Тенденции рынка оптических устройств хранения

Рынок оптических устройств хранения данных наводняют новые форматы и технологии. В данной статье мы попытаемся дать некоторые общие советы относительно выбора устройств и технологий.

На первый взгляд рынок оптических устройств хранения данных в 1998 году находится примерно в том же состоянии, что и рынок бытовых аудиосистем около 10 лет назад. В то время технология CD была на пороге широкомасштабного завоевания рынка. Конечно, до того как магнитофонные кассеты стали популярными, основными устройствами воспроизведения записанной музыки были катушечные магнитофоны и проигрыватели виниловых грампластинок. (Ради исторической справедливости следует отметить, что в 70-е годы некоторый бум на рынке вызвала технология восьмидорожечной записи, но те дни давно канули в прошлое.)

Наличие на рынке различных аудиоформатов затрудняет потребителям выбор. Какой формат станет основным для аудионосителя? Что покупать — CD-плейер или кассетный магнитофон? Насколько CD лучше в качестве носителя, чем аналоговые виниловые диски?

Менеджерам отделов информационных систем, чьей задачей является расширение или модернизация системы хранения информации в их организациях, нынешняя ситуация на рынке устройств хранения данных представляется столь же запутанной. Появление новых форматов и технологий, изменение емкости устройств и ценовых планов означает появление множества возможностей, в которых нелегко разобраться. Таким образом, возникает вопрос: какой же формат следует использовать?

В данном обзоре мы постараемся показать, как оптические устройства хранения данных вписываются в общую картину. Затем мы коснемся конкретных технологий, применяемых в оптических устройствах, расскажем об их преимуществах, постараемся дать прогноз относительно тенденций развития этих технологий.

ИЕРАРХИЯ УСТРОЙСТВ ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ

Давайте начнем с рассмотрения того, как оптическая система вписывается в общую схему хранения данных. Запоминающие устройства можно представить как трехзвенную систему (см. Рисунок 1). Если смотреть сверху вниз, то эта система состоит из оперативных, почти оперативных и автономных запоминающих устройств. Оперативные устройства хранения служат для размещения критически важных данных, в которых пользователи для выполнения своей работы нуждаются постоянно. Почти оперативные запоминающие устройства образуют вспомогательное пространство, к которому пользователи обращаются лишь эпизодически. Автономные устройства хранения данных, называемые также третичными, содержат данные, уверенность в наличии которых организации необходима, хотя обращение к ним самим происходит редко.

Основная разновидность оперативного хранилища — жесткий диск. Обычно пользователи считывают данные со своих локальных дисков и с совместно используемых дисков на сетевых файловых серверах. Благодаря быстрому доступу (время выборки составляет от 8 до 14 мс) жесткий диск может практически мгновенно обрабатывать запросы пользователей.

Между тем пространство на жестком диске ограничено, а в стандартный ПК можно установить весьма незначительное число дисков. Кроме того, по сравнению с другими вариантами хранения данных жесткие диски относительно дороги. Для размещения данных, к которым пользователи обращаются менее часто, вы можете воспользоваться оптическими устройствами хранения. Разновидностей технологии оптического хранения существует несколько, в том числе CD, DVD, магнитооптические диски и вместительные диски с однократной записью и многократным чтением (Write-Once Read-Many, WORM). Оптические устройства хранения данных характеризуются относительно быстрым доступом (хотя и более медленным, чем у жестких дисков, но, в зависимости от носителя, не превышающим 30—300 мс). Такое сочетание делает оптические технологии весьма привлекательными для вспомогательных (вторичных) устройств хранения данных.

Для автономных или третичных устройств хранения данных скорость доступа не является приоритетной характеристикой. Обычно время доступа к данным, хранимым на таких устройствах, достигает нескольких минут и даже часов — в зависимости от того, где именно размещается носитель с данными (например, он может храниться в защищенном, безопасном месте). Распространенным типом носителя для автономных устройств хранения данных являются цифровые магнитные ленты и оптические диски.

ДЛЯ ЧЕГО ИСПОЛЬЗУЮТСЯ ОПТИЧЕСКИЕ ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА?

Хотя оптические устройства хранения данных не отличаются таким быстродействием, как жесткие диски, они примерно в 100 раз быстрее накопителей на магнитной ленте (в зависимости от конкретной применяемой технологии). Кроме того, оптические системы хранения обладают большей масштабируемостью, чем жесткие диски, так как в одном ПК можно установить лишь несколько жестких дисков. В то же время оптическая библиотека (jukebox) может содержать сотни оптических дисков. Если свободного места станет не хватать, то все, что потребуется сделать, — просто добавить еще диски.

Кроме того, поскольку оптические диски являются сменными носителями, система оптической памяти теоретически обладает огромной потенциальной емкостью. Например, если библиотека заполнена, то вы можете изъять из нее те диски, к которым никто не обращался в течение ряда месяцев, положить их на полку и заменить новыми, пустыми дисками.

Такая переносимость значительно облегчает физическое распространение и перемещение больших объемов данных. Благодаря значительной емкости оптических дисков большие объемы данных можно без труда перемещать и транспортировать между пользователями или из одного места хранения в другое. Дискеты, например, не обладают достаточной емкостью для размещения файлов с графикой или мультимедиа, а жесткие диски не столь удобны в качестве сменных устройств.

Наконец, оптические диски представляют собой стойкий и долговечный носитель, менее чувствительный к изменениям температуры и других условий внешней среды. При правильном обращении CD способны хранить информацию до 100 лет, а магнитооптические диски — от 40 до 50 лет.

ЧТО ЭТО ОЗНАЧАЕТ ДЛЯ ВАС?

Хотя все запоминающие устройства служат для хранения информации, оптические накопители используются в нескольких специфических приложениях. Традиционными приложениями являются архивирование данных и резервное копирование; вместе с тем технология оптического хранения информации начинает применяться в системах управления документами, для создания библиотек документов и при обмене большими объемами данных.

Об управлении документами говорят уже несколько лет (вероятно, вы слышали о нем как о "безбумажном офисе"). Обычно под этим понимают полное преобразование печатных документов в цифровые файлы, включающие изображения и графику. Благодаря реализации управления документами организация может хранить информацию, совместно использовать ее и эффективно работать с ней, вместо того чтобы заполнять шкафы и столы папками для бумаг. Родственным видом приложений являются системы работы с изображениями документов, в которых печатные документы для хранения преобразуются в цифровые изображения.

В отдельных отраслях, таких, как юриспруденция и медицина, организациям необходим доступ к огромным объемам справочных материалов и архивных записей. Вместо хранения традиционного архива эти организации могут создать библиотеку электронных документов, преобразовав печатные материалы в цифровую форму или купив справочные материалы на CD. Для быстрого доступа к информации они могут воспользоваться устройствами с автоматической сменой дисков и библиотеками CD.

Наконец, с появлением оптической технологии, допускающей перезапись информации, в частности CD-R (CD-Recordable, компакт-диск с однократной записью) и CD-RW (CD-ReWritable, компакт-диск с многократной перезаписью), пользователи получили возможность совместно работать с большими объемами данных. Например, стандартная 3,5-дюймовая дискета может вмещать лишь около 1,4 Мбайт данных. Этой емкости недостаточно для некоторых типов данных, таких, как графические файлы и файлы мультимедиа. Благодаря технологии CD-ReWritable пользователи могут записывать большие файлы данных, например отчет с изображениями, на компакт-диск и передавать этот CD коллегам для дальнейшей работы с ним.

ТЕХНОЛОГИИ ОПТИЧЕСКОГО ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ

Рынок устройств оптического хранения данных охватывает целый спектр технологий, включая различные формы современных компакт-дисков и следующего поколения CD — DVD. Это сокращение каждый расшифровывает по-своему: одни — как цифровые многоцелевые диски (Digital Versatile Disk), другие — как многоцелевые диски с двухсторонней записью (Double-Sided Versatile Disk), а третьи — как двухслойные многоцелевые диски (Double-Layered Versatile Disk). В некоторых случаях слово многоцелевой (Versatile) заменяется на видео (DVD имеет несколько форматов, и, в зависимости от производителя, можно услышать разную расшифровку полного названия этой технологии).

Другие оптические технологии включают в себя 3,5-дюймовые и 5,25-дюймовые магнитооптические (Magneto-Optical, MO) диски, а также 12-дюймовые и 14-дюймовые диски с однократной записью и многократным чтением (WORM). Каждая из этих технологий имеет свои преимущества, и лучше всего оценивать их в контексте планируемого использования оптических накопителей в организации. (Краткую информацию по технологии можно найти в Таблице 1.)

CD: БЫСТРОЕ УСТАРЕВАНИЕ

Технология CD известна уже десятилетие. Многим из нас она доступна в виде CD-ROM и используется для прослушивания музыки и установки приложений и запуска любимых компьютерных игр. Между тем развитие технологии перезаписываемых компакт-дисков открывает новые возможности применения CD и ставит эту технологию в ряд других способов хранения данных.

Записываемый компакт-диск — это решение для хранения данных на автономном ПК, при котором пользователи получают свои собственные записывающие накопители на CD для хранения и архивирования данных. С широким распространением дисководов CD-ROM в современных ПК накопитель CD с возможностью записи позволяет легко распространять среди других пользователей большие объемы данных, будь то отчеты, компьютерные программы собственной разработки или базовые рабочие данные.

Что касается централизованного хранения информации, то, чтобы все пользователи могли легко получить доступ к данным, после записи CD можно поместить в сетевую оптическую библиотеку или в стойку CD-ROM. Кроме того, в ближайшем будущем мы можем ожидать появления записывающих библиотек и стоек CD-R/CD-RW, так что пользователи смогут записывать свои данные непосредственно в центральное хранилище.

Записываемые CD имеют два основных формата — CD-R (CD-Recordable) и CD-RW (CD-ReWritable). Технология CD-R позволяет записывать данные на компакт-диск только один раз. После этого диск можно использовать лишь для чтения, но не для записи. Технология CD-RW дает возможность стирать данные и снова записывать информацию на диск CD-RW (до 1000 раз). Основное отличие между этими двумя форматами в том, что нынешние дисководы CD-ROM способны читать диски CD-R, но не все устройства CD-ROM будут читать диски CD-RW.

Вместе с тем эти два формата обеспечивают одинаковую емкость хранения данных, а также скорость чтения и записи. В частности, они позволяют записать на диск 650 Мбайт данных, причем запись обычно осуществляется с удвоенной скоростью. Между тем скорость чтения увеличилась с двух- до четырехкратной, и ожидается, что в 1998 г. появятся устройства с шестикратной скоростью чтения.

Обычно дисководы CD-R стоят около 300 долларов, а диски продаются по 1,5 доллара за штуку. Только начинающие появляться на рынке дисководы CD-RW будут, вероятно, стоить не более 400 долларов, а носитель можно будет приобрети за 12—15 долларов за диск. Дисководы CD-R продаются уже несколько лет, и, согласно отчету IDC (International Data Corp.) 1997 г., этот сектор рынка расширяется. Между тем к 1999 г., с укреплением позиции технологии CD-RW на рынке, доля устройств CD-R, вероятно, начнет уменьшаться. В отчете под названием "Прогноз состояния рынка запоминающих устройств со сменным носителем на 1996—2000 гг." (Removable Storage Market Forecast and Review, 1996—2001), подготовленным старшим аналитиком-исследователем IDC Вольфгангом Шлихтингом, предсказывается быстрый рост объемов продаж CD-RW в ближайшие несколько лет (см. Рисунок 2), однако к 2000—2001 гг. в связи с распространением устройств DVD показатели роста продаж CD-RW начнут уменьшаться.

DVD: НОВЫЙ ЛИДЕР?

DVD — версия CD с очень большой емкостью, в которой для хранения и чтения данных могут быть использованы обе стороны диска. Теоретическая емкость каждой стороны такого диска составляет 4,7 Гбайт. Как и CD, технология DVD имеет несколько форматов, включая DVD-ROM, DVD-R (DVD-Recordable) и две версии формата с перезаписью — DVD+RW (DVD+ReWritable) и DVD-RAM. Благодаря большой емкости и ожидаемой низкой стоимости DVD может в следующие четыре года потеснить на рынке устройств хранения данных технологию CD.

В настоящее время технология DVD только начинает материализовываться из чертежей и проектов в реальные продукты. Основная доля продаж устройств DVD приходится на продукцию бытового назначения. Это DVD-плейеры и кинофильмы на дисках DVD-ROM. Ожидается, что в ближайшие годы дисководы DVD-ROM для ПК — они только начинают выпускаться — заменят дисководы CD-ROM. Пока что устройства DVD-ROM не получили широкого распространения. В основном это связано с малочисленностью программных продуктов для DVD-ROM, что не способствует привлечению покупателей. Между тем в целом устройства DVD-ROM имеют неоспоримые преимущества над CD-ROM. Причин здесь две: носитель DVD-ROM может вмещать значительно больше данных, чем CD, а дисководы DVD-ROM "умеют" читать диски CD-ROM.

Что касается записывающих устройств DVD — DVD-R с возможностью однократной записи на диск, то они лишь начинают проникать на рынок. Однако, по мнению аналитиков и поставщиков, реальное будущее DVD — в технологии DVD с перезаписью. Она найдет применение и на настольных ПК, и в сети. Аналогично CD-R и CD-RW, устройства DVD с перезаписью позволят записывать, публиковать, архивировать данные, обмениваться ими и осуществлять их резервное копирование. Когда производители начнут выпускать библиотеки и стойки DVD, перезаписываемые диски DVD станут жизнеспособным решением в качестве вспомогательных сетевых устройств хранения данных.

Хотя будущее устройств DVD с перезаписью представляется в розовом свете, энтузиазм первых покупателей могут охладить все более жаркие споры вокруг форматов DVD. Кроме того, отсутствие единого формата препятствует широкому распространению устройств DVD. В настоящее время в битве форматов участвуют два лагеря производителей. Одна из сторон пропагандирует преобладающую технологию DVD+RW, другая — продвигает DVD-RAM. Основная разница между ними состоит в том, что в случае DVD-RAM диск нужно поместить в кассету (футляр), а затем вставлять в накопитель DVD-RAM. DVD+RW не требует футляра. Кроме того, ожидается, что устройства DVD+RW будут совместимы с CD, CD-R и CD-RW, а обратная совместимость дисководов DVD-RAM, вероятно, будет ограничиваться стандартными CD.

Чтобы получить лучшее представление о текущем состоянии этих дебатов, я обратился к источникам в компаниях-производителях, принадлежащих к обоим лагерям, а также к Рэю Фриману, главе ассоциации OSTA (Optical Storage Technology Association). Все они в один голос заявляют, что в настоящее время невозможно с точностью судить о том, какая из сторон окажется в итоге победителем. Между тем эксперты ожидают, что битва между форматами завершится до конца 1999 г. К тому времени на рынке будут представлены продукты обоих классов, и аналогично разгоревшейся некогда борьбе между форматами видеозаписи VHS и Betacam стандартным станет тот вид продуктов, который завоюет большую долю рынка.

В целом каждая их этих разновидностей технологии предлагает сходные возможности. Ожидается к тому же, что они будут продаваться примерно по одной цене. Диск DVD+RW будет вмещать примерно 3 Гбайт информации на каждую сторону, а DVD-RAM — 2,6 Гбайт на сторону. По мере совершенствования данные технологии позволят, видимо, довести теоретическую емкость каждой стороны до 4,7 Гбайт. Как ожидается, дисководы DVD+RW и DVD-RAM будут поначалу стоить 700—800 долларов, а носители для продуктов каждого класса — около 25 долларов за односторонние диски и 40 долларов за двухсторонние.

Согласно прогнозам IDC, в ближайшие три года устройства DVD с перезаписью ожидает стабильный рост (см. Рисунок 3). К 2001 г. доля продуктов DVD должна превзойти CD-RW — как по обороту рынка (1,7 млрд против 569 млн), так и по числу поставляемых устройств (11 млн против 7 млн).

МАГНИТООПТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА: ОБДЕЛЕННЫЕ ВНИМАНИЕМ

В области оптических запоминающих устройств основное внимание обращают на себя CD-RW и DVD с перезаписью, однако если вам необходимо сетевое решение для хранения больших объемов данных, то мы советуем присмотреться к магнитооптическим устройствам (Magneto-Optical, MO). Они поставляются в двух форматах — 3,5-дюймовом и 5,25-дюймовом. Первый из них конкурирует с CD и DVD и популярен главным образом в Азии. По этой причине мы уделим основное внимание 5,25-дюймовым магнитооптическим устройствам.

В 1996 и 1997 гг. 5,25-дюймовые магнитооптические устройства позволяли хранить на каждом диске 2,6 Гбайт данных. Между тем к 1998 г. их потенциальная емкость возросла до 5,5 Гбайт. Сам носитель отличается стойкостью и долговечностью: без снижения качества его можно использовать в течение 100 лет. В отличие от дисководов CD-RW и DVD с перезаписью, у которых скорость доступа составляет от 100 до 200 мс, у магнитооптических устройств она достигает 35 мс.

Между тем поскольку 5,25-дюймовые магнитооптические накопители стоят от 1500 до 3000 долларов, а стоимость носителя равна примерно 75 долларам за диск, 5,25-дюймовые магнитооптические устройства не могут конкурировать с альтернативными решениями на уровне настольных систем. В то же время производительность магнитооптических накопителей делают эту технологию хорошим выбором для централизованного хранения данных в масштабе предприятия. Именно на корпоративных пользователей и ориентируются производители магнитооптических устройств, предлагая различные виды накопителей с автоматической сменой дисков и автоматизированные библиотеки на множество дисков, обеспечивающие гигантскую общую емкость и хорошую масштабируемость.

По данным IDC, в ближайшие несколько лет 5,25-дюймовые магнитооптические устройства ожидает устойчивый рост. Кроме того, они смогут лучше сопротивляться конкуренции со стороны DVD, чем CD-RW, так как не претендуют на место в настольных системах. Согласно аналитическим отчетам по исследованию рынка устройств хранения данных со сменным носителем, поставки магнитооптических устройств емкостью 5,2 Гбайт в 1999 г. достигнут 112 млн долларов, а в 2000 г. количество единиц проданной продукции составит 128 000 (см. Рисунок 4). Хотя после 2001 г. эти показатели снизятся из-за растущего использования технологии DVD в корпоративных системах хранения, по сравнению с устройствами CD-RW спад будет более плавным.

WORM: НЕ СДАВАЯ ПОЗИЦИЙ

Хотя технологии CD, DVD и MO — это будущее рынка оптических устройств хранения данных, технология 12-дюймовых и 14-дюймовых устройств WORM будет по-прежнему занимать свою нишу. Эта технология обеспечивает очень большую емкость — от 7 Гбайт на диск, хотя производители работают над тем, чтобы уже в нынешнем году увеличить ее до 30 Гбайт.

В целом системы WORM вместе с носителями представляют собой дорогое высоконадежное решение для хранения очень больших объемов данных. Маловероятно все же, что в таком качестве эта технология сможет конкурировать с DVD и MO в борьбе за новых покупателей, если, конечно, покупатель не имеет уникальных требований к устройствам хранения данных и не обладает изрядной суммой для покупки компьютерного оборудования. По этой причине расширения рынка устройств WORM не ожидается.

В то же время этот рынок не будет и существенно сокращаться, поскольку он имеет устойчивую базу заказчиков в лице крупных организаций, таких, как страховые компании, государственные и финансовые учреждения, где нет необходимости переходить на более новые технологии.

БЛИЖАЙШЕЕ БУДУЩЕЕ

Хотя технология устройств DVD с перезаписью воспринимается как следующий "большой скачок", на горизонте уже появились другие технологии. Например, технология записи с близким расположением головки к поверхности (near-field recording) обещает достижение высокой плотности записи — до 20 Гбайт данных на диск со временем доступа 15 мс, что почти соответствует быстродействию жестких дисков.

Из всего этого можно извлечь следующий урок: рынок оптических устройств хранения данных всегда будет находиться в состоянии изменения, а каждые 4—5 лет нас ожидает радикальная смена технологий. Таким образом, с точки зрения покупателей, оптические запоминающие устройства не отличаются от любой другой компьютерной технологии, и разобраться в них будет не сложнее, но и не легче.

Ресурсы

Internet

JTEC (Japanese Technology Evaluation Center)

http://itri.loyola.edu/opto/toc.htm

Эта страница содержит подробные отчеты по исследованиям и разработкам в области электронно-оптической технологии, проводимым в Японии и США. Здесь можно найти также большую статью по технологиям оптических устройств хранения данных.

Отчеты

"Competing Technologies for Reference Data Applications," Peter Way, Hewlett-Packard, 1998. Этот официальный документ компании-производителя посвящен сравнению оптических технологий хранения информации с точки зрения возможности их применения для решения конкретных задач.

"Removable Storage Market Forecast and Review," 1996—2001, Wolfgang Schlic-

hting, International Data Corp. (IDC), 1997. Полный, подробный отчет о состоянии рынка оптических устройств хранения данных с 1994 по 1997 г., содержащий прогнозы его развития до 2001 г. Охватывает широкий спектр технологий и содержит некоторые любопытные цифры, включая количество поставляемых устройств, прибыль и доли рынка. Отчет можно приобрести у IDC.