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光驱



光驱的工作原理



是光驱的心脏,也是最精密的部分。它主要负责数据的读取工作,因此在清理光驱内部的时候要格外小心。激光头主要包括:激光发生器(又称激光二极管),半反光棱镜,物镜,透镜以及光电二极管这几部分。当激光头读取盘片上的数据时,从激光发生器发出的激光透过半反射棱镜,汇聚在物镜上,物镜将激光聚焦成为极其细小的光点并打到光盘上。此时,光盘上的反射物质就会将照射过来的光线反射回去,透过物镜,再照射到半反射棱镜上。此时,由于棱镜是半反射结构,因此不会让光束完全穿透它并回到激光发生器上,而是经过反射,穿过透镜,到达了光电二极管上面。由于光盘表面是以突起不平的点来记录数据,所以反射回来的光线就会射向不同的方向。人们将射向不同方向的信号定义为“0”或者“1”,发光二极管接受到的是那些以“0”,“1”排列的数据,并最终将它们解析成为我们所需要的数据。



在激光头读取数据的整个过程中,寻迹和聚焦直接影响到光驱的纠错能力以及稳定性。寻迹就是保持激光头能够始终正确地对准记录数据的轨道。当激光束正好与轨道重合时,寻迹误差信号就为0,否则寻迹信号就可能为正数或者负数,激光头会根据寻迹信号对姿态进行适当的调整。如果光驱的寻迹性能很差,在读盘的时候就会出现读取数据错误的现象,最典型的就是在读音轨的时候出现的跳音现象。所谓聚焦,就是指激光头能够精确地将光束打到盘片上并受到最强的信号。当激光束从盘片上反射回来时会同时打到4个光电二极管上。它们将信号叠加并最终形成聚焦信号。只有当聚焦准确时,这个信号才为0,否则,它就会发出信号,矫正激光头的位置。聚焦和寻道是激光头工作时最重要的两项性能,我们所说的读盘好的光驱都是在这两方面性能优秀的产品。目前,市面上英拓等少数高档光驱产品开始使用步进马达技术,通过螺旋螺杆传动齿轮,使得1/3寻址时间从原来85ms降低到75ms以内,相对于同类48速光驱产品82ms的寻址时间而言,性能上得到明显改善。



而且光驱的聚焦与寻道很大程度上与盘片本身不无关系。目前市场上不论是正版盘还是盗版盘都会存在不同程度的中心点偏移以及光介质密度分布不均的情况。当光盘高速旋转时,造成光盘强烈震动的情况,不但使得光驱产生风噪,而且迫使激光头以相应的频率反复聚焦和寻迹调整,严重影响光驱的读潘小过于使用寿命。在36X-44X的光驱产品中,普遍采用了全钢机芯技术,通过重物悬垂实现能量的转移。但面对每分钟上万转的高速产品,全钢机芯技术显得有些无能为力,市场上已经推出了以ABS技术为核心的英拓等光驱产品。ABS技术主要是通过在光盘托盘下配置一副钢珠轴承,当光盘出现震动时,钢珠会在离心力的作用下滚动到质量较轻的部分进行填补,以起到瞬间平衡的作用,从而改善光驱性能。



光驱的度盘速度



速度的提升发展非常快,去年24X产品还是主流,如今48X光驱也已经逐步普及了。值得注意的是,光驱的速度都是标称的最快速度,这个数值是指光驱在读取盘片最外圈时的最快速度,而读内圈时的速度要低于标称值,大约在24X的水平。现在很多光驱产品在遇到偏心盘、低反射盘时采用阶梯性自动减速的方式,也就是说,从48X到32X再到24X/16X,这种被动减速方式严重影响主轴马达的使用寿命。值得庆幸的是,笔者最近倒是在英拓光驱上找到了“一指降速”的功能设置。按住前控制面板上Eject键2秒钟,光驱就会直接地从最高速自动减速到16X,避免了机芯器件不必要的磨损,延长了光驱的使用寿命。同样,再次按下Eject键2秒钟,光驱将恢复度盘速度,提升到48X。 此外,缓冲区大小,寻址能力同样起着非常大的作用。笔者认为,以目前的软件应用水平而言,对光驱速度的要求并不是很苛刻,48X光驱产品在一段时间内完全能够满足使用需要。因为目前还没有哪个软件要求安装时使用32X以上的光驱产品。此外,CD-ROM作为数据的存储介质,使用率远远低于硬盘,总没有谁会将WIN98安装在光盘上运行吧?



光驱的容错能力



相对于读盘速度而言,光驱的容错性显得更加重要。或者说,稳定的读盘性能是追求读盘速度的前提。由于光盘是移动存储设备,并且盘片的表面没有任何保护,因此难免会出现划伤或沾染上杂物质情况,这些小毛病都会影响数据的读取。为了提高光驱的读盘能力,厂商献计献策,其中,“人工智能纠错(AIEC)”是一项比较成熟的技术。AIEC通过对上万张光盘的采样测试,“记录”下适合他们的读盘策略,并保存在光驱BIOS芯片中。以方便光驱针对偏心盘、低反射盘、划伤盘进行自动的读盘策略的选择。由于光盘的特征千差万别,所以目前市面上以英拓为首的少数光驱产品还专门采用了可擦写BIOS技术,使得DIYer可以通过在现方式对BIOS进行实时的修改,所以说Flash BIOS技术的采用,对于光驱整体性能的提高起到了巨大的作用。



此外,一些光驱为了提高容错能力,提高了激光头的功率。当光头功率增大后,读盘能力确实有一定的提高,但长时间“超频”使用会使光头老化,严重影响光驱的寿命。一些光驱在使用仅三个月后就出现了读盘能力下降的现象,这就很可能是光头老化的结果。这种以牺牲寿命来换取容错性的方法是不可取的。那么,如何判断您购买的光驱是否被“超频”呢?在购买的时候,你可以让光驱读一张质量稍差的盘片,如果在盘片退出后表面温度很高,甚至烫手,那就有可能是被“超频”了。不过也不能排除是光驱主轴马达发热量大的结果。



光驱的保养



大家知道,激光头是最怕灰尘的,很多光驱长期使用后,识盘率下降就是因为尘土过多,所以平时不要把托架留在外面,也不要在电脑周围吸烟。而且不用光驱时,尽量不要把光盘留在驱动器内,因为光驱要保持“一定的随机访问速度”,所以盘片在其内会保持一定的转速,这样就加快了电机老化(特别是塑料机芯的光驱更易损坏)。另外在关机时,如果劣质光盘留在离激光头很近的地方,那当电机转起来后很容易划伤光头。



散热问题也是非常重要的,一定要注意电脑的通风条件及环境温度的高低,机箱的摆放一定要保证光驱保持在水平位置,否则光驱高速运行时,其中的光盘将不可能保持平衡,将会对激光头产生致命的碰撞而损坏,同时对光盘的损坏也是致命的,所以在光驱运行时要注意听一下发出的声音,如果有光盘碰撞的噪音请立即调整光盘,光驱或机箱位置。

第一代光驱:标准型



之所以管第一代光驱叫做标准型,是因为第一代光驱制定了很多光驱的标准,并且沿用至今,比如一张光盘的容量为640Mb(笔者这里称的光盘制传统的CD-ROM),光驱的数据传输率为150KB/S,这一标准也奠定了几倍速光驱这一光驱独特的叫法,比如40倍速光驱的传输速度为150KB/S*40=6000KB/S。笔者手头正好有那时的一些历史资料,让我们再重温一下。



1991年,由有全球1500家软体厂商加入的Software-Publishers-Association中的Multimdeia PC Working Group公布第一代MPC(Multimedia-Personal-Computer)规格,带动了光盘出版品的流行。一张光盘的容量是640MB,光驱的数据传输率为150KB/S(被国际电子工业联合会定为单倍速光驱),平均搜寻时间为1秒。随着市场的不断需求,硬件技术的不断增进。1993年,第二代MPC规格问世,光驱的速度已变成了双倍速,传输率达到了300KB/S,平均搜寻时间为400ms。



400ms的平均寻道时间,300KB/S的传输率,640MB的容量,对于目前动辄配一个7200转、2MB cache,30GB容量的朋友来说可能觉得第一代光驱速度太慢,容量太小。但要知道第一代光驱出现的时候还是大家用软盘作为主要移动拷贝媒介,经常用10多张盘拷贝一个软件或游戏,然后用2、30分钟将它装入机器内,如果其中一张盘有质量问题或拷错了,整个工夫就白费了。那时候硬盘也只有200MB上下,400MB的硬盘要1700、1800才能买到。笔者还清晰的记得在第一次在朋友家看到他新买的光驱时,当时的感觉就是无限的游戏和软件,并且装起来快截又方便。当然,不久笔者也拥有了自己的第一块光驱,新加坡的唯用,倍速,1000多块。



第一代光驱的特点是光驱刚刚出现,制定了光驱的很多技术标准,作为软驱与硬盘交换数据的替代品,增大了容量,提高了速度,极大的提高了效率。那时候国内品牌非常少,比较有代表的品牌象SONY、Philips及新加坡的一些品牌。



第二代光驱:提速型



笔者划分的第二代主要是指光驱从4速发展到24速(32速)这一时间段。因为之后从32速再往高速光驱发展过程中虽然速度也在提高,但更多的技术发展目标已不在速度上,因此划入下一代。



光驱发展了一段时间,由于其相对于软盘极大的优越性逐渐普及起来,成为装机时的标准配置。上百MB的软件、游戏也渐渐多了起来。装软件还稍微好一点,装一遍就完了,玩游戏时经常要从光盘调用数据,此时光驱读取速度太慢也逐渐突显出来,有时候一个游戏走到下一关读一下数据要读2、3分钟,特别是玩仙剑这样的RPG游戏,经常要在各关之间穿梭,玩一个小时要有20分钟用来读盘,这谁受得了,怎么办?提速。



此时提速也成为各家厂商技术发展的主要目标,速度从4倍速、8倍速、一直提高到24倍速、32倍速。此时光驱的支持格式也有发展,1995年夏,Multimdeia PC Working Group公布第三代规格标准。兼容光盘格式包括:CD-Audio、CD-Mode1/2、CD-ROM/XA、photo-CD、CD-R、Video-CD、CD-I等。



这个时间笔者的朋友换了一个ACER 16速的光驱,使用起来确实感觉快了,还记得笔者那时候打仙剑都喜欢去他那,看着载入数据条"唰"一下的过去了,心情也愉快起来。但速度快了也并不都好,由于光盘转速太快,噪音变大,发热量变大。当然产品的问题还是要技术的发展来解决,光驱也进入了第三代--发展型。



第二代光驱的特点是光驱逐渐普及起来,但速度慢的弱点也突出起来,提高速度成为各家制造厂商技术竞争的首要目标。光驱支持的格式也渐渐多了起来。



市场上主流的依然是洋品牌及台湾品牌,象Toshiba、NEC、Acer等,出现了一些国产品牌,但还没什么气候。



第三代光驱:发展型



光驱速度再往上提高,传输速度慢的问题已得到很好的解决,但速度提高后所带来的问题却渐渐显现出来。高速度的旋转会产生震动、噪音和热能,震动也会使激光头难以定位,寻道时间加长,并容易与激光头发生碰撞,刮花激光头;产生的热能会影响光盘上的化学介质,影响激光头的准确定位,延长寻道时间;引起的噪音会使人精神上产生不爽的效果,容易疲劳。



针对这些问题,各个不同的生产厂家也推出了相应改善的技术:NEC公司在四角上安装悬浮式减震橡胶;Acer公司采用悬挂技术和香蕉减震支架;Lite-on采用悬浮承载技术;Asus公司采用先进的双重动态悬挂系统……



这一阶段值得一提的是很多国内厂商发展起来,以其完善的品质、低廉的价格受到消费者得青睐,成为市场的主流。



第三代的特点是速度已不是各厂商发展技术的主要目标,大家纷纷推出新技术,使光驱读盘更稳定,发热量更低,工作起来更安静,寿命更长。国内厂商发展起来,成为市场主流。



市场上洋品牌及台湾品牌份额有一定减少,许多国内品牌崛起,象奥美嘉\源兴、大白鲨、美达等等。



第四代光驱:完美型



又经过几年的发展,光驱的技术已经趋于成熟,各家厂商的产品虽然可能采用的技术略有不同,但产品品质却都臻于完善,甚至说完美,表现在纠错率更强,传输速度更快,工作起来更稳定、更安静、发热量更低。

2008-1-10

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