ذخیره سازی نوری نوعی از ذخیره سازی است که در آن داده ها با لیزر نوشته و خوانده می شوند. به طور معمول داده ها در رسانه های نوری، مانند دیسک های فشرده (سی دی) و دی وی دی ها نوشته می شوند. این فناوری در ابتدا به عنوان یک جایگزین بالقوه برای هارد دیسک ها در سیستم های محاسباتی شناخته شد. عدم رشد ظرفیت نسبت به هارد دیسک (HDD) و بعد از آن SSD، باعث شد ذخیره سازی نوری عمدتا به بایگانی طولانی مدت و پشتیبان گیری از اطلاعات محدود شود.
رسانه های نوری با دوام تر از نوار، هارد دیسک ها و فلش درایو ها بوده و کمتر به شرایط محیطی آسیب پذیر هستند( آسیب های فیزیکی هارد). با این حال، از سرعت های HDD معمولی کندتر هستند و ظرفیت ذخیره سازی پایین تری را ارائه می دهند. با توجه به انجمن فناوری ذخیره سازی نوری (OSTA)، سرعت ذخیره ساز های نوری فعلی نزدیک به هارد دیسک ها است.
پیشنهاد می کنیم حتما، دلایل کند شدن هارددیسک و روش های برطرف کردن آن را مطالعه کنید.
فرمت استاندارد نوری فعلی Blu-ray است که از لیزر آبی استفاده می کند تا به طور چشمگیری ظرفیت را افزایش دهد.
تاریخچه فناوری ذخیرهسازی نوری
اولین روش برای ذخیره داده ها با استفاده از نور بر روی یک سخت افزار توسط جیمز راسل در اواخر دهه ۱۹۶۰ اختراع شد.
اختراع راسل شباهت بسیاری به تکنولوژی ذخیره سازی نوری فعلی دارد. اختراع او از نقطه های میکرونی نور و تاریکی استفاده می کرد تا حضور یا عدم حضور یک بیت دیجیتال را نشان دهد. این الگو با گذراندن نور از سخت افزار شفافی که در آن کدگذاری شده بود، خوانده می شد.
دیسک های ذخیره سازی نوری مدرن در ابتدا با فرمت سی دی توسط Philips و Sony در سال ۱۹۸۲ به بازار عرضه شدند. در مقایسه با سیستم راسل، این دیسک های مدرن از یک لیزر برای ایجاد حفره هایی روی یک سطح آینه ای مانند فویل آلومینیومی تحت یک پوشش پلاستیکی شفاف استفاده می کنند. اندازه گودال با طول موج نور لیزر تعیین می شود.
از آنجا که نور لیزری آبی به کار رفته در دیسک های Blu-ray در طول موج کوتاه است، ۲۷ گیگابایت اطلاعات را می توان بر روی یک دیسک ۱۲ سانتیمتری نوشت. و این مقدار از ۶۸۰ مگابایت CD و ۴.۷ گیگابایتی که دی وی دی دارد بیشتر است. همین دلیل باعث می شود که Blu-ray استاندارد فعلی در ذخیره سازی دیسک های نوری باشد.
توسعه بیشتر ظرفیت ذخیره سازی نوری، در حالی که کندتر از درایوهای HDD و یا حافظه‌هایSSD است، متوقف نشده است. در سال ۲۰۱۶، سونی از یک دیسک Blu-ray که می تواند تا ۳.۳ ترابایت داده را ذخیره کند، رونمایی کرد.
مزایا و معایب ذخیرهسازی نوری ( Optical storage )
ذخیره سازی نوری یک مزیت عمده در برابر ذخیره سازی مغناطیسی دارد:
با دوام و مقاوم بودن. دیسک های نوری به دلیل قطع برق مانند حافظه موقت یا فرار ( همان RAM ) آسیب پذیر نیستند. البته به اندازه فلش مموری یا حافظه غیرفرار هم در معرض این حادثه قرار نمی گیرند؛ همچنین این دیسک ها از لحاظ فیزیکی بسیار مقاوم‌تر از نوار مغناطیسی، که مهمترین سخت افزار ذخیره سازی اطلاعات است، هستند.
یکی دیگر از مزایای دیسک نوری این است که ساخت آن ارزان است. مواد خام آن به طور عمده فویل آلومینیوم و پلاستیک است.
برای کسب بیشترین بهره از هزینه پایین تولید دیسک های نوری، تولید انبوه دیسک های حاوی اطلاعاتی مشابه توصیه می شود، مثلا یک فیلم Blu-ray یا سی دی صوتی. این کار مانند تکنیک قالب و پانچ است که نقطه های کوچک را در یک فویل بازتابنده در یک خط مونتاژ حفر می کند.
دیسک های نوری برای ذخیره سازی باید قابل استفاده مجدد باشند. نه مانند آنهایی که برای انتشار فیلم به کار می روند، زیرا که خواص مواد مورد استفاده در دیسک را تغییر می دهند. در دیسک های قابل استفاده مجدد به جای استفاده از یک لایه فویل کم هزینه، نقطه ها در یک لایه از ماده تغییر فاز دهنده و البته گرانتر ثبت می شوند که می توان داده ها را پاک کرد و چندین بار نوشت.
بزرگترین عیب ذخیره سازی نوری، فضای محدود ذخیرهسازی است. در حال حاضر ۲۷ گیگابایت بر روی یک دیسک Blu-ray ۱۲ سانتیمتر ذخیره می شود، اما ذخیره سازی فلش این ظرفیت را به ازای هر سانتیمتر به میزان قابل توجهی کاهش داده است. در حالیکه سونی در حال توسعه دیسک ۳.۳ ترابایتی بلوری است، مدیران فناوری اطلاعات اکنون می توانند یک هارد دیسک ۱۰ ترابایتی تجاری را خریداری کنند.
انواع دستگاه های ذخیره سازی نوری
ذخیره سازی دیجیتال را می توان به سه دسته جداگانه تقسیم کرد؛ مغناطیسی، فلش و نوری. ذخیره سازی نوری به خاطر هزینه کم، سهولت در ساخت و اندازه قابل حمل، یک نوع رایج رسانه ذخیره سازی است. رسانه ذخیره ساز نوری به طور عمومی بر روی یک دیسک استاندارد با قطر ۱۲ سانتیمتر در دسترس است. از سال ۱۹۸۲، دیسک های نوری همچنان استاندارد مورد قبول برای خرید فیلم و موسیقی هستند . و در چندین نوع از رسانه های نوری امروز در حال استفاده هستند.
دیسک فشرده یا سی دی
عرضه شده در سال ۱۹۸۲، (CD (compact disk با ارائه صدای دیجیتال به جای فرمت های آنالوگ به مصرف کنندگان خانگی، صنعت موسیقی را متحول کرد. CD در نهایت از یک منبع موسیقی به شکلی برای ذخیره سازی داده ها بدل شد. در سال ۱۹۹۰، CD-R معرفی شد و امکان ایجاد دیسک های نوری در خانه بوسیله یک رایانه شخصی را فراهم کرد. به طور متوسط CD تا ۷۰۰ مگابایت فضا برای ذخیره سازی اطلاعات دارد. بیت دیجیتال به صورت چاله ای بر روی مواد بازتابنده در دیسک ذخیره می شود. طول موج یک لیزر قرمز این چاله ها را تشخیص می دهد و آنها را به یک سیگنال دیجیتال تبدیل می کند.
دی وی دی
در اواخر دهه ۱۹۹۰ منتشر شد. DVD ها از فرمت های ویدیویی بسیاری پشتیبانی می کردند. با داشتن ۴.۷ گیگابایت برای یک دیسک تک لایه و حداکثر ۸.۵ گیگابایت برای یک دیسک دو لایه، دی وی دی انتخابی عالی برای پشتیبان گیری از اطلاعات توسط DVD-R یا رسانه ای برای فیلم بود. دی وی دی تنها برای داده ها و ویدئو استفاده نمی شود. دیسک های دی وی دی صوتی قابلیت ضبط اورجینال استودیویی بدون فشرده سازی را دارند که bit-rate بسیار بالاتر از CD استاندارد را ارائه می دهند. دی وی دی ها نیز مانند سی دی ها از طول موج لیزر قرمز استفاده می کنند.
اچ دی-دی وی دی یا HD-DVD
HD-DVD توسط توشیبا به عنوان فرمت رقیب برای دیسک Blu-ray سونی منتشر شد. HD-DVD فضای ذخیره سازی کافی برای فیلم های با کیفیت بالا را در یک دیسک ارائه می دهد. دیسک های HD-DVD قادر به نگه داشتن ۱۵ گیگابایت در هر لایه و حداکثر دو لایه بودند. توشیبا سپس برای دیسک های سه لایه برنامه ریزی کرد؛ با این حال، با تغییرات استودیوهای تولید فیلم، پشتیبانی از HD-DVD کاهش یافت تا اینکه که توشیبا اعلام کرد که دیگر این فرمت را ادامه نخواهد داد. درایوهای HD-DVD از یک طول موج لیزر آبی استفاده می کنند که قادر به خواندن حفره های کوچکتر در رسانه های نوری است.
Blu-ray
Blu-ray جدیدترین فرمت نوری با کیفیت بالا است. دیسک های Blu-ray که توسط سونی طراحی شده اند، ۲۵ گیگابایت در هر لایه را با حداکثر دو لایه در هر دیسک ارائه می دهند. دیسک های Blu-ray دارای پوشش محافظی هستند که تعداد خراش ها را کاهش می دهد و دیسک را با دوام می سازد. مانند HD-DVD، Blu-ray یک فیلم کامل با کیفیت بالا را روی یک دیسک جای می دهد. استفاده از درایو های قابل ضبط Blu-ray یا BD-R در رایانه های خانگی در حال رشد است. درایوهای BD-R اجازه می دهند تا حداکثر ۵۰ گیگابایت اطلاعات بر روی یک دیسک ذخیره شود. در درایوهای Blu-ray به منظور دستیابی به ذخیره سازی بیشتر، از همان نوع لیزر به کار رفته در HD-DVD روی دیسک نوری استفاده می شود.