Pregunta ¿Por qué los CD y DVD se llenan desde el centro hacia afuera?


Recientemente tuve que grabar un DVD por primera vez en años y me preguntaba por qué los CD y DVD comienzan en el centro y van hacia el borde.

Los discos antiguos de discos giratorios, como los discos de vinilo, comenzaron desde el borde y se dirigieron hacia el centro, por lo que no pudo haber sido por razones históricas.

Estoy buscando buenas fuentes sobre el razonamiento de esta estructura de datos.


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origen




Respuestas:


¿Por qué los CD y DVD llenan sus datos desde el centro hacia afuera?

Tenga en cuenta que la suposición anterior hecha en la pregunta es incorrecta.

Resumen:

  • por histórico razones por las cuales escribir (y leer) desde adentro tiene sentido (se pueden usar discos de diferentes tamaños como se explica en otras respuestas).

  • por rendimiento de lectura razones por las que los discos modernos se pueden escribir (y leer) en el exterior o incluso en ambas direcciones (doble capa).

Notas:

  1. Más los discos son de un tamaño estándar.

  2. Los CD y DVD producidos comercialmente no están escritos, sellado en una prensa.

    Aunque todos los DVD (tanto caseros como comerciales) utilizan "hoyos" y "golpes" creados físicamente (los hoyos en el lado ilegible, y los baches están en el lado legible) en los discos para almacenar la información de audio y video, hay una diferencia en cómo se crean los "hoyos" y "baches" en los DVD comerciales en comparación con la forma en que se hacen en un DVD grabado en el hogar.

    Las películas en DVD que compra en la tienda de videos local se fabrican con un proceso de estampado. Este proceso es similar a la forma en que se hacen los discos de vinilo, aunque la tecnología es obviamente diferente (los discos de vinilo están marcados con ranuras y los DVD están marcados con agujeros y protuberancias).

    Fuente La diferencia entre DVD comerciales y grabados en el hogar

El resto de esta respuesta se concentra en el aspecto del rendimiento.

Las excepciones a la escritura (y lectura) desde el interior son los juegos de Xbox (y otros juegos de consolas de juegos) y los de doble capa (películas).


Juegos de Xbox

Los juegos de Xbox tienen los datos escritos desde el exterior por motivos de rendimiento: dado que el exterior gira más rápido que el interior, los datos se pueden leer más rápido.

Los propios juegos de Xbox se almacenan en discos formateados DVD-9 (9GB de una cara, de doble capa) y en realidad están escritos de una manera muy interesante. Los juegos están escritos desde el exterior de los discos DVD-9 hacia el interior, lo que significa que la mayoría de los discos tendrán la mayoría de sus datos almacenados alrededor del perímetro exterior del disco.

Dado que la unidad de DVD en la Xbox es una unidad de Velocidad Angular Constante (CAV), puede leer más datos por segundo de las pistas más externas, lo que la convierte en una forma altamente optimizada de almacenar datos en los DVD para reducir los tiempos de carga. Obviamente, la unidad también puede leer CD y DVD regulares.

Fuente Hardware detrás de las consolas - Parte I: Xbox de Microsoft

DVD de doble capa (Películas)

Los DVD de doble capa se pueden escribir en cualquier dirección: hay dos modos de escritura.

La mayoría de las películas están escritas como camino opuesto de la pista. Una película se dividirá entre las capas, por lo que no es necesario buscar el borde interno en el cambio de capa.

Hay dos modos para la orientación de doble capa. Con la ruta de seguimiento paralelo (PTP), utilizada en el DVD-ROM, ambas capas comienzan en el diámetro interior (ID) y terminan en el diámetro exterior (OD) con el cable de salida. Con Opposite Track Path (OTP), utilizado en DVD-Video, la capa inferior comienza en la ID y la capa superior comienza en la OD, donde la otra capa termina, comparten una entrada y una salida.

Fuente DVD-R DL


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Acepté esta respuesta porque tiene la investigación más completa y explica las diferentes metodologías de las que no tenía conocimiento cuando originalmente hice la pregunta. - Burgi
Lo que ocurre con los juegos de Xbox está simplificado hasta el punto de ser menos preciso. Un disco Xbox es un DVD normal escrito de la manera normal (números de sectores bajos en el interior, números de sectores altos en el exterior). Simplemente usan un diseño de pista no estándar (y un sistema de archivos no estándar) para almacenar cosas en los sectores más altos disponibles. En realidad, nada está "escrito desde afuera hacia adentro", eso sería físicamente incompatible con las unidades normales porque la dirección de la espiral sería incorrecta. - hobbs
El GameCube, como se menciona en otra respuesta, es un ejemplo de un sistema que realmente hace corra la espiral hacia otro lado, porque a ese sistema no le importa leer DVD normales. - hobbs
@hobbs No creo que el Gamecube escriba sus discos con la espiral en la otra dirección. El Wii puede leer DVD (aunque no oficialmente), y muchos firmwares de DVD drive pueden ser pirateados para leer discos Wii / GC. No creo que haya ninguna indicación de que la espiral en sí sea en una dirección opuesta; Me parece recordar haber leído que es un mito popular. Si puede proporcionar una buena fuente (por ejemplo, algún análisis técnico en lugar de que alguien en un foro lo afirme), me retiraré gustoso. - Muzer
@hobbs No veo nada sobre los discos de GameCube que se escriben fuera de Anatomía de una autenticación de medio óptico. Es un sistema de archivos patentado, un blanqueador del sector físico que conceptualmente es tan diferente del DVD estándar como el CD-ROM XA del modo 1, y algunas claves de descifrado en el área de corte de ráfagas. - Damian Yerrick


Esto está pensado para permitir discos de diferentes tamaños.

El disco óptico estándar hoy en día tiene 12 cm de diámetro. Sin embargo, los medios ópticos se han producido históricamente en una amplia variedad de tamaños. los LaserDiscs de los años 1970 y 1980 se hicieron en tamaños de 30 cm, 20 cm y 12 cm; más recientemente, los CD, DVD y BD se hacen en 8 cm Mini factor de forma (que almacena 210 MB, 1.4 GB y 7.8 GB, respectivamente) además del estándar de 12 cm.

A diferencia de los discos de vinilo, donde la aguja puede colocarse fácilmente en el registro a mano, los reproductores de discos ópticos electrónicos necesitarían componentes adicionales (o al menos una lógica de firmware adicional) para encontrar el borde del disco y localizar la primera pista si jugaban desde el afuera, lo que haría su diseño considerablemente más complejo y costoso. El centro del disco proporciona una ubicación de inicio constante para cualquier disco insertado en el reproductor, independientemente de su tamaño.

Sin embargo, no todos los medios ópticos se leen de adentro hacia afuera.

Si bien la mayoría de los medios ópticos estándar se leen de esta manera, existen formatos de disco propietarios (a veces vistos en las consolas de juegos) que suponen uno o solo unos pocos tamaños específicos y se leen desde el exterior. Hay un par de razones para esto:

  • Es más rápido leer desde el exterior del disco que desde el interior. A la misma velocidad de rotación (por ejemplo, 10000 rpm), la velocidad lineal en el exterior del disco es mayor que la velocidad lineal en el interior del disco, lo que da como resultado un mayor rendimiento hacia el exterior. Por encima de 10000 rpm, los discos ópticos pueden tambalearse en exceso e incluso romperse, colocando un límite superior en la velocidad de rotación.
  • Hace que la copia ilegal de discos sea más difícil. Como se mencionó anteriormente, la mayoría de los reproductores de discos ópticos funcionan desde adentro hacia afuera. Un disco que se lee desde el exterior no se puede leer con lectores de disco óptico ordinarios.

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Esta respuesta es incorrecta. No todos los DVD están escritos de esta manera :) - DavidPostill♦
@DavidPostill Entonces, la pregunta es incorrecta. :) - Kamil Maciorowski
Convenido. Esto no hace que la respuesta sea fundamentalmente incorrecta. La pregunta (incorrectamente) supone que todos los medios ópticos se leen de adentro hacia afuera, y la respuesta se basa en esta suposición. He editado la respuesta para reflejar el hecho de que algunos medios ópticos propietarios leen afuera. - bwDraco
La pregunta no dice "todos los medios ópticos" en ninguna parte, sino que se refiere específicamente a CD y DVD. - qasdfdsaq
También permite hacer diferentes discos en forma. Aunque no estoy seguro de si fue intencionado o una consecuencia de escribir primero en el centro. - Olivier Grégoire


Con el vinilo fue más fácil colocar la aguja en el exterior que en el interior del disco giratorio.

Los CD pueden tener diferentes tamaños y formas. El disco puede tener cualquier tamaño desde el interior. Además, la mayoría de las personas tocarán el CD en el borde, por lo que tendrán menos huellas dactilares cuando el disco lea la primera pista.

Por cierto, tiene que ver con la velocidad. Las primeras unidades de CD tenían una velocidad constante al leer los datos.


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Punto interesante, pero no podían haber sabido que las personas harían formas extrañas y maravillosas para empezar. - Burgi
El tamaño de un disco es probablemente bastante clave aquí. Si supone que necesita comenzar en un punto fijo del centro y salir hacia afuera, entonces su disco puede, dentro de lo razonable, tener el tamaño que desee. Si comienza desde afuera y trabaja hacia adentro, entonces debe tener un tamaño de disco establecido. - Mokubai♦
Clarificación de @AndrewMorton: la primera derivada de los discos de audio y tenía CLV. Los discos láser como sistema antiguo usaban CLV. Los discos de audio (o video) no tienen ningún beneficio de CAV, pero a partir de una velocidad de datos constante. - Por lo tanto, los CD de audio tenían 495 a 212 rpm -> movimientos de disco a 1.2 m / s por lectura láser. Para la velocidad de datos constante, Audio CD, Video DVD y BluRay usan CLV. Los primeros CD-ROM de computadora tenían velocidad "única" o "1x", que era el equivalente a los CD de audio (~ 150 KiB / s). Los CD-ROM posteriores deberían ser más rápidos, y para obtener más velocidad (o tener mejores valores de comercialización) en algún momento se introdujo CAV. - Offler
@burgi Shape es un efecto secundario de los tamaños variables. - Offler
@Burgi Lo sabían, porque ya pasó décadas atrás con discos de vinilo. en.wikipedia.org/wiki/Unusual_types_of_gramophone_records - Agent_L


Junto con las razones que ya se han citado, cuando los CDs eran nuevos, también se discutía el hecho de que los arañazos del manejo normal eran mucho más propensos a pasar hacia los bordes del disco que hacia el centro (especialmente los de desalineamiento). al colocar un disco en una bandeja de disco).

Con los datos comenzando desde el centro y los arañazos más hacia los bordes, es más probable que aparezcan arañazos en una parte del disco que no contiene datos, por lo que el arañazo no tiene ningún efecto en la lectura de los datos.


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Excepto que, al menos en algunos casos, los bloques de identificación y las cosas de protección contra escritura estaban en los anillos más externos. - Carl Witthoft
@CarlWitthoft: Es cierto, pero esas fueron cosas pirateadas después del hecho, no parte del diseño original. - Jerry Coffin


Tenga en cuenta también que los CD originalmente anticiparon la portabilidad como una característica, por ejemplo, Sony Walkman, que ya existía como reproductor de casetes. Esos primeros reproductores portátiles ralentizaron su rotación a medida que la cabeza de lectura se movía más lejos del centro.

En términos prácticos, eso significaba que a medida que las baterías se agotaban, en realidad necesitabas menos energía mecánica para girar el disco y obtener la misma velocidad de datos de superficie.


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Eso implica que el tiempo de funcionamiento de la batería se limitó a reproducir un CD. - fixer1234
Era. Bueno, después de un tiempo fue así. :) - Stijn de Witt


Otras respuestas son buenas. Sin embargo, leí en algún lado que el daño a los discos ocurre más a menudo y es más severo en la parte externa que en la parte interna.

Si esto es cierto, eso habría significado para los CD que tendrán una mejor durabilidad. Rara vez los CD comerciales están escritos completos. El daño a la parte no escrita del CD sería irrelevante.

También el TOC o sistema de archivos en un disco, si está escrito en la parte más interna de CD / DVD, estaría mejor protegido y al menos permitiría leer datos parciales del resto del CD. Pero no he verificado la posición exacta de estos datos en los diferentes tipos de discos y modos de escritura, así que no sé si está escrito así.


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¿Podrías proporcionar algunas fuentes para esto? Esto ya ha sido especulado por @jerrycoffin (también sin fuentes). - Burgi
@Burgi, ops, perdió su respuesta. No tengo una referencia. Fue hace mucho tiempo. Solo puedo decir que algunos programas de grabación tienen la configuración de prioridad, donde uno puede elegir dónde se escriben los archivos en particular. Los archivos con prio superior se escriben antes que aquellos con prio inferior. k3b expone eso, también supongo que las herramientas de nivel inferior utilizadas por él (probablemente mkisofs -sort) - akostadinov
Por otro lado, no veo mkisofs Léame menciona algo sobre arañazos: fifi.org/doc/mkisofs/README.sort - akostadinov


La mayoría de los CD / DVD no están completamente llenos. Es más rápido para la computadora almacenar o encontrar los datos requeridos en la parte interna debido a un diámetro más pequeño, la distancia recorrida por el cabezal de lectura es menor, en comparación con la periferia externa del disco, donde el diámetro es máximo. Guardar y buscar en los círculos / cilindros más internos ahorra tiempo y energía.


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¿No sería lo opuesto? La parte exterior se sostiene más, por lo que se requiere menos desplazamiento lateral. - fixer1234
En realidad, AFAIK, la velocidad de lectura es constante, el variador simplemente tiene que girar más rápido cuando lee datos de los cilindros más internos. - Salman A
@SalmanA: los CD de música son velocidad angular constante. Las unidades de computadora modernas son de hecho velocidad lineal constante, girando más rápido para las pistas interiores. Esto requiere una electrónica de mando más inteligente. - MSalters
Los CD de música de @MSalters son CLV. Todos los discos de CD tienen una densidad de bits lineal constante, por lo que la música se reproduce con CLV; velocidad de giro variable se realizó mediante el ajuste de rpm para mantener un FIFO medio lleno. Lo mismo ocurrió con las primeras unidades de CDRom. Los más nuevos son ágiles para leer una amplia gama de velocidades de bits, por lo que pueden girar rápidamente y adaptarse a los resultados de la tasa de bits. - greggo