Por que CDs e DVDs são preenchidos do centro para fora?

Recentemente, tive que gravar um DVD pela primeira vez em muito tempo e fiquei imaginando por que os CDs e DVDs começam no centro e vão na direção do limite.

Mídias mais antigas de discos rotativos, como discos de vinil, começaram da borda e foram em direção ao centro, por isso não poderiam ter sido por razões históricas.

Estou procurando boas fontes de raciocínio para essa estrutura de dados.

Por que CDs e DVDs preenchem seus dados do meio para o exterior?

Observe que a suposição acima feita na pergunta está incorreta.

Resumo :

• Por razões históricas , escrever (e ler) a partir do interior faz sentido (discos de tamanhos diferentes são possíveis, conforme explicado em outras respostas).

• Por razões de desempenho de leitura , os discos modernos podem ser gravados (e lidos) externamente ou em ambas as direções (camada dupla).

Notas:

1. A maioria dos discos tem um tamanho padrão.

2. CDs e DVDs produzidos comercialmente não são gravados, mas impressos em uma impressora.

   Embora todos os DVDs (caseiros e comerciais) utilizem "poços" e "solavancos" criados fisicamente (os poços do lado ilegível e os solavancos do lado legível) nos discos para armazenar as informações de vídeo e áudio, existe uma diferença de como os "poços" e os "solavancos" são criados em DVDs comerciais versus a maneira como são feitos em um DVD gravado em casa.

   Os filmes em DVD que você compra na tomada de vídeo local são fabricados com um processo de estampagem. Esse processo é parecido com o modo como são feitos os discos de vinil - embora a tecnologia seja obviamente diferente (os discos de vinil são estampados com ranhuras versus o DVD, com cavidades e solavancos).

   Fonte A diferença entre Comercial e DVDs Home-gravadas

O restante desta resposta se concentra no aspecto de desempenho.

As exceções à escrita (e leitura) a partir do interior são jogos XBox (e outros jogos de consoles de jogos) e DVDs de camada dupla (filmes).

Jogos Xbox

Os jogos do Xbox têm os dados gravados de fora para dentro por razões de desempenho - já que o exterior está girando mais rápido do que o interior, os dados podem ser lidos mais rapidamente.

Os próprios jogos do Xbox são armazenados em discos formatados em DVD-9 (9 GB de uma face, dupla camada) e são realmente gravados de uma maneira muito interessante. Os jogos são gravados da parte externa dos discos DVD-9 para dentro, o que significa que a maioria dos discos realmente terá a maioria de seus dados armazenados em torno do perímetro externo do disco.

Como a unidade de DVD no Xbox é uma unidade de velocidade angular constante (CAV), ela pode ler mais dados por segundo das faixas mais externas, tornando essa uma maneira altamente otimizada de armazenar dados nos DVDs para reduzir o tempo de carregamento. Obviamente, a unidade também pode ler CDs e DVDs regulares.

Hardware de origem por trás dos consoles - Parte I: Xbox da Microsoft

DVDs de dupla camada (filmes)

Os DVDs de dupla camada podem ser gravados em qualquer direção - existem dois modos de gravação.

A maioria dos filmes é escrita como caminho de trilha oposto . Um filme será dividido entre as camadas, portanto, não será necessário procurar a borda interna na alteração da camada.

Existem dois modos para orientação de camada dupla. Com o caminho de trilha paralelo (PTP), usado no DVD-ROM, ambas as camadas começam no diâmetro interno (ID) e terminam no diâmetro externo (OD) com a saída. Com OTP (Opposite Track Path), usado no DVD-Video, a camada inferior inicia no ID e a camada superior no OD, onde a outra camada termina, eles compartilham um lead-in e um lead-out.

Fonte DVD-R DL

Destina-se a permitir discos de tamanhos diferentes.

Hoje, o disco óptico padrão tem 12 cm de diâmetro. No entanto, as mídias ópticas são historicamente produzidas em uma ampla variedade de tamanhos. Os LaserDiscs das décadas de 1970 e 1980 foram feitos em tamanhos de 30 cm, 20 cm e 12 cm; mais recentemente, CDs, DVDs e BDs são criados em um formato Mini de 8 cm (armazenando 210 MB, 1,4 GB e 7,8 GB, respectivamente), além dos 12 cm padrão.

Diferentemente dos discos de vinil, nos quais a agulha pode ser facilmente colocada no disco manualmente, os leitores eletrônicos de disco óptico precisariam de componentes extras (ou pelo menos lógicas extras de firmware) para encontrar a borda do disco e localizar a primeira faixa se eles fossem reproduzidos. fora para dentro, o que tornaria seu design consideravelmente mais complexo e caro. O centro do disco fornece um local de início consistente para qualquer disco inserido no aparelho, independentemente do seu tamanho.

No entanto, nem todas as mídias ópticas são lidas de dentro para fora.

Enquanto a maioria das mídias ópticas padrão é lida dessa maneira, existem formatos de disco proprietários (às vezes vistos em consoles de jogos) que assumem um ou apenas alguns tamanhos específicos e são lidos de fora para dentro. Existem algumas razões para isso:

• É mais rápido ler do lado de fora do disco do que do lado de dentro. Na mesma velocidade de rotação (por exemplo, 10000 rpm), a velocidade linear na parte externa do disco é maior que a velocidade linear na parte interna do disco, resultando em maior desempenho para a parte externa. Acima de 10000 rpm, os discos ópticos podem oscilar excessivamente e até quebrar, colocando um limite superior na velocidade de rotação.
• Isso dificulta a cópia ilegal de discos. Como mencionado acima, a maioria dos leitores de disco óptico trabalha de dentro para fora. Um disco lido de fora para dentro não pode ser lido com leitores de disco óptico comuns.

Com o vinil, era mais fácil colocar a agulha do lado de fora do que do lado de dentro do disco giratório.

Os CDs podem ter tamanhos e formatos diferentes. O disco pode ter qualquer tamanho, começando por dentro. Além disso, a maioria das pessoas tocará o CD na borda - menos impressões digitais quando a unidade ler a primeira faixa.

BTW Isso tem a ver com a velocidade. As primeiras unidades de CD tinham velocidade constante na leitura dos dados.

Juntamente com as razões já citadas, quando os CDs eram novos, havia também uma discussão sobre o fato de que arranhões do manuseio normal eram muito mais propensos a ocorrer nas bordas do disco do que no centro (especialmente os de desalinhamento). ao colocar um disco em uma bandeja de disco).

Com os dados começando do centro, e os riscos são mais prováveis ​​nas bordas, é mais provável que os riscos ocorram em parte do disco que não contém dados; portanto, o risco não afeta a leitura dos dados.

Observe também que os CDs originalmente previam a portabilidade como um recurso, por exemplo, o Sony Walkman, que já existia como toca-fitas. Aqueles primeiros jogadores portáteis diminuíram a rotação quando a cabeça de leitura se afastou do centro.

Em termos práticos, isso significava que, à medida que as baterias descarregavam, você realmente precisava de menos energia mecânica para girar o disco e obter a mesma taxa de dados de superfície.

Outras respostas são boas. Li em algum lugar que os danos nos discos acontecem com mais frequência e mais severidade na parte externa do que na parte interna.

Se isso for verdade, isso significaria para os CDs que eles teriam melhor durabilidade. CDs raramente comerciais são gravados na íntegra. Danos à parte não escrita do CD seriam irrelevantes.

Além disso, o sumário ou sistema de arquivos em um disco, se gravado na parte mais interna do CD / DVD, seria melhor protegido e permitiria, pelo menos, a leitura de dados parciais do restante do CD. Mas eu não verifiquei a posição exata desses dados nos diferentes tipos de disco e modos de gravação, então não sei se foram escritos dessa maneira.

A maioria dos CDs / DVDs não está totalmente cheia. É mais rápido para o computador armazenar ou encontrar os dados necessários na parte interna devido ao diâmetro menor, a distância percorrida pelo cabeçote de leitura é menor, em comparação com a periferia externa do disco, onde o diâmetro é máximo. Salvar e pesquisar nos círculos / cilindros mais internos economiza tempo e energia.