Pourquoi les CD et les DVD se remplissent-ils du centre vers l'extérieur?

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J'ai récemment eu à graver un DVD pour la première fois depuis longtemps et je me demandais pourquoi les CD et les DVD commencent au centre et vont vers le bord.

Les anciens supports à disques rotatifs, tels que les disques vinyles, partaient du bord et se dirigeaient vers le centre, ce qui était impossible pour des raisons historiques.

Je cherche de bonnes sources sur le raisonnement de cette structure de données.

Burgi
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Réponses:

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Pourquoi les CD et les DVD remplissent-ils leurs données à partir du milieu?

Notez que l'hypothèse ci-dessus faite dans la question est incorrecte.

Résumé :

  • Pour des raisons historiques , écrire (et lire) de l'intérieur a du sens (des disques de tailles différentes sont possibles, comme expliqué dans d'autres réponses).

  • Pour des raisons de performances en lecture , les disques modernes peuvent être écrits (et lus) à l'extérieur, voire dans les deux sens (double couche).

Remarques:

  1. La plupart des disques ont une taille standard.

  2. Les CD et DVD produits dans le commerce ne sont pas écrits, mais gravés sur une presse.

    Bien que tous les DVD (maison et commerciaux) utilisent des "creux" et des "bosses" créés physiquement (les creux du côté illisible et les bosses du côté lisible) sur les disques pour stocker les informations audio et vidéo, il existe un différence entre la manière dont les "creux" et les "bosses" sont créés sur les DVD commerciaux par rapport à la façon dont ils sont réalisés sur un DVD enregistré à la maison.

    Les films DVD achetés à la sortie vidéo locale sont fabriqués avec un procédé d’estampage. Ce processus est un peu comme la façon dont les disques vinyles sont fabriqués - bien que la technologie soit évidemment différente (les disques vinyles sont estampés de rainures et les DVD sont marqués de creux et de bosses).

    Source La différence entre les DVD commerciaux et les DVD enregistrés à la maison

Le reste de cette réponse se concentre sur l'aspect performance.

Les exceptions à l’écriture (et à la lecture) de l’intérieur sont les jeux XBox (et autres jeux de consoles de jeux) et les DVD double couche (films).


Jeux Xbox

Pour des raisons de performance, les données sont écrites de l'extérieur vers les jeux Xbox. Dans la mesure où l'extérieur tourne plus vite que l'intérieur, les données peuvent être lues plus rapidement.

Les jeux Xbox eux-mêmes sont stockés sur des disques formatés DVD-9 (9 Go à simple face, double couche) et sont en fait écrits de manière très intéressante. Les jeux sont écrits de l’extérieur des disques DVD-9 vers l’intérieur, ce qui signifie que la plupart des disques auront en réalité la majorité de leurs données stockées autour du périmètre extérieur du disque.

Le lecteur de DVD de la Xbox étant un lecteur à vitesse angulaire constante, il peut lire davantage de données par seconde sur les pistes les plus externes, ce qui en fait un moyen hautement optimisé de stocker des données sur les DVD afin de réduire les temps de chargement. De toute évidence, le lecteur peut également lire des CD et des DVD normaux.

Matériel source derrière les consoles - Partie I: Xbox de Microsoft

DVD double couche (films)

Les DVD Dual Layers peuvent être gravés dans les deux sens - il existe deux modes d'écriture.

La plupart des films sont écrits avec un chemin de piste opposé . Un film sera divisé sur plusieurs calques. Aucune modification du calque intérieur n'est donc nécessaire.

Il existe deux modes pour l’orientation double couche. Avec le chemin de piste parallèle (PTP) utilisé sur un DVD-ROM, les deux couches commencent par le diamètre intérieur (ID) et se terminent par le diamètre extérieur (OD) avec la sortie. Avec Opposite Track Path (OTP), utilisé sur un DVD-Vidéo, la couche inférieure commence par l'ID et la couche supérieure commence par l'OD, à la fin de l'autre couche, ils partagent une entrée et une sortie.

Source DVD-R DL

DavidPostill
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2
J'ai accepté cette réponse car elle contient la recherche la plus complète et explique les différentes méthodologies dont je n'avais pas connaissance lorsque j'ai posé la question à l'origine.
Burgi
9
La chose à propos des jeux XBox est simplifiée au point d’être moins précise. Un disque Xbox est un DVD normal écrit de la manière habituelle (chiffres de secteurs bas à l'intérieur, chiffres de secteurs élevés à l'extérieur). Ils utilisent simplement une structure de piste non standard (et un système de fichiers non standard) pour stocker des contenus dans les secteurs les plus élevés disponibles. En réalité, rien n’est «écrit de l’extérieur», c’est physiquement incompatible avec les lecteurs normaux car la direction en spirale serait fausse.
Hobbs
3
Gamecube, comme mentionné dans une autre réponse, est un exemple d'un système qui en fait ne fonctionne la spirale dans l'autre sens, car ce système ne se soucie pas de la lecture des DVD normaux.
Hobbs
1
@ Hobbs Je ne crois pas que le Gamecube écrit ses disques avec la spirale dans l'autre sens. La Wii peut lire les DVD (mais pas officiellement) et de nombreux firmwares de lecteurs de DVD peuvent être piratés pour lire les disques Wii / GC. Je ne crois pas que rien indique que la spirale elle-même va dans une direction opposée; Il me semble me rappeler avoir lu que c’est un mythe populaire. Si vous pouvez fournir une bonne source (par exemple, une analyse technique plutôt que quelqu'un sur un forum l'affirmant), je me rétracterai volontiers!
Muzer
1
@ Hobbs Je ne vois rien sur les disques GameCube gravés de l'extérieur dans Anatomie d'une authentification de support optique . C'est un système de fichiers propriétaire, un blanchisseur de secteur physique qui est conceptuellement aussi différent du DVD standard que le CD-ROM XA est du mode 1 et de certaines clés de déchiffrement dans la zone de découpe en rafale.
Damian Yerrick
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Ceci est prévu pour permettre des disques de différentes tailles.

Le disque optique standard a aujourd'hui 12 cm de diamètre. Cependant, les supports optiques ont toujours été produits dans une grande variété de tailles. Les LaserDiscs des années 1970 et 1980 ont été fabriqués en formats de 30 cm, 20 cm et 12 cm; plus récemment, des CD, des DVD et BD sont réalisés dans un 8 cm Mini facteur de forme (stockage 210 Mo, 1,4 Go et 7,8 Go, respectivement) , en plus de 12 cm standard.

Contrairement aux disques vinyle, où l'aiguille peut facilement être insérée manuellement sur le disque, les lecteurs de disques optiques électroniques auraient besoin de composants supplémentaires (ou au moins d'une logique de microprogramme supplémentaire) pour rechercher le bord du disque et localiser la première piste s'ils étaient lus à partir du disque. extérieur dedans, ce qui rendrait leur conception considérablement plus complexe et coûteuse. Le centre du disque fournit un emplacement de départ cohérent pour tout disque inséré dans le lecteur, quelle que soit sa taille.

Cependant, tous les supports optiques ne sont pas lus de l'intérieur.

Alors que la plupart des supports optiques standard sont lus de cette façon, il existe des formats de disque propriétaires (parfois vus dans des consoles de jeu) qui supposent une ou seulement quelques tailles spécifiques et sont lus de l'extérieur vers l'intérieur. Deux raisons à cela:

  • Il est plus rapide de lire de l'extérieur du disque que de l'intérieur. À la même vitesse de rotation (par exemple 10 000 tr / min), la vitesse linéaire à l'extérieur du disque est supérieure à la vitesse linéaire à l'intérieur du disque, ce qui entraîne des performances plus élevées vers l'extérieur. Au-dessus de 10 000 tr / min, les disques optiques peuvent osciller de manière excessive et même se briser, ce qui limite la vitesse de rotation.
  • Cela rend plus difficile la copie illégale de disques. Comme mentionné ci-dessus, la plupart des lecteurs de disques optiques fonctionnent de l'intérieur. Un disque lu de l'extérieur ne peut pas être lu avec des lecteurs de disques optiques ordinaires.
bwDraco
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Cette réponse est incorrecte. Tous les DVD ne sont pas écrits de cette façon :)
DavidPostill
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@ DavidPostill Donc, c'est la question qui est incorrecte. :)
Kamil Maciorowski
1
D'accord. Cela ne rend pas la réponse fondamentalement fausse. La question (à tort) suppose que tous les supports optiques sont lus à l'envers, et la réponse est basée sur cette hypothèse. J'ai modifié la réponse pour tenir compte du fait que certains supports optiques propriétaires lisaient de l'extérieur.
bwDraco
4
La question ne dit pas "tous les supports optiques" où que ce soit, elle fait spécifiquement référence aux CD et aux DVD.
qasdfdsaq
3
Cela permet également de réaliser différentes formes de disques . Bien que je ne sois pas sûr si c'est voulu ou une conséquence d'écrire d'abord au centre.
Olivier Grégoire
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Avec le vinyle, il était plus facile de placer l'aiguille sur l'extérieur que sur l'intérieur du disque en rotation.

Les CD peuvent avoir différentes tailles et formes. Le disque peut avoir n'importe quelle taille à partir de l'intérieur. De plus, la plupart des gens toucheront le disque compact situé sur la bordure - il y aura donc moins d'empreintes digitales lorsque le lecteur lira la première piste.

BTW Cela a à voir avec la vitesse. Les premiers lecteurs de CD avaient une vitesse constante pour lire les données.

Offler
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1
Point intéressant mais ils ne pouvaient pas savoir que les gens feraient des formes étranges et merveilleuses pour commencer.
Burgi
9
La taille d'un disque est probablement très importante ici. Si vous supposez que vous devez commencer à un point central fixe et aller vers l'extérieur, votre disque peut, dans des limites raisonnables, être de la taille de votre choix. Si vous commencez à l'extérieur et travaillez à l'intérieur, vous devez avoir une taille de disque définie.
Mokubai
3
@AndrewMorton Clarification: Le premier a été dérivé de disques audio et avait CLV. Les disques laser en tant qu'ancien système utilisaient le CLV. Les disques audio (ou vidéo) ne tirent aucun avantage du logiciel CAV, mais d'un débit de données constant. Les CD audio avaient donc 495 à 212 tr / min -> le disque se déplace à 1,2 m / s par lecture laser. Pour les CD audio, DVD vidéo et BluRay à débit de données constant, utilisez CLV. Les premiers CD-ROM d'ordinateur avaient une vitesse "simple" ou "1x" équivalente à celle des CD audio (~ 150 Ko / s). Les CD-ROM ultérieurs devraient être plus rapides et gagner en rapidité (ou avoir de meilleures valeurs marketing) à un moment donné, CAV a été introduit.
Offler
1
@burgi Shape est un effet secondaire des tailles variables.
Offler
1
@ Burgi Ils le savaient, car c'était déjà arrivé il y a plusieurs décennies avec des disques vinyles. en.wikipedia.org/wiki/Unusual_types_of_gramophone_records
Agent_L
4

Outre les raisons déjà évoquées, lorsque les CD étaient neufs, il a également été question du fait que des rayures dues à une manipulation normale risquaient beaucoup plus de se produire sur les bords du disque que vers le centre (en particulier celles dues au désalignement lors de la mise en place d’un disque dans un tiroir).

Avec les données commençant au centre et les rayures plus probables vers les bords, les rayures sont plus susceptibles de se produire sur une partie du disque ne contenant aucune donnée. La rayure n'a donc aucun effet sur la lecture des données.

Jerry Coffin
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Sauf que, du moins dans certains cas, des blocs d'identification et des éléments de protection en écriture se trouvaient dans les anneaux les plus à l'extérieur.
Carl Witthoft
1
@CarlWitthoft: C'est vrai - mais c'étaient des choses piratées après coup, ne faisant pas partie de la conception originale.
Jerry Coffin
1

Notez également que les CD prévoyaient à l'origine la portabilité en tant que fonctionnalité, par exemple Sony Walkman, qui existait déjà en tant que lecteur de cassettes. Ces premiers lecteurs portables ralentissaient leur rotation lorsque la tête de lecture s’éloignait du centre.

Concrètement, cela signifiait que lorsque vos batteries s'épuisaient, vous aviez réellement besoin de moins de puissance mécanique pour faire tourner le disque et obtenir le même débit de données en surface.

Tom Williams
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Cela implique que l'autonomie de la batterie était limitée à la lecture d'un CD.
fixer1234
C'était. Eh bien, après un moment c'était. :)
Stijn de Witt
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Les autres réponses sont bonnes. J'ai lu quelque part que les dommages aux disques se produisent le plus souvent et sont plus graves sur la partie externe que sur la partie interne.

Si cela est vrai, cela aurait signifié pour les CD qu’ils auront une meilleure durabilité. Les CD commerciaux sont rarement remplis. Les dommages causés à la partie non écrite du CD ne seraient pas pertinents.

De même, la table des matières ou le système de fichiers d'un disque, s'il est écrit dans la partie la plus interne du CD / DVD, serait mieux protégé et permettrait au moins de lire des données partielles à partir du reste du CD. Mais je n'ai pas vérifié la position exacte de ces données sur les différents types de disque et les différents modes d'écriture, donc je ne sais pas si c'est écrit comme ça.

Akostadinov
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Pourriez-vous fournir des sources pour cela? Ceci a déjà été spéculé par @jerrycoffin (également sans sources).
Burgi
@ Burgi, ops, a raté sa réponse. Je n'ai pas de référence. C'était il y a longtemps. Je peux seulement dire cependant que certains logiciels de gravure ont le réglage de priorité, où l’on peut choisir où les fichiers particuliers sont écrits. Les fichiers avec un prix plus élevé sont écrits avant ceux avec un prix plus bas. k3bexpose cela, ainsi que je suppose que les outils de niveau inférieur utilisés (probablement mkisofs -sort).
akostadinov
D'autre part, je ne vois pas le mkisofsreadme mentionner quoi que ce soit à propos des éraflures: fifi.org/doc/mkisofs/README.sort
akostadinov
-3

La plupart des CD / DVD ne sont pas complètement remplis. Il est plus rapide pour l'ordinateur de stocker ou de trouver les données requises dans la partie interne en raison d'un diamètre plus petit. La distance parcourue par la tête de lecture est inférieure à celle de la périphérie externe du disque, où le diamètre est maximal. Enregistrer et rechercher dans les cercles / cylindres les plus intérieurs permet de gagner du temps et de l’énergie.

jkj
la source
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Ne serait-ce pas le contraire? La partie extérieure retient mieux, donc moins de déplacements latéraux sont nécessaires.
fixer1234
1
En fait, autant que je sache, le taux de lecture est constant, le lecteur doit simplement tourner plus vite lorsqu'il lit les données de la plupart des cylindres internes.
Salman Un
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@SalmanA: Les CD de musique sont à vitesse angulaire constante. Les disques informatiques modernes sont en effet à vélocité linéaire constante, tournant plus vite pour les pistes intérieures. Cela nécessite une électronique de disque plus intelligente.
MSalters
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Les CD de musique @MSalters sont au format CLV. Tous les disques CD ont une densité de bits linéaire constante - la musique est donc jouée avec le format CLV; une vitesse de rotation variable a été réalisée en ajustant le régime pour maintenir une FIFO à moitié pleine. il en était de même avec les premiers lecteurs de CDRom. Les plus récents sont agiles pour lire une large gamme de débits afin de pouvoir tourner rapidement et s’adapter à tous les résultats.
greggo