容量为王——从介质看光存储的发展
硬件时空
随着DVD刻录机成为PC的标配，蓝光(Blu-ray Disc)、HD DVD等新一代光存储介质又“虎视眈眈”，相信不少人都快忘了CD-ROM。其实，当CD-ROM第一次出现在人们面前时，其震撼性不亚于一场地震。今天，让我们回顾光存储的发展历史，重温那些曾经的辉煌。
一、CD时代
1.光存储的开端
在光存储发展历史上，真正的先驱是荷兰飞利浦（Philips）公司，它在20世纪60年代末开始进行激光束记录和重放多媒体信息的研究，并于1972年成功推出激光视盘（Laser Disc，简称LD）系统，揭开了光存储技术发展的序幕。
LD系统由驱动器和LD光盘两部分组成，这和今天的光存储产品是一样的。不同的是，LD光盘直径较大、达到12英寸，两面都可以记录信息。不过，LD盘片庞大的体积和昂贵的价格限制了它的推广，而家用磁带录像机的出现几乎判了LD的“死刑”。
人耳对高保真音频的追求一直没有停止。1981年Philips和Sony联合开发了数字激光唱机，称为CD唱机，全称 CD-DA。CD-DA采用外径为12cm的光盘，可以存储74分钟高保真的双声道音频信息。
CD-DA引入了数字化处理技术，有效避免了信号干扰和噪音的困扰，让存储的音频信号干净、纯粹，不会产生失真，光盘可以长期保存。CD-DA系统的工作原理与现在的光存储设备完全一样，它是数字光盘时代的先行者。
在20世纪80年代初，影音和电脑是完全没有联系的两个行业。因为在1981年，个人电脑才刚刚问世，光盘巨大的存储容量远远超出了当时人们的想象力，谁都不会在没有声卡的年代想到用PC听CD。
2.CD-ROM带来的革命
1985年，Philips和Sony联手推出了PC使用的CD-ROM标准黄皮书（Yellow Book），从此开启了光存储时代的大门。黄皮书对CD-ROM的规格作了严格的规定，如容量为650MB、使用780nm（纳米）的红色激光、直径12cm的盘片、光盘的最短记录点长度为0.83μm（微米）、数据轨道间距为1.6μm等。
在很长一段时间内，CD-ROM还是研发人员的高科技玩具，对PC用户而言没有多大的实际意义，因为在20世纪80年代，软盘1MB多的容量就能满足大部分人的需要，硬盘还是昂贵的可选配件，当时也没有“光盘版”的软件可用。
进入20世纪90年代，软件体积开始大增。DOS 6.22需要3张软盘，而一套Windows 3.2需要12张软盘！光盘的大容量开始受到大家关注，有些公司开始尝试使用光盘发行软件，但整体规模很小。后来，有两件事情最终导致了光盘的大流行：一是VCD的出现，二是Windows 95的诞生。
1993年，飞利浦公司和JVC公司制定了VCD标准。VCD的全称为视频光盘（Video Compact Disc），利用MPEG-1压缩技术，在一张光盘上可记录74分钟的活动图像及立体声伴音，画质高于VHS录像机，光盘有了用武之地。
1995年，第一种使用光盘发行的操作系统——Windows 95发布了，它的问世也带动了光驱的流行。
3. 从CD-ROM到CD-R/RW
在20世纪90年代初，光驱发生了两个影响深远的革新：一是体积缩小了，出现了“半高”设计的产品，能够像软驱一样安装在机箱内；二是接口有变化，在希捷发明了硬盘IDE接口之后，市场上很快出现了IDE接口的光驱。
此后光驱进入高速发展阶段。到1995年MPC（多媒体个人电脑）1.0标准制定的时候，光驱已经进化到第2代，读取速度为4×～8×。但仅过了两年，第2代光驱就被彻底淘汰，第3代光驱的速度提高到16×～32×。又过了不到两年时间，第4代光驱占领市场，速度为40×～52×。此时CD-ROM的发展已经达到了巅峰。
1988年，飞利浦发布了CD-R（CD-Recordable，可记录光盘）标准。1990年，Yamaha（雅马哈）推出世界上第一台CD-R刻录机，刻录速度为2×，但需要通过专门的DSP（数字信号处理）卡与电脑相连。
1996年年初，Ricoh（理光）、飞利浦、索尼、Yamaha（雅马哈）、Mitsubishi（三菱）等公司建立了一个工业论坛，并发布了CD-RW（CD-ReWritable）标准。CD-RW凭借完全兼容CD-R、可重复擦写等优势，迅速取代了CD-R的地位，PC光存储从此进入刻录时代。
2000年后，CD刻录机的发展突飞猛进，CD-R的刻录速度很快达到52×的极限，而CD-RW的速度也达到了32×。CD家族终于“一统天下”。
当CD光盘广泛应用于音频领域时，视频领域仍然是模拟体系的LD和VHS占据主流。随着视频领域对数字化需求的不断加大，人们希望光存储行业能发展视频专用的新型光盘，DVD便应运而生。
二、DVD时代
1.DVD标准出台
1995年9月，飞利浦与东芝共同推出统一的DVD标准，其中规定单面单层（D5）光盘容量为4.7GB；单面双层（D9）光盘容量为9.4GB；双面双层（D18）光盘容量为17GB。DVD的名称包含两方面的含义，“Digital Video Disc（数字视频光盘）”和“Digital Versatile Disc（数字通用光盘）”。
小贴士：
最早出现的DVD光盘为1996年推出的DVD-Audio和DVD-Video。前者类似于CD-DA光盘，专门用于存放声音或音乐节目；后者类似于VCD，主要用于记录视频图像、影片信息。
同时，飞利浦、SONY、东芝、日立、三菱、先锋、汤姆逊等公司共同组建了DVD联盟（DVD论坛的前身），意图共同推进DVD的产业化。1997年5月，DVD论坛宣告成立，它也成为DVD标准的制定和推广的官方机构。
然而，DVD的产业化进展速度并没有人们预期的快，这主要是受到VCD影碟的冲击。在电脑领域，DVD也面临同样的问题。因为当时CD-ROM光驱才进入PC，650MB的容量足够用了。2000年以后，DVD-ROM才开始兴起，它最大的意义是让PC具有DVD播放功能。
尽管DVD-ROM在数据应用方面的需求乏力，但DVD-ROM光驱的发展并不慢，在很短的时间内就发展到16×（DVD光驱单倍速为1350KB/s）。后来，DVD光驱步入价格竞争时代，这也让它在短时间内得到普及，并逐渐取代CD-ROM成为PC的标配。
2.COMBO成功过渡
DVD-ROM开始普及时，CD-RW正在为PC“服役”，二者各司其职，互不侵犯。不过，在当时，要想让电脑既能播放DVD又能刻录光盘，必须购买两种光驱，代价不小。
1999年底，三星公司发布了世界上第一台COMBO（康宝）光驱SM-304，其规格比同时代的DVD光驱和CD-RW刻录机稍微落后一些。不过，COMBO的强大功能令人耳目一新，问世后获得极大的反响。以至于后来“COMBO”成为这类全能光驱的代名词。
不过，COMBO刚推出时技术不够成熟，可用性不高，不论是刻录性能、读盘能力还是使用寿命，都不尽如人意。加上价格高昂，COMBO似乎前景暗淡。在广大光存储厂商的努力下，COMBO市场渐有起色，尤其是三星在2002年中发布了SM-316和SM-332B两款产品，它们不仅在性能上达到了DVD-ROM和CD-RW的水平，价格也很有竞争力，COMBO的市场逐步打开。
随后，COMBO价格不断降低，技术日渐成熟，终于得到消费者广泛认可。而在笔记本电脑领域，COMBO更是凭借多功能的优势占据了主流地位。
3.DVD刻录“大一统”
1997年7月，DVD论坛正式发布可擦写的DVD-RAM 1.0，该标准规定DVD-RAM盘片的单面容量为2.6GB。DVD-RAM具有快速写入和快速随机存取等优点，且可反复擦写10万次。因此，DVD-RAM也被称为“光硬盘”。
可惜，DVD-RAM光盘只能被DVD-RAM驱动器读取，无法兼容于DVD-ROM光驱和DVD播放机，这个“致命”缺陷直接引发了DVD+RW标准的出台。1997年，另起炉灶的飞利浦和SONY联合推出DVD+RW标准，相应盘片的单面容量为4.7GB。凭借易兼容、成本低的优势，DVD+RW受到了大多数中下游厂商的欢迎。
DVD-RAM推广失利，先锋提出的DVD-RW标准便成为DVD论坛的救命稻草。DVD-RW并非DVD-RAM的替代者，而是将侧重点转移到DVD视频记录。在技术规格上，它和DVD+RW几乎一样，兼容性也很好。当然，这两者是互不兼容的。
随着DVD刻录标准的陆续出台，相关产品也开始上市亮相。2004年是第一个DVD刻录机年。在这一年中，DVD刻录机上演了光驱发展史上最快的换代战。年初还在千元的4× DVD刻录机在年尾已濒临淘汰。而年中8×的产品刚降到599元不久，16×的产品便在10月份杀到了599元，DVD刻录机普及势如破竹。
随后，各厂家展开了DVD刻录机技术战，各种刻录技术百花齐放，支持双层刻录（D9）、超刻（超速刻录）、光雕、SATA接口的机型慢慢成为用户的新宠。
尽管DVD刻录标准三分天下，但它们最终在产品方面“融合”了。SONY率先推出可同时支持DVD+RW、DVD-RW的DVD-Dual刻录机，而DVD论坛则大力推广DVD-Multi规格，以DVD-RAM标准为主，兼容DVD-R/RW。
2006年，以LG的“Super-Multi”为代表的全兼容刻录机频频现身市场。所谓全兼容，就是在DVD Dual的基础上增加了对DVD-RAM的支持，实现了对CD/DVD所有主流光盘格式的支持。这类产品的出现终于结束了DVD刻录混战的局面。
三、蓝光/HD DVD时代
早在1998年，飞利浦和索尼公司就率先发表了下一代光盘的技术论文，并着手开发单面单层实现23GB～25GB的技术方案。而到了2002年2月19日，以索尼、飞利浦、松下为核心的厂家共同发布了0.9版的Blu-ray Disc（蓝光碟片，简称BD）技术标准。蓝光光盘的直径也是12cm。
通常，波长越短的激光能够在单位面积上记录或读取更多的信息。相比当前流行的DVD采用的波长为650nm的红色激光和数字光圈为0.6的聚焦镜头（盘片厚度为0.6mm），蓝光DVD采用波长为405nm的蓝紫色激光，通过广角镜头上比率为0.85的数字光圈，成功地将聚焦的光点尺寸缩减到极小的程度。
蓝光DVD盘片的数据记录轨道间距由DVD的0.74μm减少至0.32μm，且盘片上记录单元凹槽的最小直径是0.14μm。另外，蓝光DVD的盘片结构中采用了0.1mm厚的光学透明保护层，可以减少盘片在转动过程中因倾斜而造成的读写失败。这些都为大幅提高光盘数据存储密度提供了可能。
蓝光DVD单面单层盘片的存储容量被定义为23.3GB、25GB和27GB，其中最高容量（27GB）是当前红光DVD单面单层盘片容量（4.7GB）的近6倍，这足以存储超过两小时播放时间的高清晰度数字视频（HDTV）内容，或超过13小时播放时间的标准电视节目（VHS制式图像质量，3.8MB/s）。并且就像传统的红光DVD盘片一样，蓝光DVD同样也可做成单面双层、双面双层，从而达到惊人的100GB的单张光盘存储容量。
此外，在蓝光技术中还有一个重要分支，那就是HD-DVD（High Definition DVD，高分辨率DVD，单层容量15GB）。由东芝和NEC联合推出的该技术相比于蓝色激光最大的优势就在于能够兼容当前的DVD，并且在生产难度方面也要比蓝光DVD低得多。
蓝光产品已进入市场开拓期和普及期。在存储介质方面，美国好莱坞几大片商为刺激BD或HD-DVD影片销售，已将这类碟片的零售价降与目前销售的主流DVD影片相当。
在存储硬件方面，目前已上市的BD、HD-DVD等新一代碟机都支持720p/1080p高清内容播放，入门级HD-DVD播放器已出现299美元机种，BD亦出现499美元机种。除此而外，已经大量占领市场的蓝光播放器还包含PS3或可选配HD-DVD光驱的Xbox360游戏机。而电脑用户关心的电脑用的蓝光光驱也正在向2000-5000元内杀入，照此速度，在2008年真正的蓝光大容量存储时代便将到来。