Minidisc FAQ

Диски

2. Каковы объемы хранимой информации MD, CD, DAT, DCC?
MD: ~160 Мб, что соответствует 74 мин. в аудио режиме [140 Мб в режиме данных]
CD-ROM: 650 Мб
CD Audio: 740 Мб
DAT: ~1 Гб
DCC: 175 Мб [кассета 60 мин.]

3. Каков размер минимального блока информации при записи на MD?
Примерно 2 секунды для аудио режима SP, 4 секунды для монофонического SP, 4 секунды для LP2 и 8 секунд для аудио режима LP4. Аудио информация на минидиске разбивается на кластеры, которые и являются минимальным информационным блоком для записи и перезаписи аудио данных на диск. Каждый кластер содержит 32 сектора аудио данных, 3 связующих сектора (link sector) и 1 сектор дополнительных данных (sub data). Размер каждого сектора составляет 2332 байта, 2 сектора группируются вместе в блок размером 4664 байта, содержащий 11 звуковых групп. Размер каждой звуковой группы составляет 424 байта, в группе содержится 11,6 миллисекунд стерео данных SP или 23,2 мс моно данных SP (LP2 и LP4 хранят, соответственно, в два и в четыре раза больше звука по отношению к SP). Следовательно, кластер – это 74624 байта (32*2332), содержащие 176 звуковых групп (74624/424), или 2,0416 секунды стерео звука (176*11,6) или 4,0832 секунды моно звука.
Звуковая группа (1/86 часть секунды) составляет лучшее разрешение, при котором можно редактировать звуковой поток. Старые потребительские MD устройства имели точность позиционирования при редактировании примерно 60 мс (5 звуковых групп), но большинство современных устройств позволяют достигать позиционирования при редактировании в 11,6 мс (1 звуковая группа).

4. Каков алгоритм выделения дискового пространства MD?
В соответствии с рекомендациями Радужной книги MD (которая носит рекомендательный, а не обязательный характер), изначально чистое пространство, простирающееся до конца диска (если таковое есть), всегда должно заниматься первым, за ним (в порядке увеличения дискового адреса) должны заниматься остальные свободные сегменты на диске. Свободные сегменты, размер которых составляет меньше 6 кластеров (один кластер чуть больше 2 секунд звука в режиме стерео SP) не могут быть заняты до тех пор, пока не будет освобождено достаточное прилегающее пространство, и размер свободного пространства не станет равен, по крайней мере, шести целым кластерам. (Благодарим Девида Тамкина за это исследование на MD стационаре Sony MDS-JE520).

5. Почему емкость MD составляет всегда одно и то же число (74:59) независимо от используемой избыточности?
При покадровом (11,6 мс) рассмотрении, ATRAC всегда пытается обеспечить максимально возможное разрешение для каждой спектральной составляющей звука, если она будет сочтена важной. Однако алгоритму всегда не хватает свободных битов, и исключая случаи с нулевым сигналом, или с очень простым цифровым (к примеру, чистые тоны), ATRAC использует максимально доступное число бит в секунду. Если число битов в секунду становится больше, то алгоритм их задействует и записывает сигнал с лучшим качеством.
В руководстве Sony AES по ATRAC упоминается алгоритм выделения битов, и рассматривается ситуация, когда необходимо выделить большее число бит, чем доступно. В таком случае используется метод вычитания частотной информации для соответствия доступным объемам звукового кадра.
В случае нулевого или простейшего звукового сигнала в некоторых кадрах могут остаться незадействованные биты, но поскольку здесь существует фиксированное отношение между 11,6 мс звука и 424 байтами "звуковой группы" на диске, система недостаточно гибка для потребления меньшего дискового пространства в этом случае.

6. В чем разница между 60, 74 и 80-минутными дисками?
На 74-минутных дисках разметка дорожек идет с большей линейной частотой (циклы/см). В результате диск вращается медленнее (линейная скорость 74 мин: 1,2 м/с против 60 мин: 1,4 м/с), и на единицу линейного пространства записывается больше информации. 80-минутные диски изготовлены путем уменьшения шага между соседними дорожками со стандартных 1,6 мкм до 1,5 мкм – минимума, позволяемого спецификацией MD. Подобно 74-минутным дискам, линейная скорость составляет 1,2 м/с. На диске также присутствует информация, доступная только для чтения и закодированная в участке диска TOC около внутренней окружности. В том числе там записана длина диска. Изначально изготовление 74-минутных дисков было более трудоемким, но сегодня цена производства 60 и 74-минутных дисков одинакова (равно как и 80-минутных дисков).

7. Будет ли MD в будущем содержать несжатые данные?
Sony выпускает минидиски и приводы высокой плотности, с емкостью 650 Мб, для своих MD цифровых камер. Подобная емкость позволяет записывать на MD несжатый компакт-диск. Однако новые аудио диски MD будут несовместимы с существующими MD устройствами (см. ниже), и, учитывая 16-битную линейную запись, не слишком существенно увеличат качество звука. Главное преимущество несжатых данных заключается в возможности профессиональных пользователей создавать точные дубликаты MD. Если приводы MD с высокой плотностью приобретут популярность, наверняка появится поддержка таких дисков на профессиональном MD оборудовании.

8. Сможет ли мой MD проигрыватель их воспроизводить?
Нет, четырехкратное увеличение плотность записи дисков привело к их физической несовместимости с существующим оборудованием.

9. Чем предварительно-записанный MD отличается от записываемого?
Физически предварительно-записанный MD очень похож на CD, там используются те же оптические параметры, материал и способ изготовления. Отличается лишь формат данных (сжатые ATRAC данные против 16-битного линейного PCM звука). В отличие от записываемого MD, предварительно-записанный MD не имеет магнитооптических слоев или стирающих слоев. Они изготовляются точно так же, как CD из пластика и алюминия, поэтому записать на них или стереть информацию физически невозможно. Механизм считывания у предварительно записанных MD такой же, как и у CD (проигрыватель фокусирует лазерный луч на питах и дорожках внутри прозрачной поликарбонатной подложки, покрытой слоем алюминия для отражения и рассеивания луча).
Записываемые MD имеют сходное строение, но здесь используется предварительная разметка бороздок (pre-groove) вместо питов и дорожек, а алюминий заменен магнитооптическим покрытием. При записи лазер фокусируется с одной стороны диска на бороздке и нагревает пятно на магнитооптическом записывающем слое до точки Кюри, в то время как магнитное поле головки ориентирует магнитные домены с другой стороны диска (намагничивает) на том же самом нагретом пятне магнитооптического слоя (ориентация доменов север/юг соответствует 0 или 1 данных). Во время проигрывания MD устройство фокусирует лазер на бороздке, но при этом используется меньшая мощность, и данные считываются с помощью измерения изменений в поляризации света, отраженного от ранее намагниченных областей (эффект Фарадея).
Для проигрывания дисков как с предварительно-записанных, так и записываемых, все MD устройства должны использовать двойную оптическую систему, которая, в зависимости от типа диска, будет измерять яркость отраженного света или его поляризацию.
Что касается качества звука, то теоретически качество предварительно-записанных MD не отличается от записываемых MD, хотя, как обычно, качество звука зависит от версии ATRAC, используемой при кодировании звука. Некоторые пользователи находят качество части предварительно-записанных MD хуже, чем изготовленные в домашних условиях с CD на современном MD записывающем устройстве. Скорее всего, используемые кодеры ATRAC для предварительно-записанных MD также улучшаются со временем, как и в потребительских устройствах.
Наконец, записываемые MD имеют дополнительное отверстие на корпусе, которое управляет микропереключателем, соединенным с ножкой REFLECT (отражение) микропроцессора. Он сообщает микропроцессору проигрывателя MD, высока ли степень отражения сигнала (для предварительно-записанных MD) или низка (для записываемых MD).

10. Существует ли различие в раскладке диска между записываемым MD и предварительно-записанным MD?
На записываемом MD 32 из 36 секторов в каждом кластере (кластер - минимальная единица, доступная для записи) используется для хранения аудио данных. Из остальных 4 секторов три необходимы для правильной загрузки и для использования кода коррекции ошибок, как записано в стандарте IEEE Minidisc: из-за длинного вложенного кода коррекции ошибок ACIRC, три сектора должны использоваться как "связующие секторы" (link sector). Если пользователь изменяет или добавляет новые данные на MD диск, необходимо записать два или три сектора для каждой начальной и конечной позиции новых данных. Другими словами, некоторое пространство теряется для обеспечения возможности перезаписи. Однако на предварительно-записанных MD, данные представляют собой один непрерывный поток, создающийся во время мастеринга. Поэтому эти три дополнительные сектора могут быть отведены под дополнительные данные (но пока что способ использования этих дополнительных данных не документирован). Книга Sony DADC MD говорит, что максимальная продолжительность предварительно записанного MD составляет 78:16.

11. Сколько раз я могу записывать на MD?
Как утверждает Sony, чистый MD диск выдерживает до 1 миллиона записей. Время покажет. На практике, пользовательское оглавление диска (user TOC, UTOC) может случайно быть испорчено (по причине дефектного MD устройства или физического повреждения), что приведет к потере MD. Портативное записывающее устройство Sony MZ-1 позволяет восстанавливать некоторые нерабочие MD в тестовом режиме (устройство открыто и установлена тестовая перемычка) через функцию стирания оглавления: оглавление полностью удаляется, и мы получаем чистый MD "как новый". Физическое повреждение оглавления MD не может быть обойдено, однако подобные дефекты в других областях диска можно нейтрализовать – поврежденные области будут убраны из доступного пространства с помощью создания коротких "тихих" дорожек, которые содержат описание проблемы и помечены как "плохие".

12. Как долго данные/звук могут храниться на записываемом MD?
Как утверждает Sony в своем FAQ, данные, записанные с помощью магнитооптической технологии, могут храниться более чем тридцать лет без потери или ухудшения. В нормальных условиях после записи диск не испытывает действия сильных магнитных полей или высоких температур. Однако если поместить рядом с диском сильный магнит, он может уничтожить данные, и в подтверждение этого можно привести свидетельства пользователей. Кстати, считается, современные (1999 г) "серебряные" штампованные со стеклянного мастера CD могут храниться около 50 лет с точки зрения химических процессов. Однако в ранних CD были найдены некоторые химические проблемы (это те, которым семь лет или больше), что приводит к ухудшению данных уже через 10 лет.

13. Каков сегодняшний статус инициативы Sony по замене CD-ROM на MD?
Sony выдвинула инициативу по замене 3,5 флоппи-дисков (1,4 Мб, 2,8 Мб и 21 Мб floptical) на MD-Data, а отнюдь не CD-ROM (данный носитель крайне широко распространен в компьютерной индустрии и очень дешев). Первой моделью MD-Data стал MDH-10 SCSI привод, он обеспечил 140 Мб хранимого пространства на MD, но был медлителен, дорог и несовместим с аудио MD (приводы Data не могут читать или писать на аудио MD, кроме как работать в режиме "проигрывания", который не обеспечивает компьютерный доступ к данным). Sony затем выпустила MDM-111 для использования в IBM Thinkpad, но ни привод, ни формат MD-Data так и не приобрели популярность. MD-Data используется сегодня только в нишевых продуктах типа MD фотоаппаратов и MD сканера для документов.

14. Может ли привод MD-Data использоваться для доступа к данным ATRAC на аудио MD?
Нет, на каждом MD существует специальная дорожка, доступная только для чтения, которая отличает MD аудио диск от MD-Data. По этой дорожке привод MD определяет вид диска. Если вставить аудио MD в привод MD-Data, то привод покажет 1 кб на диске и 0 кб доступно для записи. Доступ к закодированной ATRAC информации получить нельзя. Один из пользователей MD-Data поделился своими соображениями по поводу приводов MD-Data и их совместимости.

15. Сегодня чистые MD выпускаются различными производителями. Все ли они одинаково хорошо работают? Я владею лишь информацией о ценах на MD, поэтому на основании каких дополнительных критериев я могу сделать свой выбор?
Поскольку MD хранит цифровые данные, то качественного различия между звуком на разных дисках не существует до тех пор, пока битовые ошибки диска не превысят уровня, который может быть исправлен алгоритмом коррекции ошибок MD ACIRC.
Ниже представлены результаты небольшого эксперимента, который мы провели для сравнения числа блоков с ошибками на различных марках дисков.

В инструкции к Sony MDS-503 сказано, как перевести устройство в тестовый режим, и в нем отображать BLER (число блоков с ошибками в секунду) при чтении диска. Используя эту функцию, мы сравнили число ошибочных блоков у TDK, Idemitsu, Maxell, Panasonic, Sony и Keep.
В статье Анди Пожио говорится: "спецификация CD позволяет дискам иметь до 220 исходных ошибок в секунду. Каждая подобная ошибка (почти) всегда успешно корректируется алгоритмом CIRC."
У нас есть основания считать, что число 220 исходных ошибок в секунду верно и для MD, поскольку MD использует модифицированную логику CD для кодирования данных на диске, тем более 220 является одним из порогов ошибок при настройке фокуса MDS-503.
Результат неудивителен: ни один из дисков и близко не подошел к уровню BLER 220.
Мы использовали непрерывную запись (continuous recording) в диагностическом режиме для создания тестового диска, затем мы анализировали уровень ошибок при считывании данных с диска.
В таблице ниже показаны средние и пиковые значения BLER для каждого диска. "Начало", "середина" и "конец" обозначают три области на диске, которые тестируются по умолчанию – они начинаются с кластеров 40, 300 и 700 соответственно.

(Источник (http://www.minidisc.org/rber.html))

Примечание:
1. Один и тот же диск TDK – вставлялся и извлекался.
2. Тот же диск TDK – записан еще раз с диагностикой
3. Диск содержал плохую область (но не в тестовом диапазоне)
4. (Старый) серый Sony. Также отображались ошибки адресации.

Некоторые диски раньше уже записывались в обычном режиме записи (прерывистом). BLER на данных областях обычно составляет 20-50, он всегда выше, чем уровень ошибок при непрерывной записи в режиме диагностики.
Единственным сюрпризом стал диск Sony, возможно у него существует "плохая" область. В любом случае, алгоритм коррекции ошибок CIRC прекрасно с ним справился.
Мы не уверены, насколько правильно сравнивать диски по приведенным результатам, поскольку они получены при тестировании на трех коротких (примерно 10 секунд) участках каждого диска. Главным выводов тестирования можно считать то, что все диски показали уровень ошибок в пределах допустимого (с точки зрения исправления ошибок).
Еще одним вопросом является срок службы, и мы процитируем два параграфа из прекрасной книги Джона Воткинсона "Искусство цифрового звука" (John Watkinson, The Art of Digital Audio), где он обсуждает магнитный слой магнитооптического диска.
"Магнитные слои, использующие принцип температуры Кюри, изготавливаются из патентованного сплава железа, кобальта, платины, тербия, гадолиния и еще нескольких редкоземельных элементов. Все эти материалы сильно подвержены коррозии на воздухе и также несовместимы с пластиком, используемым в подложке. Магнитный слой должен быть помещен между слоями материала, который должен задерживать ионы коррозии, но пропускать свет. На эту роль подходят диэлектрики типа диоксида кремния или нитрида алюминия.
...
Мастер изготавливается с помощью гальванопластики, затем из него изготовляются матрицы. Матрицы используются для получения дисков с заранее нанесенным дорожками, на которые затем в вакууме напыляется магнитооптический слой, помещаемый между слоями диэлектрика. Магнитооптический слой меньше подвержен коррозии, если он однородный. Если слой содержит пустоты, неровности или остаточные газы от процесса напыления, то качество диска ухудшается. Жизнь магнитооптического диска зависит больше от процесса производства, чем от точной композиции сплава".

Поэтому, вероятно, более дорогие диски будут служить дольше (а не иметь меньший уровень ошибок). Мы не очень точно представляем себе сегодняшнюю ситуацию с производством. Возможно, все производители обладают прекрасным контролем качества.

16. Я слышал, что после многократных записей и правок MD может стать фрагментированным. Насколько это важно?
Мы будем отвечать, учитывая современные MD аппараты (выпущенные после 1996 года), поскольку у нас нет данных о работе более старых устройств. К тому же ответ базируется на основе наших собственных наблюдений простых экспериментов на MDS-503, а не на глубоких знаниях технических спецификаций MD.
С фрагментацией связаны две потенциальные проблемы: прерывание музыки в связи с чрезмерным поиском и потеря свободного пространства.
Что касается прерывания музыки, то сама по себе фрагментация не вызывает такую проблему. Обычный MD проигрыватель может буферизовать 10 секунд музыки и считывать диск на скорости 150 кбайт/с (примерно на скорости 1x CD), что более чем в четыре раза превышает скорость проигрывания звука. Проблемы у вас возникнут только лишь, если проигрыватель тратит больше 10 секунд времени на доступ и чтение сегмента музыки.
Как показали наши простейшие тесты с MDS-503, проигрыватель не справляется с 2-секундными сегментами, находящимися на разных концах диска (74-минутный MD), однако если увеличить длину сегментов до 4 секунд, то все будет нормально. Учитывая, что полный цикл поиска занимает около 2,3 секунд (измерялось с помощью обычного прослушивания устройства), а 3 секунды музыки считываются примерно за 0,7 секунды, то минимальная длина сегмента, с которой проигрыватель может справиться без прерывания звукового потока, составляет около 3 секунд, если эти сегменты располагаются в самых неудачных местах диска. В результате чего проигрыватель будет беспрерывно производить поиск и считывание. Для появления проблемы вам следует использовать сегменты по 3 секунды или меньше на разных местах диска.
Такая ситуация не может возникнуть по причине только лишь фрагментации, поскольку все свободные сегменты должны иметь длину, по крайней мере, 12 секунд (см. ниже). Наихудшее условие поиска, приводящее к кратковременному прерыванию звука, может быть создано, если участки длиной в 3-секунды или меньше следуют друг за другом и физически расположены в разных местах диска. Однако свободные сегменты диска выделяются в последовательном порядке (см. выделение места выше), поэтому, если только вы не будете специально создавать подобные участки, вряд ли вы столкнетесь с этой проблемой при обычном редактировании.
Проблема свободного пространства возникает в связи с тем, что неиспользованные сегменты диска объемом менее 12 секунд недоступны для записи. Как показало наше простейшее тестирование, MDS-503 объединял свободные участки пространства, поэтому потеря свободного пространства происходит лишь только тогда, когда сегменты с длиной менее 12 секунд были разбросаны по всей протяженности диска, а не примыкали к свободному пространству. Вполне возможно, что при стандартной операции редактирования по удалению мертвого пространства между дорожками, может быть потеряно 12 секунд на дорожку, и на диске с 25 дорожками из-за фрагментации потеряется 5 минут. И хотя это само по себе проблем не вызывает, трудности могут возникнуть у приложений звуковых эффектов, где все дорожки имеют малый размер (менее 12 секунд), поэтому если вы удалите другую дорожку, ничего нельзя будет объединить и изменения в объеме свободного пространства не произойдет.
И хотя степень фрагментации зависит от записываемых и редактируемых участков, вряд ли можно сказать, что фрагментация создает проблемы кроме как в некоторых экстремальных случаях. Следует заметить, что фрагментация исчезает при выборе операции "стереть все" (Erase All). В этом случае в TOC появляется одна запись, содержащая все свободное пространство диска.

17. Я видел в продаже чистящие MD диски. Они помогают?
Два пользователя сообщили, что у их MD проигрывателей возникали проблемы с пропуском звуковых фрагментов, которые исчезли после очистки линзы лазера (хотя оба пользователя отмечали, что на линзе до очистки не было следов пыли или грязи). Один пользователь продолжает регулярно применять чистящий диск TDK при появлении подобных проблем, причем по его утверждениям использование чистящего диска не менее эффективно, чем ручная очистка. (Спасибо Джону Лонгу (jlong@soli.inav.net) и Шавну Линю (slin01@mail.orion.org).
Однако Арнод Девилдер (менеждер по продажам MPO MP) говорит: "Подобные продукты преследуют собой только маркетинговые цели. Их не следует использовать, поскольку тестирование в нашей лаборатории показало их потенциальную опасность для ваших MD устройств".

18. Если оставить стационар Sony MD (pre-MDS-JE520) в режиме запись-пауза, то диск будет продолжать вращаться, и магнитная головка будет с ним контактировать. Насколько долго его можно оставлять в таком состоянии?
В своем документе IEEE по MD системам Sony указывает:
Можно достичь очень высокой отказоустойчивости контактного цикла магнитной головки, то есть более миллиона проходов.
Возьмем худший случай, когда привод MD оставлен в режиме запись-пауза на внутренней дорожке диска (диаметр – 32 мм) и диск вращается на максимальной линейной скорости (1,4 м/с), при этом число оборотов будет составлять [1,4/(0,032*3.14159) * 60] = 836 об/мин. На этой записи 1 миллион вращений (проходов) займет приблизительно 20 часов. Так что установка режима запись-пауза в течение нескольких часов нормальна. Но на день или два – вероятно, этого делать не стоит.
Существует небольшой трюк при записи CD: поставьте CD проигрыватель в режим повторения всех дорожек. Тогда MD привод запишет диск до конца и остановится (а не перейдет в режим запись-пауза). Потом вы легко удалите лишние дорожки.