach, które bezpośrednio dotyczą możliwości ekspansji poszczególnych formatów na obszary zajmowane przez konkurentów.

Ze względu na istotę swego działania optyczne dyski CD/DVD, a także ich ewentualni następcy, nie są w stanie skutecznie rywalizować na co najmniej dwóch rynkach. Chodzi o urządzenia przenośne, gdzie sam rozmiar dysków jest zbyt duży i to nawet w wersji 8-centymetrowej. Drugie zasadnicze ograniczenie to stosunkowo powolna praca, co wyklucza możliwość zagrożenia dla pozycji twardych dysków. Dyski optyczne skutecznie konkurują tylko z mediami starej generacji, z wszelkiego rodzaju taśmami, zwłaszcza taśmami audio, a z biegiem czasu także z taśmami video oraz taśmami do archiwizacji danych komputerowych.

W czasie kiedy CD było jeszcze standardem młodym, gabaryty płyty wcale nie wydawały się duże, ale wówczas rynek urządzeń przenośnych miał zupełnie inny charakter. Cyfrowa fotografia nie istniała, kamery video były sprzętem profesjonalnym, a poziom oczekiwań odnośnie zapisu audio w sprzęcie przenośnym wyznaczała kaseta magnetofonowa. Teraz mamy już mnóstwo cyfrowych urządzeń przenośnych. Także komputer ze sprzętu profesjonalnego stał się urządzeniem powszechnego użytku. Tak więc wyrosły dwa nowe potężne rynki, które potrzebują odpowiednich nośników i które nie są dostępne dla dysków optycznych.

Karty pamięci do urządzeń przenośnych oraz twarde dyski istotnie różnią się w jednym względzie od dysków optycznych. W napędach optycznych nośnik jest oddzielony od czytnika, a w twardych dyskach i kartach pamięci jest zintegrowany w jedną całość. Konstrukcja przyjęta w dyskach optycznych przynosi niezmiernie istotną zaletę w postaci niskiej ceny, ale ma też bardzo istotną wadę, standaryzacja musi dotyczyć całego systemu zapisu, łącznie ze strukturą danych na płycie, określeniem pojemności itd. Natomiast w mediach konkurencyjnych standaryzacja dotyczy tylko zewnętrznych gabarytów i formatu transmisji danych poprzez elektryczne wyprowadzenia.

Dzięki tej elastyczności systematycznie poprawia się konkurencyjność zapisu magnetycznego na twardych dyskach. W sytuacji gdy dysk o pojemności 80GB można nabyć za około 500 zł, różnica w cenie archiwizacji pomiędzy CD-R a dyskiem jest już całkiem umiarkowana, z grubsza trzykrotna. To już nie jest przepaść. W niektórych przypadkach alternatywa archiwizacji na twardym dysku może więc być atrakcyjna w porównaniu z archiwizacją na CD. A przecież za rok cena archiwizacji magnetycznej na pewno spadnie, za następny rok jeszcze trochę i tak dalej. Jednak twarde dyski też mają jedno istotne ograniczenie. Choć na upartego można je przenosić, tak z natury są to jednak urządzenia stacjonarne. Słaba przenośność HDD jest jednak po części rekompensowana przez coraz powszechniejszy dostęp do sieci (zarówno tej globalnej w postaci Internetu jak i sieci lokalnych), gdzie nie ma konieczności korzystania z fizycznego nośnika do przeniesienia informacji.

Oparcie standardu na samym formacie komunikacji i elektrycznych wyprowadzeń okazało się jeszcze bardziej istotne w przypadku kart pamięci (Compact Flash itd.). Można tu stosować sposoby zapisu oparte na całkowicie odmiennych zasadach fizycznych. Karty zazwyczaj korzystają z układów elektronicznych typu Flash, ale stosuje się też miniaturowe twarde dyski. W niedalekiej przyszłości w takiej samej obudowie, z takimi samymi wyprowadzeniami znajdą się najprawdopodobniej inne typy pamięci. Prace nad zamiennikiem dla Flash'ów są bowiem bardzo intensywne. Właściwie wszyscy elektroniczni potentaci coś robią w tej dziedzinie. IBM, Infineon i Motorola prowadzą prace z MRAM (magnetic RAM). Pamięci FRAM (ferroelectric RAM) są już produkowane przez firmę Ramtron od wielu lat, ale jak na razie ta technologia nie daje potrzebnych parametrów i nie rokuje też na przyszłość. Ale i technologia Flash nie stoi na straconej pozycji. Amerykanie z Matrix Semiconductor pozyskali od inwestorów 80 milionów dolarów na produkcję klasycznych pamięci, ale w postaci wielowarstwowej. Pieniądze wyłożyły firmy takie jak Kodak, Sony, Thomson i Microsoft, tak więc sprawa wygląda poważnie. Wielowarstwowe układy powinny przynieść skokową obniżkę kosztów produkcji i wzrost gęstości. Zaawansowany w badaniach jest też Intel (pamięci polimerowe, pamięci OUM - Ovonyx Unified Memory). Wygląda na to, że pamięci polimerowe, nawiasem mówiąc też produkowane w technologii wielowarstwowej, są już bliskie rynkowej inauguracji. Na początku 2002 roku pojawiły się informacje, że Intel przeszedł od etapu tworzenia prototypów do etapu opracowania procesu produkcyjnego. Przedstawiciele firmy twierdzą, że produkcja tego typu pamięci będzie 10 razy tańsza niż w przypadku Flashów.

Wszystko to oczywiście nie zachwieje istotnie pozycji dysków optycznych. Pewne konsekwencje jednak będą widoczne. Wzmocni się segment urządzeń przenośnych, a penetracja tego rynku przez nośniki optyczne będzie jeszcze trudniejsza. Karty pamięci będą też skuteczniej zastępować dyski optyczne w niektórych, wybranych zastosowaniach. Zwłaszcza w roli wysokopojemnego zamiennika starej, poczciwej dyskietki. Zresztą w tej funkcji sieć będzie pomału zastępować wszystkie nośniki fizyczne, aczkolwiek ten proces musi potrwać dość długo.

Czas na najbardziej fascynujące zagadnienie - nanotechnologię. Tańsze zamienniki dla pamięci Flash oraz udoskonalone twarde dyski mogą co prawda ograniczyć popularność dysków optycznych, ale nie będą w stanie ich zastąpić. Natomiast gdyby na małej karcie udało się pomieścić kilkanaście-kilkadziesiąt GB danych i jeszcze wyprodukować taki nośnik niedrogo, to sens użytkowania optycznych dysków stałby się wątpliwy. Co prawda żadna technologia o takich parametrach nie doszła jeszcze do etapu konstrukcji prototypu, ale projekty badawcze, które zmierzają do opracowania podobnych nośników są w toku. Wykonano już szereg udanych eksperymentów na skalę laboratoryjną. Na początku czerwca 2002 opublikowano komunikat firmy IBM o urządzeniu nazywanym Millipede. Jest to matryca mikroskopijnych igiełek umieszczonych na uchylnych dźwigienkach (trochę podobnie jak igła we wkładce gramofonowej). Igiełki te mogą być podgrzewane i pozostawiać ślady w postaci zagłębień na nośniku. Do tego dochodzi oczywiście cała sterująca elektronika oraz precyzyjna mechanika wykonująca mikroprzesunięcia nośnika względem matrycy z igiełkami. Każda igiełka obsługuje niewielki obszar o boku będącym drobnym ułamkiem milimetra. Doświadczalny egzemplarz pamięci z matrycą 1024 igiełek został już zbudowany, na obszarze o boku 3 mm zapisał około 0,5GB. Na jeszcze wcześniejszym etapie są pamięci wykorzystujące węglowe nanorurki, ale pojedyncze komórki pamięciowe są już sprawdzane na skalę laboratoryjną.

Nie są to zresztą jedyne pomysły. Nie ma jednak większego sensu skrupulatne analizowanie poszczególnych doniesień o pracach nad rewolucyjnymi pamięciami. Raz, że jest ich dużo, a dwa, że na tym etapie tak czy tak nie jesteśmy w stanie ocenić ich szans na masową produkcję i jakiekolwiek prognozy były by przedwczesne. Ważne jest to, że nie można wykluczyć pojawienia się tego typu rozwiązań w perspektywie kilku lat. Gdyby tak się faktycznie stało, gdyby do tego spełniły się pokładane nadzieje jak chodzi o pojemność i koszt produkcji, to pozycja dysków optycznych może być zagrożona. Przy odpowiednio niskiej cenie przewaga funkcjonalna małej karty o szerokim zakresie zastosowań będzie kluczowym argumentem.

Czas na podsumowanie. Podstawowe znaczenie ma fakt, że już teraz na rynku funkcjonują popularne formaty kart, standardy gniazd i interfejsów. Jest już na świecie bardzo duża ilość urządzeń, które z tych kart korzystają. Coraz częściej są to też urządzenia do odtwarzania muzyki. W rezultacie każdy nośnik, który daje się zapakować z kartę typu Compact Flash czy inną podobną nie musi przechodzić przez etap standaryzacji, nie musi zabiegać o poparcie przemysłu. Wystarczająca jest sama technologia i kapitał na rozpoczęcie produkcji, a w zasadzie to nawet sama technologia, bo jeśli rozwiązanie będzie dobre, to znajdą się chętni do jego wdrożenia. Jest to ogromna różnica w porównaniu do nośników optycznych, które nie mogą ominąć etapu standaryzacji i nie mogą liczyć na popularność bez licznego grona wspierających producentów. Nośniki optyczne wymagają dużo większych inwestycji na poziomie marketingowym, na poziomie wdrożenia do produkcji, a także czasu na popularyzację. Nowe techniki zapisu nadające się do kart pamięci mają niezwykle komfortową sytuację, rynek jest już w pełni przygotowany na ich przyjęcie. Co więcej mają one tę dodatkową przewagę, że ze względu na swą odmienność funkcjonalną nie muszą bezpośrednio konkurować cenowo z formatami słabo przystosowanymi do urządzeń przenośnych. Pozostaje tylko pytanie czy pojawi się odpowiednia technologia, która powoli zmieścić dużo danych w formacie małej, standardowej karty. (GS)