Bước tới nội dung

Lưu trữ quang học

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Một chiếc đĩa CD

Lưu trữ quang học (Optical storage) là một lớp các hệ thống lưu trữ dữ liệu sử dụng ánh sáng để đọc hoặc ghi dữ liệu lên một phương tiện quang học nền tảng. Mặc dù nhiều định dạng quang học đã được sử dụng qua thời gian dài, những ví dụ phổ biến nhất là đĩa quang như đĩa compact (đĩa CD) và đĩa linh hoạt kỹ thuật số (đĩa DVD). Các phương pháp đọc và ghi cũng thay đổi theo thời gian, nhưng hầu hết các hệ thống hiện đại tính đến năm 2023 đều sử dụng laser làm nguồn sáng cho cả việc đọc và ghi dữ liệu lên đĩa.[1] Britannica lưu ý rằng nó "sử dụng các chùm tia laser công suất thấp để ghi và truy xuất dữ liệu kỹ thuật số (nhị phân)".[2][3]

Lưu trữ quang học là việc lưu trữ dữ liệu trên một phương tiện có thể đọc được bằng quang học. Dữ liệu được ghi bằng cách tạo ra các dấu vết theo một mô hình có thể đọc lại nhờ sự hỗ trợ của ánh sáng, thường là một chùm tia laser được hội tụ chính xác vào một đĩa quang đang quay. Một ví dụ cũ hơn về lưu trữ quang học không yêu cầu sử dụng máy tính là microform. Có các phương tiện khác để lưu trữ dữ liệu bằng quang học và các phương pháp mới vẫn đang được phát triển. Ổ đĩa quang là một thiết bị trong máy tính có thể đọc CD-ROM hoặc các loại đĩa quang khác, chẳng hạn như DVD và đĩa Blu-ray. Lưu trữ quang học khác biệt với các kỹ thuật lưu trữ dữ liệu sử dụng công nghệ khác như từ tính (như đĩa mềm và đĩa cứng), hoặc bán dẫn (như bộ nhớ flash). Lưu trữ quang học dưới dạng đĩa mang lại khả năng ghi dữ liệu lên đĩa compact trong thời gian thực. Đĩa compact có nhiều ưu điểm so với các máy phát băng âm thanh, như chất lượng âm thanh cao hơn và khả năng phát lại Âm thanh kỹ thuật số.[4] Lưu trữ quang học cũng trở nên quan trọng nhờ các đặc tính thân thiện với môi trường và hiệu quả năng lượng cao.[5]

Lịch sử

IBM là đơn vị tiên phong trong việc phát triển các hệ thống lưu trữ quang học trong phần lớn giai đoạn đầu của lịch sử máy tính. Năm 1959, họ lắp đặt máy dịch ngôn ngữ tự động, sử dụng đĩa quang chứa 170.000 từ và cụm từ tiếng Nga cùng bản dịch tương ứng sang tiếng Anh.[6] Năm 1961/1962, họ giới thiệu IBM 1360, sử dụng các slide ảnh nhỏ được đọc bằng đèn sợi đốt thông thường làm nguồn sáng và tế bào quang điện làm bộ dò. Một hệ thống riêng biệt ghi dữ liệu lên các slide này bằng súng điện tử, tạo thành một hệ thống đọc/ghi. Khi mở rộng tối đa, 1360 có thể chứa khoảng nửa terabit dữ liệu và cho phép truy cập bán ngẫu nhiên.[7] Nhiều hình thức phương tiện quang học khác nhau, chủ yếu dạng đĩa, đã cạnh tranh với ghi âm từ tính trong suốt thập niên 1960 và 1970 nhưng không bao giờ trở nên phổ biến. Chính sự ra đời của laser bán dẫn đã cung cấp công nghệ cần thiết để làm cho lưu trữ quang học trở nên thiết thực hơn cả về mật độ lưu trữ và chi phí. Giá thành giảm xuống mức có thể sử dụng trong các sản phẩm tiêu dùng, dẫn đến sự ra đời của định dạng tương tự LaserDisc vào năm 1978. Tiếp theo đó, vào tháng 8 năm 1982, đĩa CD âm thanh/nhạc kỹ thuật số ra đời,[8] mở ra nỗ lực chuẩn hóa việc ghi dữ liệu trên phương tiện này. Chuẩn này được giới thiệu vào năm 1985 dưới tên gọi "Sách Vàng", sau này được biết đến là CD-ROM.[9]

Năm 1983, Philips giới thiệu nghiên cứu ban đầu về công nghệ ổ đĩa từ quang. Công nghệ này sử dụng laser làm nóng phương tiện lưu trữ để nó trở nên nhạy cảm với từ trường và dùng một điện từ trường để ghi dữ liệu bằng cách sắp xếp lại vật liệu bên trong. Nó hoạt động như một ổ đĩa quang thông thường khi đọc. Canon giới thiệu một phiên bản đặt trong vỏ bọc tương tự đĩa mềm 3,5 inch vào năm 1985, nhưng không có ứng dụng lớn cho đến năm 1988 khi nó trở thành tâm điểm của NeXT Computer.[10] Các biến thể của thiết kế này được giới thiệu suốt thập niên 1990 nhưng không phổ biến ngoài Nhật Bản, mặc dù định dạng MiniDisc của Sony đạt được một số thành công.[11] Năm 1988, "Sách Cam" bổ sung định dạng ghi một lần, CD-WO, vào định dạng CD hiện có. Phương tiện này tương thích với các ổ đĩa CD hiện có, cho phép âm nhạc và dữ liệu được ghi và đọc lại. Qua thời gian, định dạng này trở thành CD-R.[9] Năm 1990, Sách Cam bổ sung phiên bản ghi xóa được, CD-MO, nhưng ít được sử dụng. Các cải tiến liên tục dẫn đến sự ra đời của định dạng CD-RW vào năm 1997, cho phép đĩa được ghi, xóa và ghi lại nhiều lần. Đĩa quang có bước tiến lớn với sự ra đời của DVD vào năm 1996.[12] Theo thời gian, DVD tuân theo mô hình tương tự CD; Pioneer giới thiệu định dạng ghi một lần DVD-R vào năm 1997. Tuy nhiên, định dạng DVD+R ra đời vào năm 2002 dẫn đến một cuộc chiến tranh định dạng ngắn trước khi các ổ đĩa định dạng kép trở nên phổ biến.

Một cải tiến kỹ thuật khác là việc giới thiệu laser bán dẫn tần số cao hơn hoạt động trong phổ ánh sáng xanh và cực tím gần. Bước sóng ngắn hơn này cho phép lưu trữ nhiều dữ liệu hơn. Với sự phổ biến của truyền hình độ nét cao đầu những năm 2000, nhu cầu về phương tiện lưu trữ file video độ phân giải cao đã dẫn đến cuộc cạnh tranh giữa HD DVD và Blu-ray. Cuối cùng, Blu-ray đã chiến thắng trong cuộc chiến định dạng đĩa quang độ nét cao. Tuy nhiên, Blu-ray vẫn giữ được thị phần nhỏ tính đến năm 2023 vì thị trường nhanh chóng chuyển sang các dịch vụ truyền phát trực tuyến.[13] Tính đến năm 2023, Blu-ray là định dạng quang học lớn cuối cùng được sử dụng rộng rãi. Tốc độ ngày càng tăng của internet băng thông rộng đã thay thế vai trò của đĩa quang như một phương tiện phân phối phương tiện truyền thông, và giá thành bộ nhớ Flash giảm mạnh trong thập niên 2010 đã làm tương tự đối với vai trò lưu trữ lâu dài. Một số công nghệ mới đã được đề xuất nhưng chưa thấy sử dụng rộng rãi, bao gồm: Holographic Versatile Disc (HVD), Laser tử ngoại 210 nanomet, Lưu trữ dữ liệu quang học 3D, Lưu trữ dữ liệu quang học 5D (hướng tới lưu trữ dài hạn hàng ngàn năm), Quang học trường gần. Hiệp hội Optical Storage Technology Association (OSTA) là một tổ chức thương mại quốc tế được thành lập để thúc đẩy việc sử dụng các công nghệ và sản phẩm lưu trữ dữ liệu quang học có thể ghi được.

Xem thêm

Chú thích

  1. ^ "Optical storage". IBM. ngày 14 tháng 8 năm 2018.
  2. ^ "Optical storage". britannica.com.
  3. ^ "What is optical storage?". optical media, such as compact discs (CDs) and DVDs.
  4. ^ Trang Bản mẫu:Citation/styles.css không có nội dung.[1], "Optical storage device", issued Lỗi kịch bản: Không tìm thấy mô đun “auto date formatter”. 
  5. ^ Gu, Min; Li, Xiangping; Cao, Yaoyu (tháng 5 năm 2014). "Optical storage arrays: a perspective for future big data storage". Light: Science & Applications (bằng tiếng Anh). 3 (5): e177. doi:10.1038/lsa.2014.58. hdl:1959.3/382019. ISSN 2047-7538.
  6. ^ Benjamins, Joh (2000). Hutchins, John (biên tập). Gilbert W. King and the IBM-USAF Translator (PDF). Collection: Early Years in Machine Translation. John Benjamins. ISBN 90-272-4586-X. Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 19 tháng 2 năm 2009. Truy cập ngày 29 tháng 6 năm 2023.
  7. ^ Kuehler, J. D.; Kerby, H. Ray (1966). A photo-digital mass storage system. Proceedings of the November 7–10, 1966, fall joint computer conference. American Federation of Information Processing Societies. tr. 735–742.
  8. ^ Benj Edwards (ngày 1 tháng 10 năm 2012). "The CD player turns 30". PCWorld. Truy cập ngày 9 tháng 11 năm 2016. On October 1, 1982, Sony ignited a digital audio revolution with the release of the world's first commercial compact disc player, the CDP-101 (above), in Japan.
  9. ^ a b "From disk to data: how CD-R immortalizes your data in plastic". InfoWorld. Quyển 16 số 23. ngày 6 tháng 6 năm 1994. tr. 88. Truy cập ngày 25 tháng 3 năm 2020.
  10. ^ Thompson, Tom; Baran, Nick (tháng 11 năm 1988). "The NeXT Computer". Byte. tr. 158.
  11. ^ "The story of the MiniDisc". Open Culture. ngày 23 tháng 6 năm 2021.
  12. ^ "Backronym definition". Pcmag. Bản gốc lưu trữ ngày 15 tháng 3 năm 2012.
  13. ^ Williams, Mike (ngày 9 tháng 2 năm 2022). "6 Reasons Physical Media Beats Streaming". PC Magazine. Truy cập ngày 30 tháng 6 năm 2023.
Lấy từ “https://wikibeta.org/index.php?title=Lưu_trữ_quang_học&oldid=7959795”