CD pojemność – wszystko, co musisz wiedzieć

Czym jest CD i jego pojemność

Płyta kompaktowa, czyli CD (Compact Disc), to cyfrowy nośnik optyczny, który zrewolucjonizował świat muzyki i danych. Zaprojektowana przez Philips i Sony, pierwotnie miała jeden cel: wysokiej jakości cyfrowe audio. Standard CD-Audio umożliwił zapis nieskompresowanego dźwięku stereo, co stanowiło przełom w porównaniu z wcześniejszymi nośnikami.

Wszechstronność technologii CD sprawiła jednak, że jej zastosowania szybko wykroczyły poza świat muzyki, obejmując formaty przeznaczone do przechowywania:

• danych komputerowych (CD-ROM),

• cyfrowych fotografii (Photo CD),

• treści multimedialnych i wideo (Video CD, Super Video CD).

Typy płyt CD — co je różni

Choć na pierwszy rzut oka wszystkie płyty CD wyglądają tak samo, znacznie różnią się możliwościami zapisu. Możemy wyróżnić trzy główne typy nośników:

• CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory) – Płyty tłoczone fabrycznie, przeznaczone wyłącznie do odczytu. Zawierały np. albumy muzyczne lub oprogramowanie, a ich zawartości nie dało się modyfikować.

• CD-R (Compact Disc-Recordable) – Nośniki jednokrotnego zapisu, pozwalające na samodzielne nagranie danych (np. do archiwizacji), których nie można było później usunąć.

• CD-RW (Compact Disc-ReWritable) – Płyty wielokrotnego zapisu, które umożliwiały nagrywanie i kasowanie danych, działając podobnie do późniejszych pamięci USB.

To jednak nie koniec różnic. Płyty CD występowały również w różnych rozmiarach: obok standardowego nośnika o średnicy 12 cm, popularne były także mniejsze Mini CD (8 cm). Ich ograniczona pojemność (zazwyczaj 185-210 MB, czyli 21-24 minuty muzyki) czyniła je idealnym wyborem do dystrybucji sterowników, singli muzycznych czy krótkich materiałów promocyjnych.

Jak działa płyta CD — technologia i standardy

Działanie płyty CD opiera się na precyzyjnej technologii optycznej. Dane mają postać mikroskopijnych zagłębień (pitów) i płaskich obszarów (landów), które tworzą spiralną ścieżkę. Podczas odczytu laser o niewielkiej mocy prześlizguje się po wirującej powierzchni płyty. Światło odbite od płaskiego landu ma inną intensywność niż to odbite od pitu, a fotodetektor w napędzie wychwytuje te różnice, interpretując je jako ciąg zer i jedynek – cyfrowy zapis informacji.

Globalny sukces formatu zapewniło stworzenie uniwersalnych standardów. Fundamentem stała się opublikowana w 1980 roku „Czerwona Księga” (Red Book), która zdefiniowała standard CD-Audio (CD-DA) i jego parametry techniczne (m.in. 16-bitowy dźwięk stereo 44,1 kHz). Na jej bazie powstały kolejne „Tęczowe Księgi” (np. Yellow Book dla CD-ROM), które dostosowały technologię CD do zapisu danych i multimediów.

Zapis danych na płycie CD

Możliwość samodzielnego nagrywania danych zrewolucjonizowała sposób wykorzystania płyt CD. Umożliwiły to dwa formaty: CD-R (Recordable) i CD-RW (rewritable). Choć z zewnątrz wyglądają identycznie, różnią się zasadniczo zasadą działania i budową warstwy zapisu.

Płyty CD-R to nośniki jednorazowego zapisu. Ich działanie opiera się na warstwie organicznego barwnika, która pod wpływem lasera nagrywarki (proces tzw. wypalania) ulega nieodwracalnej zmianie chemicznej. Tworzy to permanentny ślad symulujący fabryczny „pit”, dlatego raz zapisanych danych nie można z niej usunąć.

Technologia CD-RW pozwala na wielokrotny zapis i kasowanie danych dzięki zastosowaniu specjalnego stopu metali o zmiennych fazach. Laser, w zależności od temperatury, nadaje mu strukturę amorficzną (symulującą „pit”) lub przywraca krystaliczną (działającą jak „land”). Proces ten jest odwracalny i pozwala na kilkaset cykli zapisu.

Pojemność płyt CD — szczegóły i różnice

Standardowa pojemność płyty CD wynosi 700 MB dla danych lub 80 minut dla muzyki w formacie CD-Audio. Wcześniej popularnym standardem były nośniki 650 MB (74 minuty).

Eksperymentowano także z nośnikami o większej gęstości zapisu, co pozwalało zmieścić na nich do 870 MB danych (ok. 99 minut audio). Wymagało to jednak specjalnych nagrywarek obsługujących tryb „overburningu”.

Pojemność CD—ROM i CD—Audio

Dlaczego 700 MB to nie to samo co 80 minut? Pozorna sprzeczność wynika z faktu, że pojemność użytkowa płyty zależy od jej przeznaczenia i odmiennych wymagań dotyczących korekcji błędów dla danych (CD-ROM) i muzyki (CD-Audio).

W przypadku danych komputerowych precyzja ma kluczowe znaczenie – nawet jeden błędny bit może bezpowrotnie uszkodzić plik. Z tego powodu standard CD-ROM („Żółta Księga”) rezerwuje w każdym sektorze znaczną część miejsca na zaawansowane kody korekcji błędów (ECC). W efekcie z 2352 bajtów fizycznego sektora na właściwe dane pozostaje tylko 2048 bajtów.

Z kolei standard CD-Audio („Czerwona Księga”) jest znacznie mniej rygorystyczny, ponieważ ludzkie ucho i tak nie wychwyci drobnych, pojedynczych błędów w sygnale dźwiękowym. Pozwala to przeznaczyć na zapis muzyki niemal cały sektor (2352 bajty), co wyjaśnia, dlaczego na tej samej płycie mieści się więcej danych w formacie audio (ok. 807,5 MB dla 80 minut) niż komputerowych (700 MB).

Porównanie płyt CD z innymi nośnikami

Historyczne znaczenie płyty CD najlepiej widać w porównaniu z technologiami, które ją poprzedzały i zastąpiły:

• płytą winylową,

• formatami cyfrowymi, takimi jak MP3,

• jej następcą, czyli płytą DVD.