超越极限——解析20× DVD刻录技术

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DVD刻录机早已是装机用户的标配,然而在DVD刻录机的速度追求上,以明基和三星为首的厂商在突破16×极限推出18×产品后,又超越18×将速度突破到了20×上。从速度上来看,20× DVD刻录机的确可以给用户带来更高速度体验,但遗憾的是,目前DVD刻录盘的速度最高只有16×,厂商是如何实现20×刻录的呢?

20×刻录 理论速度有多快

在DVD刻录领域,厂商在突破了容量上的限制后,转而在刻录速度上作进一步努力,从16×到18×,再从18×到20×的突破,刻录速度上是以2×递增。而从理论数据来看,如果以16×写入速度计算,每秒可以写入的数据为16×1.35MB=16.2MB(DVD刻录机的刻入速度1×是1380KB/s,相当于1.35MB/s)。也就是说,要刻录一张4.7GB的DVD光盘,16×刻录机所花费的时间为:4.7×1024MB÷16.2MB/s÷60=4.95分钟;而如果以18×写入速度计算,每秒可以写入的数据为18×1.35MB=24.3 MB,因而刻录一张4.7GB DVD光盘,18×刻录机所花费的时间为:4.7×1024MB÷24.3MB/s÷60=3.3分钟;假如速度达到了20×,每秒可以写入的数据为20×1.35MB=27MB,刻录一张4.7GB的DVD光盘,20×刻录机所花费的时间为:4.7×1024MB÷27MB/s÷60=2.97分钟(以上为理论数值,实际刻录速度参见17期20×明基DW2000刻录机测试一文)。

也就是说,从16×到18×,理论刻录速度提升了1.65分钟,这足以让玩家感到非常欣慰了。但对于那些发烧级玩家或需要批量刻录的用户,速度依然是决定效率的最大因素,虽然20×仅比18×快了0.33分钟,但相比此前的16×,20×又将刻录时间缩短了1.98分钟,这在很大程度上满足了玩家和中小企业的速度需求。不过需要注意的是,这里只是最理想情况下的理论数据,而实际刻录中,由于受到电脑性能、刻录软件以及刻录盘片等因素影响,刻录时间会大大延长。一般而言,以16×刻录一张DVD光盘大约需要7分钟,而18×则需要5.6分钟左右,20×则可以控制在5.5分钟以下。从技术上来看,20×刻录机带来了新的速度革命,但在实际刻录时,实际意义并不理想。需要注意的是,我们通常所说DVD刻录机速度,一般是指在写入DVD+R/-R时的速度,所以20× DVD刻录机的DVD+R/-R写入速度为20×,除了该速度外,20× DVD刻录机还会将DVD-RAM的速度提升到12×,并采用SATA接口以获得更安全、稳定的刻录环境。

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20x DVD刻录机
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20x DVD刻录机参数
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DVD进行写入(上图)和删除(下图)时的对比

相关知识:DVD刻录机如何进行刻录

DVD刻录分为一次性刻录和重复刻录,在进行DVD-R/DVD+R刻录时,DVD刻录机通过使用635/650nm波长的大功率激光照射DVD盘片的染料层,在染料层上形成一个个平面和凹坑,这样光驱在读取光盘时,通过平面和凹坑对激光的不同反射,就能转换出电脑可以识别的数据(也就是0和1),但这种变化不能恢复到原始状态,所以只能进行一次性刻录。而DVD-RW/DVD+RW的刻录原理与DVD-R和DVD+R大致相同,只不过盘片中的染料层变成了一层由银、铟、锑、碲合金等材料为材质的结晶层,由于结晶状态和非结晶状态可以在相应温度的改变下进行转换,所以我们可以在结晶层上删除并重新写入数据。

如何实现20×刻录

从技术角度来看,由于盘片的物理特性限制,DVD盘片读写达到16×就很难再有突破。因而目前市场上并不存在18×甚至20×的刻录盘片,所以从16×到18×甚至20×,各厂商都在DVD刻录机上采用了一种“超刻”技术,然后配合支持超刻技术的刻录软件,让DVD刻录机能够在16×盘片上实现18×或20×刻录。

比如明基采用的萨利刀优化技术,它是一种可针对盘片特性自行修改写入策略的一项技术,具有刻录策略的自我学习功能,透过Solid-Burn萨利刀芯片的精密演算以及严谨的盘片侦测功能,可以模拟出最佳的刻录设定。因此可以将品质较好的16×盘片以20×进行超刻。而建兴则采用了SMART WRITE、SMART BURN和SMART-X三大技术来实现超刻。SMART WRITE技术能自动检测并侦测出盘片类型及品质,使其达到最佳写入策略。SMART BURN技术能帮助提高刻录成功率,防止飞盘现象发生,SMART-X技术则可以根据光盘与系统的状态自动将刻录机调整到最佳速度,并有助于提高DAE抓轨速度与刻录质量。

从速度方面来说,20×刻录意味着理论写入速度最高要达到27MB/s,此时光驱马达转速会达到每分万转以上,光盘外圈的线速度也将达到一个非常惊人的数值。要达到这样一个刻录速度,普通的激光头是无法满足要求的,要保证在极大的线速度下完成对盘片的精准定位,激光头将经受非常严峻的考验。在高速运转模式下,激光头必须能够快速准确发射所需功率的激光,此外还要同步读取反射的信号。因此在20× 刻录机上,厂商会采用专门用于20×刻录机的高速光头。20×高速光头与普通的18×光头的区别在于,普通18×光头只是瞬时最大速度可达18×,而20×高速光头不仅瞬时最大速度能达到20×,而且能以20×速度长时间稳定工作,可快速发射比普通光头功率高出15%的激光束。它可以快速读取盘片的反射信号,然后结合超刻技术,从而实现真正意义上的20×高速刻录。从DIY发展趋势来看,20×可以为用户节省不少刻录时间,对大幅提高刻录效率有很强的现实意义。

相关知识:DVD光盘为何能存储如此多的数据?

DVD光盘与一般CD盘片的大小相同,但普通DVD光盘容量是CD光盘的7倍,为什么DVD光盘能存储4.7GB的数据呢?因为DVD光盘是由2片厚度各为0.6mm的基质层粘贴而成的,它采用多面多层的技术,即每一面光盘可以储存双层数据,一张光盘最多可有4层的储存空间。另外,DVD提高了每单位面积的储存密度,所以大大扩展了储存空间。

如何解决20×刻录带来的高温问题

从16×到20×,理论上速度提升了1.67倍,也就是说,20×要比16×快60%以上,而实际上是否有如此明显呢?经过测试表明, 20× DVD刻录比16×刻录快了至少1分钟时间,这无疑是DVD刻录速度上的又一次革新。但这并不表示20×刻录技术就那么实用,因为对于普通用户而言,现在市场上还没有支持20×的DVD刻录盘片,尽管20× DVD刻录机已经存在,但用户依然需要在16× 刻录盘基础上进行20×超刻。

在20×速度下使用16×盘片进行刻录时,盘片的最高速度可达10000转/分钟,在这种状态下,刻录机中的光盘平均每秒钟的旋转速度接近180圈以上,这个速度已经达到了DVD刻录理论上的速度极限。由于采用了万转马达,高转速下马达各芯片会产生大量的热量,使芯片周围的温度快速升高。过高的温度极易使光头周围的电路及机构产生老化或变形,从而影响激光头的正常工作。在进行刻录时会产生很大的噪音(或震动),噪音不仅影响用户的使用心情,而且会对机器带来一定的伤害。聪明的厂商们用一些独特的设计解决了这些问题。比如,明基采用了独立散热仓体,使芯片组处于独立的仓体内,保证芯片组工作时散发的热量通过独立的通道配合U形气体动力系统排出至机台外部,避免了芯片发热给精密激光头部件带来的影响,进而保证光头的精准定位及长久寿命。而HP则采用了独特的散热槽设计,可以有效提高其散热效果。

相关知识:什么是DVD刻录模式?

DVD刻录机有CLV、CAV、Z-CLV以及P-CAV几种刻录模式,CLV与CAV仅用于低速DVD刻录机(一般为16×以下产品),而P-CAV与Z-CLV才是目前使用的主要刻录模式(一般用于16×或以上产品),而Z-CLA在进行高速提速的过程中需要一定的时间,这样就造成总体刻录速度大大下降。而采用P-CAV的20× DVD刻录机却不存在这种情况,P-CAV可以看成是CAV与CLV的一种组合,它能将DVD刻录时间缩短到5分钟左右,所以国际大厂出品的20× DVD刻录机一般采用了P-CAV刻录模式,当然也有部分产品采用了Z-CLA刻录模式,但从刻录速度来看,没有P-CAV刻录模式快。

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萨利刀技术支持更快刻录
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支持20x 刻录的主控芯片
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CD9(左)和DVD(右)记录点的大小和轨道间距的对比

写在最后

从16×到20×的变化,DVD刻录机给予用户全新的速度体验,如果你是一个烧刻玩家,对DVD刻录的速度有极限追求,或者是有大量刻录需求的中小企业技术员,那么20× DVD刻录机是不错的选择,毕竟市场价格也只299元。如果你对刻录速度要求并不高,16× DVD刻录机就已经够用了。如果你购买的是18× DVD刻录机,还可以通过尝试升级Firmware来获得20×的刻录速度。当然,直接购买20×刻录机可以省时省力,直接达到最高刻录速度,毕竟它的价格也不高。具体如何取舍,大家可以按自己的实际需要去选择。