В настоящее время для хранения музыки и видеоконтента все больше и больше используются винчестеры – накопители на жестких магнитных дисках. И хотя CD и DVD не торопятся сдавать свои позиции, HDD уже прочно обосновались на этом рынке. Интересно, что HDD, ориентированные на хранение музыки и видео, несколько отличаются от своих компьютерных собратьев, и мы постараемся рассказать об этих особенностях на примере дисков WD CE.
Почувствуй разницу!
Попробуй послушать одну и ту же музыку с CD-проигрывателя, с компьютера, и ее же, переписанную на HDD. Даже непрофессионал заметит разницу. Дело в хранении сигнала, в его обработке и доставке его к колонкам.
Сейчас ни для кого не секрет, что для качественного звучания нужно использовать специальные провода для соединения колонок с усилителем. А как обстоят дела при хранении и передаче цифрового сигнала в HDD? Оказалось, что чем дальше, тем больше особенностей и новшеств пришлось разработать и внедрить для создания дисков Consumer Electronic которыми Western Digital теперь может по праву гордиться.
Первое, что выяснили инженеры, – необходимо создать хороший канал для прохождения цифрового сигнала. Оказалось, что, как и при передаче аналогового сигнала (усилитель – колонки), при передаче цифрового сигнала (диск – контроллер и внутри диска) очень большое значение играют провода. Для передачи просто компьютерной информации вполне хватает обычного печатного монтажа, а вот для передачи качественного цифрового аудиосигнала этого недостаточно. Поэтому если ты посмотришь на плату печатного монтажа диска CE, то увидишь, что провода, по которым идет качественный цифровой аудиосигнал – золоченые. Причем используется не обычное золото, а обработанное перхлорэтиленом в среде формальдегида, чтобы локализовать правильную ориентацию атомов покрытия (золотое покрытие становится более темным и немного напоминает подгорелость). Только с золотым покрытием можно получить теплый бархатный звук.
Методика нанесения покрытия тоже имеет значение. Наиболее удачным оказался метод золочения при пониженной гравитации, разработанный фирмой Far-Per-G. (В Росси более известна как «Фаберже»).
Провода, соединяющие головку чтения-записи с контроллером обработки сигнала, тоже золотят (они внутри диска, и не видны). Здесь уровень цифрового аудиосигнала значительно меньше, поэтому и покрытие значительно деликатнее, тоньше. Интересно, что на этом участке качество золотого покрытия по-разному влияет на разные жанры музыки. Например, спектр частот хард-рока – значительно больше, чем спектр частот органной музыки, а поэтому требует более толстого и жесткого слоя золотого покрытия. Для правильной передачи цифрового аудиосигнала приходится делать многослойное покрытие, хорошо передающее все жанры музыки. Интересно, что один из слоев сразу после нанесения немного травится кислотой – это слой для передачи так называемой «кислотной» музыки.
Интерфейсы
Многие изменения на рынке HDD нам кажутся естественными, и мы не задумываемся, что было причиной изменения. Совсем недавно сменился интерфейс диска – с параллельного (IDE, PATA) на последовательный (SATA). А ведь это тоже следствие разработок дисков для аудио/видеоконтента. В случае использования широкого шлейфа параллельного интерфейса возникало взаимное влияние соседних проводов друг на друга (на слух это напоминает нелинейные искажения звукового сигнала). Для борьбы с этим явлением был разработан специальный шлейф, в котором не 40 проводов, а 80 – все проводники (и передающие качественный цифровой аудиосигнал, и вспомогательные) были разделены экранирующими проводами. Это улучшило ситуацию, но возникло взаимное влияние левого и правого каналов, появился цифровой дребезг на высоких частотах. Поэтому было принято решение передавать информацию левого и правого каналов не параллельно, а последовательно, таким образом удается полностью избежать их взаимного влияния друг на друга при воспроизведении. А для того чтобы не чувствовалось запаздывание одного канала относительно другого, вдвое подняли скорость передачи данных – перешли от скорости SATA1 (150 Мб/сек) к скорости SATA2 (300 Мб/сек).
Обрати внимание, что диски SCSI с параллельным интерфейсом практически не используются для хранения mp3-музыки – у этого интерфейса не 40, а 48 параллельных проводов, поэтому взаимное влияние каналов значительно сильнее, и вспомогательные провода тоже вносят искажения. Сейчас разработан стандарт SAS, который по существу тот же самый SCSI, но теперь уже последовательный – при помощи него уже можно передавать качественный цифровой аудиосигнал. Однако чересчур большая скорость передачи аудиоданных тоже нежелательна – возникает цифровой свист, поэтому даже в стандарте SAS предпочтительнее использовать диски SATA2.
Оказалось, что поднимать скорость передачи данных еще выше нельзя, так как возникают частотные искажения, более всего влияющие на голос: для человеческого уха речь звучит скороговоркой, что несколько смешно. Конечно, это можно устранить программно при помощи драйвера замедления звука, однако результирующее качество пока далеко от совершенства: драйвер иногда начинает работать рекурсивно, не понимает того, что говорится, и начинает замедлять и без того медленную речь. А речь мужчин старшего возраста вообще становится невнятной. Кроме того, драйвер путает мужской и женский голоса.
Способ записи
Перпендикулярная запись данных тоже пришла как следствие разработок по качественному хранению аудиосигнала! Чтобы это понять, сначала давай разберемся поподробнее с хранением качественного цифрового аудио.
Информация на диске хранится как последовательность доменов с разной ориентацией: в одну сторону – это ноль, в другую – это один. Головка чтения-записи летит над диском и читает эти нули и единицы (бывает, однако, что головка чтения «не догоняет» головку записи, и приходится читать сектор повторно). При традиционном способе хранения данных нули и единицы получаются какими-то однородными, невыраженными. Это совершенно нормально для компьютерной информации, где нет и не должно быть эмоциональной окраски данных, но для хранения качественного цифрового аудиосигнала, где человек воспринимает результат, такое свойство крайне неудачно, ибо музыка получается маловыразительной и неэмоциональной.
После большого количества экспериментов было выяснено, что нули должны быть мягкими для передачи бархатности музыки, а единицы четкими – для формирования хорошо рисующего, четкого сигнала. Посмотри на разрез покрытия диска, который был разработан для хранения аудиоданных. Внушительная мягкая подложка и рисующие слои рядом с магнитным слоем позволили значительно улучшить качество аудиосигнала. Но далее дело застопорилось, так как влияние слоев было одинаково и на один полюс домена, и на другой. Поэтому (и именно поэтому) было принято решение поставить домены вертикально, чтобы приблизить нулевой конец домена к софт-слою, а противоположный конец, единицу – к рисующему слою. Фактически поэтому действительно качественную музыку можно хранить только на дисках с перпендикулярной записью. Это уже потом выяснилось, что вертикально стоящие домены занимают меньше места, и можно поднять не только качество, но и плотность записи на диск, уменьшив расстояние между парами магнитов – так называемый «парамагнитный предел» (хотя, конечно, компьютерщики на первое место поставят не качество сигнала, а увеличение объема диска).
Положение доменов на обычном диске, края доменов загрязняются и затупляются, домены могут отклеиваться и вываливаться (Bit lost error).
Дополнительные слои на диске СЕ, золотые подложки по технологии Far-Per-G (Фаберже), однако рисующий и закрепляющий слои одновременно действуют на оба полюса домена.
Дополнительные слои на диске СЕ с перпендикулярным расположением доменов. Единицы размещены в рисующем слое, нули – в смягчающем слое, закрепляющий слой держит домен за самое толстое место – середину. Бархатное золочение Far-Per-G (Фаберже) воздействует на нули и отделено от единиц.
Хранение, обработка и передача видеосигнала накладывают свои требования на конструкцию HDD, повышенные требования на полировку пластин, буквально до зеркального блеска, фильтры выпавших строк, чересстрочные дорожки для чересстрочной развертки и т.д. Это своя большая тема, и, разумеется, мы раскроем ее в отдельной статье. А пока ждем появления на рынке новинок от WD с полным спектром технологий для хранения и воспроизведения мультимедийного контента.
