老鳥傳技輕松讀懂光驅(qū)倍速的行話

2020-10-24 13:09:23

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供稿：網(wǎng)友

　　隨著人們對數(shù)字信息存儲(chǔ)要求的不斷提高，利用光盤來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的人越來越多，光驅(qū)已經(jīng)成為電腦配件中的“標(biāo)配”。對于光驅(qū)產(chǎn)品的等次，商家們通常會(huì)以同的“倍速”來進(jìn)行區(qū)別，所以我們在購買和使用光驅(qū)的過程中經(jīng)常碰到“買X倍速的光驅(qū)、支持X倍速讀取、用X倍速刻錄”等行話。但是到底“倍速”指的是什么速度呢？CD和DVD的“倍速”有什么區(qū)別呢？不同的倍速間有多大差別呢？不少人并不是十分的清楚，那么筆者為你解答。

　　1、“1X倍速”到底有多快

　　光驅(qū)種類有很多，在它們參數(shù)中都提到了“倍速”這個(gè)參數(shù)，如2X、4X、8X、16X、24X、32X、40X、48X、50X、56X等（圖1）。其中CD光驅(qū)的最快速度可達(dá)到56X，DVD刻錄速度最快通?？蛇_(dá)到16X（最高18X）。同樣是用“倍速”來表示，DVD的倍速似乎比CD的要慢很多，這讓不少人感到疑惑，其實(shí)這是由于DVD和CD倍速單位定義是不同的而造成的。

老鳥傳技讀懂光驅(qū)倍速的行話

圖1

　　某DVD光驅(qū)的參數(shù)，你都讀懂了嗎？

　　CD出現(xiàn)先于DVD，在第一臺(tái)CD機(jī)器出現(xiàn)的時(shí)候，人們就把CD在1小時(shí)內(nèi)讀完一張CD盤的速度定義為1倍速。后來驅(qū)動(dòng)器的傳輸速率越來越快，就出現(xiàn)了倍速、四倍速直至現(xiàn)在的32倍速、40倍速或者更高。當(dāng)DVD出現(xiàn)后，人們延用了同樣的規(guī)定，也規(guī)定DVD的1倍速為1小時(shí)讀完1張DVD盤。不過，CD盤和DVD盤的容量是不同的，前者容量一般為650MB，而后者容量則4.7GB左右。在相同的1倍速下，CD的讀取數(shù)據(jù)的速度約為150KB/s，而DVD的速度則在1350KB/s左右。于是，在不同速度下，當(dāng)用DVD刻錄機(jī)以4倍速刻錄時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣染拖喈?dāng)于一臺(tái)40倍速的CD。
小資料：光驅(qū)的復(fù)寫速度

　　除了讀寫、刻錄速度外，還有一個(gè)復(fù)寫速度。復(fù)寫速度是指刻錄機(jī)在刻錄CD-RW或DVD-RW光盤，在光盤上存儲(chǔ)有數(shù)據(jù)時(shí)，對其進(jìn)行數(shù)據(jù)擦除并刻錄新數(shù)據(jù)的最大刻錄速度。較快CD-RW刻錄機(jī)在對CD-RW光盤復(fù)寫操作時(shí)可以達(dá)到32倍速，雖然DVD刻錄機(jī)也支持對CD-RW光盤的可寫，但一般CD復(fù)寫速度要略低于CD-RW刻錄機(jī)，只有個(gè)別的產(chǎn)品才能達(dá)到32倍速的復(fù)寫速度。而目前各種制式的DVD刻錄機(jī)中最大能達(dá)到的最大DVD復(fù)寫速度為8倍速，也就是每秒約10.5MB/s的速度。

　　2、光驅(qū)的最大倍速

　　我們知道，光驅(qū)有一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)叫最大倍速，也就是光驅(qū)的最大可得傳輸速率。如何理解這個(gè)概念呢？這需要從光驅(qū)的旋轉(zhuǎn)方式及光驅(qū)的讀盤方式入手。首先，我們來回顧一下同心圓的物理學(xué)知識(shí)。如果把光盤看作是許許多多地同心圓組成的物體，那么在讀寫數(shù)據(jù)時(shí)，光盤外道旋轉(zhuǎn)速度比內(nèi)道旋轉(zhuǎn)速度快。因此當(dāng)光盤旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)，外道所讀的數(shù)據(jù)比內(nèi)道所讀的數(shù)據(jù)多（即單位時(shí)間內(nèi)，外圈所走過的物理路徑比內(nèi)圈長）。理解了這個(gè)物理知識(shí)后，我們來分析光驅(qū)的讀盤方式，即CLV（恒定線速度）CAV（恒定角速度）方式。

　　CLV，也即恒定線速度，是光盤旋轉(zhuǎn)速度可調(diào)以保持單位時(shí)間內(nèi)內(nèi)圈與外道的讀取數(shù)據(jù)速率相等，由于CD盤片的內(nèi)道半徑小于外道半徑，因此CLV方式意味著光盤的外道將以較慢的速率旋轉(zhuǎn)，而內(nèi)道則以較快的速率旋轉(zhuǎn)，這樣就保證了數(shù)據(jù)以恒定值傳輸。因此這種技術(shù)可以保證24倍速光驅(qū)的數(shù)據(jù)傳輸速率始終保持在24倍速上(圖2)。

老鳥傳技讀懂光驅(qū)倍速的行話

圖2　　另一種常用的技術(shù)為CAV（恒定角速度)。這種技術(shù)并不改變光驅(qū)轉(zhuǎn)動(dòng)速度，它為了保持光盤以恒定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)而使數(shù)據(jù)傳輸率時(shí)常改變。比如一個(gè)40倍速光驅(qū)，當(dāng)激光頭在光盤的內(nèi)道時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸率可能僅有18到20倍速，這是比較慢的，當(dāng)激光頭從光盤的外道讀取數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸率可以達(dá)到最大值。這時(shí)光驅(qū)才是以最大倍速工作，這就是光驅(qū)在標(biāo)定速度用“MAX”的原因。我們所用的48X、52X光驅(qū)就是一個(gè)典型的CAV型CD-ROM (圖3)。

老鳥傳技讀懂光驅(qū)倍速的行話

圖3

　　CAV工作原理圖解

　此外，廠商們結(jié)合以上兩種讀盤方式推出了局部恒定角速度方式，理論上是在讀內(nèi)圈時(shí)采用CAV模式，轉(zhuǎn)速不變讀速逐漸提高，在讀外圈時(shí)讀速不變轉(zhuǎn)速逐漸減小。實(shí)際上它是在隨機(jī)讀取時(shí)，采用CLV一旦激光無法正常讀取數(shù)據(jù)時(shí)，立即轉(zhuǎn)換成為CAV。目前在刻錄機(jī)中一般采用該技術(shù)用于讀取。

　　一般來說，刻錄速度是由刻錄機(jī)和刻錄盤兩方面共同決定的，而最高刻錄速度又與兩者最高刻錄速度的較低值相一致。比如說，刻錄機(jī)最大倍速為52X，刻錄盤為32X，那么最高刻錄速度應(yīng)該是32X。所以，我們在使用光驅(qū)時(shí)都可以發(fā)現(xiàn)，很少有光驅(qū)是能夠達(dá)到其宣稱的最大倍速的。

　　3、光驅(qū)的倍速與轉(zhuǎn)速

　　根據(jù)上文，我們知道光驅(qū)既有倍速又有轉(zhuǎn)速，這是兩個(gè)完全不同的概念。倍速表示的是光存儲(chǔ)設(shè)備刻錄、讀取數(shù)據(jù)的能力，比如CD光驅(qū)的基準(zhǔn)讀取速度約為150KB/s，當(dāng)某個(gè)光驅(qū)在實(shí)際使用每秒可以讀取60MB的數(shù)據(jù)時(shí)，那么它的讀取倍速就是40X。而轉(zhuǎn)速則是指光驅(qū)主軸馬達(dá)的工作參數(shù)，它和倍速間有一個(gè)對應(yīng)的關(guān)系，但因刻錄方式的不同而有所差異。

　　那么光盤工作時(shí)速度到底有多快呢？比如我們使用一張直徑12cm的標(biāo)準(zhǔn)DVD光盤，在16X CAV模式下光盤邊緣的切線速度大約為60m/s（216Km/h），而據(jù)預(yù)算民航飛機(jī)的升空速度大約為220Km/h，也就是說光盤的在運(yùn)行過程忠的邊緣速度與飛機(jī)起飛的速度相當(dāng)。　　盡管目前DVD光驅(qū)的最大倍速只有為16X（最高可達(dá)18X），但其實(shí)光驅(qū)主軸馬達(dá)速度已經(jīng)達(dá)到了非?？斓乃俣攘?，基本接近了馬達(dá)式機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)架構(gòu)的物理極限。光盤在高速運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，機(jī)械的運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生巨大的震動(dòng)以及噪音。為了應(yīng)付這些負(fù)面影響，廠商必須通過特殊的光驅(qū)設(shè)計(jì)來應(yīng)付，比如采用懸掛式光驅(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這對于減低光驅(qū)的噪音作用顯著(圖4)。

老鳥傳技讀懂光驅(qū)倍速的行話

圖4

　　懸掛式光頭結(jié)構(gòu)：使光頭的尋址和聚焦時(shí)間減少許多，并且大幅提高了光驅(qū)的讀盤能力。當(dāng)光驅(qū)讀取密度不均的盤片時(shí)，托盤下的滾珠由于離心力的作用，會(huì)跑到質(zhì)量輕的那一邊從而調(diào)整平衡

　　4、光驅(qū)倍速是不是越快越好

　　選擇購買光驅(qū)時(shí)，人們總是存在這樣的一個(gè)誤區(qū)，認(rèn)為光驅(qū)的倍速越高越好，在購買時(shí)對于光驅(qū)的倍速要求較高。其實(shí)光驅(qū)讀盤的速度快慢差別并非十分重要。這是因?yàn)樵诟弑端俟怛?qū)的時(shí)代，各種光驅(qū)在讀盤速度上都有長足進(jìn)步，不再是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中拖后腿的部件。而且，目前高倍速光驅(qū)的標(biāo)稱值只是在理想情況下讀外圈的最高速度，實(shí)際應(yīng)用中多數(shù)時(shí)間達(dá)不到這個(gè)理想狀態(tài)，一般也就是24X的樣子。因此不管是36X、40X還是50X的光驅(qū)，實(shí)際使用起來主觀感覺差別不是很大。當(dāng)然，高速的光驅(qū)在在讀取大數(shù)據(jù)文件時(shí)可能更有優(yōu)勢，但它也有CPU占用率高、噪聲大、振動(dòng)大、耗電量大、發(fā)熱量大等副作用。

　　速度非常高的情況下，激光頭在讀取非標(biāo)準(zhǔn)盤片時(shí)，盤片受力不均，造成抖動(dòng)不穩(wěn)定，運(yùn)動(dòng)軌跡變形，嚴(yán)重增加了激光頭的損耗。激光頭的消耗增大，就猶如遭受了“餓其體膚，勞其筋骨”折磨的戰(zhàn)士，不僅戰(zhàn)斗力大大減弱，而且還有可能減少壽命。這樣，激光頭抓軌、尋軌能力就會(huì)降低，讀取數(shù)據(jù)也不能很準(zhǔn)確連貫，別說對付標(biāo)準(zhǔn)盤片了，哪能還能抵御非標(biāo)準(zhǔn)盤片的挑釁？

　　某些品牌的光驅(qū)，高速的品種反而不如低速的品種好使，這也是目前許多光驅(qū)帶有降速功能的原因。因此在選購光驅(qū)時(shí)我們不必強(qiáng)求光驅(qū)的速度。相比之下低倍速光驅(qū)的壽命反而要長一些，容錯(cuò)能力也很不錯(cuò)。但是只有在高速光驅(qū)才能讀出CD-RW光盤的數(shù)據(jù)，在選購光驅(qū)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意。

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