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광학 디스크 드라이브

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목차

1. 개요

광학 디스크 드라이브는 레이저를 사용하여 데이터를 읽고 쓰는 장치로, CD, DVD, 블루레이 디스크 등 다양한 종류의 광 디스크를 지원한다. 1970년대에 레이저 디스크로 시작하여 CD, DVD, 블루레이 디스크로 발전해왔으며, 읽기 전용, 읽기/쓰기 겸용 등 다양한 형태가 존재한다. 드라이브 종류는 디스크 삽입 방식, 연결 방식, 지원 미디어 등에 따라 분류되며, 최근에는 DVD 및 블루레이 드라이브가 주를 이룬다. 광학 디스크 드라이브는 레이저, 렌즈, 광 다이오드 등으로 구성된 픽업 시스템과 디스크를 회전시키는 회전 메커니즘, 디스크를 넣는 로딩 메커니즘, 컴퓨터 인터페이스를 통해 작동하며, 기록 성능은 배속(x)으로 표시된다. 데이터 기록 방식은 일괄 처리, 패킷 기록 등 여러 가지가 있으며, 법적 문제와 관련된 레코더 식별 코드(RID)와 소스 식별 코드(SID)가 존재한다.

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광학 디스크 드라이브
개요
유형컴퓨터 디스크 저장 드라이브
종류컴퓨터 디스크 드라이브
설명
CD-RW/DVD-ROM 컴퓨터 드라이브
CD-RW/DVD-ROM 컴퓨터 드라이브
애플 USB SuperDrive
애플 USB SuperDrive
탈착식 내부 Lenovo ThinkPad UltraBay 슬림형 디스크 드라이브
탈착식 내부 Lenovo UltraBay "슬림형" 디스크 드라이브
Acer 랩톱의 CD/DVD 드라이브 렌즈
Acer 랩톱의 CD/DVD 드라이브 렌즈
Sony Vaio E 시리즈 랩톱의 블루레이 라이터 렌즈
Sony Vaio E 시리즈 랩톱의 블루레이 라이터 렌즈

2. 역사

1972년, 최초의 레이저 디스크인 ''레이저비전'' 12인치 비디오 디스크가 시연되었다.[53] 영상 신호는 비디오 카세트와 같은 아날로그 포맷으로 저장되었다. 1975년, 필립스와 소니가 최초의 디지털 광 디스크인 5인치 읽기 전용 오디오 콤팩트 디스크(CD)를 개발하였다.[53] 1984년, 소니와 데논은 Compact Disc Digital Audio를 확장하여 모든 형태의 디지털 데이터를 저장할 수 있는 CD-ROM 형식을 개발했으며, 650MB의 저장 용량을 가졌다. 같은 해 소니는 3.28GB의 대용량 레이저디스크 데이터 저장 형식을 도입했다.[54]

1983년, 마쓰시타 (파나소닉),[51] 소니, 국제전신전화 (KDDI)가 지울 수 있는 광 디스크 드라이브를 발표하였다.[52] 소니는 1987년에 최초의 상업용 5.25인치 다시 쓰기 가능한 광 드라이브를 출시했으며,[53] 양면 디스크는 면당 325MB를 저장할 수 있었다.[51]

1992년 9월, 소니는 미니디스크 형식을 발표했는데, 이는 CD의 오디오 선명도와 카세트 크기의 편리함을 결합한 것이었다.[55] 2004년 1월, 소니는 용량을 1GB로 늘린 Hi-MD 형식을 공개했다.

DVD 형식은 파나소닉, 소니, 도시바에 의해 개발되어 1995년에 출시되었으며 레이어당 4.7GB를 저장할 수 있었다. 1996년 11월 1일, 파나소닉과 도시바가 일본에서 최초의 DVD 플레이어를 출시했고, 후지쯔는 11월 6일에 최초의 DVD-ROM 호환 컴퓨터를 출시했다.[56] 크리에이티브 랩스는 1997년 3월 24일 PC용 DVD-ROM 키트를 출시하며 미국에서 컴퓨터용 DVD-ROM 드라이브 판매를 시작했다.[57]

1999년, 켄우드는 72배속 굽기 속도를 달성하는 다중 빔 광 드라이브를 출시했으나,[58][59] 신뢰성 문제로 어려움을 겪었다.[60]

최초의 블루레이 프로토타입은 2000년 10월 소니에 의해 공개되었고,[61] 2003년 4월 10일에 최초의 상업용 녹화 장치가 출시되었다.[62] 2005년 1월, TDK는 블루레이 디스크용 초경질 폴리머 코팅(듀라비스)을 개발했다고 발표했다.[63] 최초의 BD-ROM 플레이어(삼성 BD-P1000)는 2006년 6월 중순에 출하되었으며,[64] 최초의 블루레이 디스크 타이틀은 2006년 6월 20일에 소니와 MGM에 의해 출시되었다.[65] 소니는 2006년 7월 18일에 PC용 최초의 대량 시장 블루레이 디스크 재기록 가능 드라이브인 BWU-100A를 출시했다.[66]

2010년대 중반부터 컴퓨터 제조업체들은 저렴하고 견고하며, 빠르고 고용량인 USB 드라이브와 인터넷을 통한 주문형 비디오의 출현으로 제품에 내장된 광 디스크 드라이브를 포함하는 것을 중단하기 시작했다. 그러나 새로운 광 디스크 드라이브는 2020년 현재 여전히 구매할 수 있다.

3. 드라이브 종류

광학 디스크 드라이브는 데이터를 읽기만 할 수 있는 것과 읽고 쓸 수 있는 것으로 나뉜다. 읽기 전용 드라이브는 "-ROM"이라고 하며, 쓰기 가능한 형식("-R", "-RW")에서 읽을 수 있어도 마찬가지이다. TSST TS-LB23처럼 블루레이 디스크는 읽기만, CD와 DVD는 읽고 쓰기가 가능한 혼합형 드라이브도 있다.

2021년 기준으로 시중에 판매되는 광학 디스크 드라이브는 대부분 DVD 및 블루레이 드라이브이며, 오디오 CD, CD-R/-RW, CD-ROM을 지원하는 하위 호환성을 갖는다.

CD 드라이브는 오디오 기기를 빼면 더 이상 만들지 않는다. 읽기 전용 DVD와 블루레이 드라이브도 생산되지만, 소비자 시장에서는 게임 콘솔이나 디스크 미디어 플레이어 등에 주로 쓰여 보기 드물다. 과거 노트북 컴퓨터에는 내장 광학 드라이브(Lenovo UltraBay 등)가 있었지만, 2010년대부터는 비용 절감과 경량화를 위해 사라져서 외부 광학 드라이브를 구매해야 한다.

컴퓨터용 광학 드라이브는 ''하프 하이트''(데스크톱용)와 ''슬림 타입''(노트북, 컴팩트 데스크톱용) 두 가지 폼 팩터로 나오며, 내/외장형 모두 있다.


  • ''하프 하이트'' 광학 드라이브: 높이 약 4cm, 12V DC 전압 필요, 양쪽에서 디스크 고정. 전력 소모가 커 슬림 타입보다 빠르다.
  • ''슬림 타입'' 광학 드라이브: 높이 약 1cm, 5V DC 전압 사용, 아래에서 디스크 고정. 회전 속도 제약으로 하프 하이트보다 느리다.


하프 하이트는 자석식 스핀들 2개로, 슬림 타입은 스프링식 스터드 스핀들로 디스크를 고정한다. 하프 하이트 트레이는 전동식으로, 슬림 타입 트레이는 대부분 스프링식으로 작동하여 수동으로 닫아야 한다.

광학 디스크 드라이브는 디스크 삽입, 연결 방식, 지원 미디어에 따라 분류할 수 있다.

3. 1. 로딩 방식에 따른 분류

현재 시판되는 광학 드라이브는 디스크를 삽입하는 방식에 따라 다음과 같이 분류할 수 있다.[75]

; 톱 로딩 (Top Loading)

: 덮개를 열고 디스크를 스핀들에 직접 올려놓는 방식이다.[75] 주로 휴대용 CD 플레이어와 같은 소형 기기에서 사용된다.[39][40] 이 방식은 장치 구조가 단순하지만, 덮개를 열기 위한 공간이 필요하고 광학 드라이브를 기기 상단에 배치해야 하는 제약이 있다.[75] 스핀들에 스프링 방식의 볼 베어링을 사용하여 디스크를 고정함으로써 작동 중 움직임으로 인한 손상을 최소화할 수 있다. 전원이 없어도 덮개를 열 수 있다는 장점이 있다.

; 프론트 로딩 (Front Loading)

: 기기 전면에서 디스크를 삽입하는 방식이다.[75] 프론트 로딩은 다시 다음과 같이 세분화할 수 있다.[75]

:; 트레이 로딩 (Tray Loading)

:: 전동 트레이에 디스크를 올려놓는 방식이다.[75] 데스크톱 컴퓨터에서 주로 사용되는 방식이다.[75] 트레이는 전동 메커니즘에 의해 완전히 열리고 닫히며, 컴퓨터로 제어하거나 드라이브의 버튼을 사용하여 닫을 수 있다. 트레이 로딩 드라이브는 비상시 디스크를 꺼낼 수 있도록 드라이브 트레이를 수동으로 열 수 있는 작은 구멍을 제공한다.

:; 슬롯 로딩 (Slot Loading)

:: 디스크를 슬롯에 밀어 넣으면 전동 롤러가 빨아들이는 방식이다.[75] 주로 게임 콘솔이나 차량 오디오 장치에서 사용된다.[75] 슬롯 로딩 방식은 트레이 방식보다 장치 부피와 개구부 면적이 작아, 공간 제약이 있는 장치에 적합하다.[75] 또한, 디스크 외 다른 이물질 삽입이 어렵고, 작동 중 소음을 줄이는 경향이 있다. Xbox 360 이후의 모든 하드웨어에서 채택하고 있다. ( PlayStation 3 CECH-4000 모델 제외). 하지만, 일반적으로 비상 배출 구멍이나 버튼이 없어 디스크를 정상적으로 꺼낼 수 없는 경우 분해가 필요하다는 단점이 있다.

:; 캐디 로딩 (Caddy Loading)

:: '캐디'라고 불리는 전용 카트리지에 디스크를 넣어 삽입하는 방식이다.[75] 초기 광학 드라이브에서 사용되었으나, 기술 발달로 신뢰성이 향상되면서 사라졌다.[75]

; 내장 드라이브 (Internal Drive)

: 드라이브가 기기 본체 내부에 배치된 형태이다.

; 외장 드라이브 (External Drive)

: 드라이브가 기기 본체 외부에 배치된 형태이다. 외부 케이블로 기기에 연결하는 타입이 일반적이지만, Wi-Fi로 연결하는 것도 있다.

로딩 방식에 따른 광학 드라이브 종류
종류설명장점단점주요 사용처
톱 로딩덮개를 열고 디스크를 스핀들에 직접 올려놓는 방식구조가 단순, 전원 없이 개폐 가능상단 공간 필요, 드라이브 위치 제약휴대용 CD 플레이어, 일부 게임 콘솔 (플레이스테이션 1 콘솔, 플레이스테이션 2 슬림, 플레이스테이션 3 슈퍼 슬림, 게임큐브, 닌텐도 Wii Mini)
트레이 로딩전동 트레이에 디스크를 올려놓는 방식가장 일반적인 방식트레이 작동 공간 필요데스크톱 컴퓨터
슬롯 로딩디스크를 슬롯에 밀어 넣으면 전동 롤러가 빨아들이는 방식장치 소형화, 이물질 삽입 방지, 소음 감소비상 배출 어려움, 소형/비표준 디스크 지원 제한게임 콘솔 (닌텐도 Wii, 플레이스테이션 3), 차량 오디오
캐디 로딩전용 카트리지(캐디)에 디스크를 넣어 삽입하는 방식디스크 보호추가 비용, 호환성 문제, 불편함초기 광학 드라이브 (현재는 사용되지 않음)



외장 드라이브의 예. USB 케이블로 연결하는 타입.(사진은 Apple USB SuperDrive)

3. 2. 지원하는 디스크에 따른 분류

CD-ROM, CD-R, CD-RW는 규격이 제정된 시기가 다르기 때문에 CD-ROM만 지원하는 구형 드라이브는 CD-R이나 CD-RW를 읽을 수 없다. 1996년에는 DVD가 제품화되었지만, CD-R/RW 드라이브와 DVD-ROM 드라이브는 별도로 보급되었기 때문에 초기 DVD 플레이어나 DVD-ROM 드라이브는 CD-R 재생을 지원하지 않았다.[78]

드라이브 크기는 데스크톱 및 DVD 레코더용과 노트북용(슬림 드라이브)으로 분류되며, 연결 방식은 패러럴 ATA와 시리얼 ATA로 분류된다. 최근에는 시리얼 ATA 연결이 주류이며, 읽기/쓰기 방식에 따라 다음과 같이 3가지로 분류할 수 있다.

  • '''DVD-ROM''': CD/DVD-ROM, DVD-Video의 읽기만 지원한다. 등장 초기부터 2001년까지 많이 볼 수 있었다.
  • '''콤보 드라이브'''[79]: CD/DVD의 읽기와 CD-R/RW 쓰기를 지원한다. 2001년 후반부터 2003년까지 주류였다. 이후 DVD 쓰기 가능형 드라이브로 대체되었지만, 저가형 기기에서는 2000년대 후반에도 탑재된 기종도 존재한다.
  • '''슈퍼 콤보 드라이브''': 리코가 발매한, 콤보 드라이브에 더해 DVD+R/DVD+RW 쓰기에도 대응하는 드라이브.

3. 3. 연결 방식에 따른 분류

광학 디스크 드라이브는 컴퓨터 시스템과의 연결 방식에 따라 내장형과 외장형으로 분류된다.

; 내장형 드라이브 (Internal Drive)

: 컴퓨터 케이스 내부에 장착되는 드라이브이다. 주로 5.25인치 드라이브 베이에 맞는 표준 크기로 설계되며, ATA 또는 SATA 버스 인터페이스를 통해 컴퓨터 메인보드에 연결된다. 소프트웨어 수준에서는 ATA 패키지 인터페이스 표준에 따라 SCSI 프로토콜 명령을 사용하여 통신한다.[41][42][43][44]

; 외장형 드라이브 (External Drive)

: 컴퓨터 케이스 외부에 위치하며, USB, FireWire 등의 외부 인터페이스를 통해 컴퓨터에 연결되는 드라이브이다. 대부분의 최신 외장형 드라이브는 USB 인터페이스를 사용한다. 랩톱용 휴대용 버전은 배터리나 인터페이스 버스에서 직접 전원을 공급받기도 한다.[33] 초기에는 SCSI, 패러럴 포트를 사용하는 외장형 드라이브도 존재했다.

초기에는 광학 디스크 드라이브를 컴퓨터에 추가하기가 쉽지 않았다. IBM PS/2와 같은 일부 컴퓨터는 3.5인치 플로피 디스크와 3.5인치 하드 디스크를 표준화하여 대형 내부 장치를 위한 공간이 없었다. 또한 초기 IBM PC 호환 기종은 하나의 ATA 드라이브 인터페이스만 포함했고, 이는 CD-ROM 도입 당시 이미 두 개의 하드 드라이브를 지원하는 데 사용되고 있었으며, 이동식 미디어를 지원할 수 없었다. 초기 소비자용 랩톱은 외부 저장 장치를 지원하기 위한 내장 고속 인터페이스가 없었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 다음과 같은 기술들이 사용되었다.

  • 초기 사운드 카드에 CD-ROM 드라이브 인터페이스 포함
  • 패러렐 포트를 이용
  • PCMCIA 광학 드라이브 인터페이스 개발
  • 데스크톱 PC에 SCSI 카드 설치

4. 주요 구성 요소

광학 디스크 드라이브는 다음과 같은 주요 구성 요소로 이루어져 있다.

광학 디스크 드라이브 주요 구성 요소
구성 요소설명
광학 픽업 시스템 (Optical Pickup System)레이저 다이오드, 렌즈, 광 다이오드 등으로 구성되어 디스크에 레이저를 쏘고 반사된 빛을 감지하여 데이터를 읽거나 쓴다.
회전 메커니즘 (Rotational Mechanism)스핀들 모터를 사용하여 광 디스크를 고속으로 회전시킨다. 일정 선형 속도(CLV), 구역별 일정 선형 속도(Z-CLV) 등 다양한 회전 방식이 사용된다.
로딩 메커니즘 (Loading Mechanism)디스크를 드라이브 내부로 넣고 빼는 장치이다. 트레이 로딩, 슬롯 로딩, 톱 로딩 방식 등이 있다.
컴퓨터 인터페이스 (Computer Interface)패러렐 ATA, SATA, SCSI, USB, FireWire 등 다양한 인터페이스를 통해 컴퓨터와 연결된다.



각 구성 요소에 대한 자세한 내용은 하위 섹션을 참조하면 된다.

4. 1. 광학 픽업 시스템 (Optical Pickup System)

픽업 헤드


두 개의 가시적인 가변 저항이 있는 광 픽업 장치


픽업 헤드, 측면도


광학 경로


광학 디스크 드라이브의 핵심 부품은 ''광학 경로''이며, ''픽업 헤드''(PUH) 내부에 있다. PUH는 레이저 픽업, 광 픽업, 픽업, 픽업 어셈블리, 레이저 어셈블리, 레이저 광학 어셈블리, 광 픽업 헤드/유닛 또는 광학 어셈블리로도 불린다.[9] PUH는 일반적으로 레이저 다이오드, 렌즈, 광 다이오드로 구성된다.[10] 레이저 다이오드는 디스크에 레이저 빔을 쏘아 데이터를 읽거나 쓰고, 렌즈는 레이저 빔을 디스크 표면에 집속시키고 반사된 빛을 광 다이오드로 유도하며, 광 다이오드는 반사된 빛을 감지하여 전기 신호로 변환한다.

초기 CD형 레이저는 780 nm(적외선 영역) 파장을 가졌으나, DVD는 650 nm(빨간색), 블루레이 디스크는 405 nm(보라색) 파장을 사용한다.

두 개의 주요 서보 기구가 사용된다. 첫 번째는 렌즈와 디스크 사이 거리를 유지하여 레이저 빔이 디스크에 작은 ''레이저 스폿''으로 초점을 맞추도록 한다. 두 번째는 픽업 헤드를 디스크 반경을 따라 움직여 빔을 연속적인 나선형 데이터 경로인 ''트랙''에 유지한다. 광 디스크 미디어는 안쪽에서 바깥쪽으로 '읽기'가 시작된다.

레이저 렌즈 근처에는 1~3개의 작은 가변 저항이 있으며,[11] 미세 드라이버로 돌려 레이저 렌즈와 직렬 회로를 이룬다.

DVD 기록기 레이저 다이오드는 최대 100 밀리와트 전력을 가지며, 기록에 사용된다.[12] 일부 CD 플레이어는 자동 이득 제어(AGC)로 CD-RW 디스크 재생을 보장한다.[19][13]

광 픽업 시스템, 펌웨어, 손상 패턴 차이로 광학 드라이브 간 가독성이 다를 수 있다.[14] 광학 디스크 레코더는 레이저로 유기 염료 층을 가열하여 CD-R, DVD-R, DVD+R, BD-R 디스크에 데이터를 영구적으로 기록한다.

읽기 레이저는 5 mW 이하, 쓰기 레이저는 더 강력하다.[15] DVD 레이저는 약 2.5볼트에서 작동한다.[16]

쓰기 속도가 빠를수록 레이저 전력은 비례하여 증가해야 한다. DVD 버너 레이저는 약 200 mW에서 최고점에 도달하며, 일부는 400 mW까지 구동된다. 재기록 가능 미디어(CD-RW, DVD-RW, DVD+RW, DVD-RAM, BD-RE)는 레이저로 기록층 결정성 금속 합금을 녹여 사용한다. 전력량에 따라 결정/비정질 형태로 변환, 반사율이 다른 마크를 생성한다.

''이중 레이어''(DL) 미디어는 반사막으로 분리된 두 데이터 레이어를 가진다. 광학 장치가 레이저 초점을 변경하여 두 레이어에 접근한다. ''단일 레이어''(SL) 기록 가능 미디어는 폴리카보네이트 층에 나선형 홈을 성형하여 기록 헤드 속도를 유도한다. 이중 레이어 기록 가능 미디어는 첫 번째 폴리카보네이트 층(얕은 홈), 첫 번째 데이터 레이어, 반사막, 두 번째 폴리카보네이트 층(깊은 홈), 두 번째 데이터 레이어를 가진다. 첫 번째 홈 나선은 안쪽에서 바깥쪽, 두 번째 홈은 바깥쪽에서 안쪽으로 뻗는다.

일부 드라이브는 라이트스크라이브(LightScribe), 라벨플래시(Labelflash) 광열 인쇄 기술을 지원한다.

젠 테크놀로지와 소니는 여러 레이저 빔을 동시 사용, 빠른 드라이브를 개발했다. 단일 레이저 빔은 고속 회전 시 디스크 흔들림으로 제한된다. 25,000 RPM에서 CD는 읽을 수 없고,[19] 블루레이 디스크는 5,000 RPM 이상 기록 불가.[20] 27,500 RPM의 CD는 폭발하여 주변에 손상을 줄 수 있으며, 품질 낮은 디스크는 더 낮은 속도에서 폭발할 수 있다.[21][19]

젠 시스템은 회절 격자로 레이저 빔을 7개로 분할, 중앙 빔은 초점 및 추적, 6개 빔은 디스크 홈 6개 부분을 병렬로 읽어 낮은 RPM에서 읽기 속도를 높인다. 최초 드라이브는 40x, 이후 52x, 72x 속도로 읽을 수 있었다.[58][22][60][23][24][25]

소니 시스템(아카이브 디스크 기반)은 4개 광학 픽업(각 측면 2개), 각 픽업은 2개 렌즈(총 8개)로 디스크 양면 동시 읽기/쓰기, 쓰기 중 내용 확인이 가능하다.[26]

DVD-ROM 드라이브의 내부 메커니즘.


사진 속 광학 드라이브는 위쪽이 보이도록 표시, 디스크는 드라이브 위에 놓인다. 레이저와 광학 시스템은 디스크 아랫면을 스캔한다.

첫 번째 사진에서 디스크 모터(금속 원통형)는 이미지 중앙 오른쪽에, 회색 중심 허브와 검은색 고무 드라이브 링은 위쪽에 있다. 둥근 클램프는 덮개 안에 고정되어 회전 가능(사진에 없음). 모터와 부착 부품은 위로 올라가 자석이 클램프에 접촉, 디스크를 고정한다. 이 모터는 외부 로터가 있는 "아웃러너" 스타일 브러시리스 DC 모터이다.

두 평행 가이드 로드는 광학 읽기/쓰기 헤드("썰매")를 운반한다. "썰매"는 스테퍼 모터와 리드 스크류로 움직인다. 모터는 짧은 회색 원통형, 샤프트는 지지 로드와 평행하다. 리드 스크류는 "썰매" 핀에 맞는 나선형 홈이 있다.

두 번째 사진 메커니즘은 썰매와 디스크 회전에 덜 정확한 브러시 DC 모터를 사용한다. 일부 구형 드라이브는 DC 모터와 자기 로터리 엔코더로 위치를 추적한다. 대부분 컴퓨터 드라이브는 스테퍼 모터를 사용한다.

회색 금속 섀시는 충격 방지 장치(네 모서리 황동색 나사 아래 부드러운 쇼크 마운트 그로밋)로 충격, 소음을 줄인다.

세 번째 사진은 렌즈 메커니즘 덮개 아래 구성 요소를 보여준다. 렌즈 홀더 양쪽 영구 자석과 렌즈 이동 코일로 빔 초점을 안정화한다.

네 번째 사진은 광학 패키지 내부를 보여준다. CD-ROM 드라이브이므로 레이저(검은색 구성 요소)는 하나다. 레이저 위에는 첫 번째 초점 렌즈와 프리즘, 중앙에는 반사 거울이 있다. 거울 오른쪽 아래는 주 포토다이오드, 위에는 레이저 출력 감지/조절용 두 번째 포토다이오드가 있다.

주황색 재료는 유연한 에칭 구리 호일("플렉서블 회로")이다.

스핀들에 광 디스크를 고정한다.[75] 스핀들 모터로 광 디스크를 고속 회전, 원주상 레이저 광 조사, 픽업 렌즈로 반사광 변화를 감지하여 데이터를 읽는다.

픽업 렌즈는 디스크 반지름 방향으로 움직이며, 디스크 회전과 함께 디스크 전체를 처리한다.

쓰기 가능 드라이브는 레이저로 광 디스크 기록면 상태를 변화시켜 데이터를 기록한다.[75]

4. 2. 회전 메커니즘 (Rotational Mechanism)

광학 디스크 드라이브의 회전 메커니즘은 하드 디스크 드라이브와는 다르게 작동한다. 하드 디스크 드라이브는 일정 각속도(CAV) 방식을 사용하여 분당 회전수(RPM)를 일정하게 유지한다. 이 방식에서는 디스크 외부가 내부보다 더 높은 처리량을 보인다.

반면, 초기 광학 드라이브는 150 KiB/s의 일정한 처리량을 목표로 개발되었다. 이는 오디오 데이터 스트리밍에 중요한 요소였다. 그러나 디스크 용량을 효율적으로 사용하기 위해 헤드는 디스크 외부 가장자리에서 속도를 늦추지 않고 최대 선형 속도로 데이터를 전송해야 했다. 이 때문에 광학 드라이브는 일정 선형 속도(CLV) 방식으로 작동하게 되었다. CLV 방식에서는 디스크의 나선형 ''홈''이 일정한 속도로 헤드 아래를 지나간다. CLV에서는 디스크 각속도가 일정하지 않으며, 스핀들 모터는 데이터 속도를 일정하게 유지하면서 외부 가장자리에서 200 RPM, 내부에서 500 RPM 사이로 속도를 조절한다.

이후 CD 드라이브는 CLV 방식을 유지하면서 더 높은 회전 속도를 달성하도록 발전했다. 예를 들어, 4× CLV 드라이브는 800-2000 RPM으로 회전하며 600 KiB/s (4 × 150 KiB/s)로 데이터를 전송한다.

DVD의 기본 속도(1×)는 1.385 MB/s (1.32 MiB/s)로 CD 기본 속도의 약 9배이다. 블루레이 드라이브의 기본 속도는 6.74 MB/s (6.43 MiB/s)이다.

오늘날에는 CD 사용에서 일정한 전송 속도가 중요하지 않기 때문에, 순수 CLV 방식 대신 데이터 속도를 최대화하고 회전 속도를 낮게 유지하는 방법이 사용된다. 일부 드라이브는 회전 제한에 도달했을 때 CLV에서 CAV로 전환하는 부분 CLV(PCLV) 방식을 사용한다. 그러나 대부분의 드라이브는 구역별 일정 선형 속도(Z-CLV) 방식을 사용하는데, 이는 디스크를 여러 구역으로 나누고 각 구역마다 일정한 선형 속도를 적용하는 방식이다. 예를 들어, "52×" Z-CLV 레코더는 가장 안쪽 구역에서 20× 속도로 쓰기를 시작하여 외부 가장자리에서 52×까지 점진적으로 속도를 높인다.

사진에 표시된 광학 드라이브는 위쪽이 보이도록 되어 있으며, 디스크는 드라이브 위에 놓인다. 레이저와 광학 시스템은 디스크의 아랫면을 스캔한다.

첫 번째 사진에서 이미지 중앙 바로 오른쪽에 디스크 모터(금속 원통형)가 있고, 위쪽에는 회색 중심 허브와 검은색 고무 드라이브 링이 있다. 덮개 안에 둥근 클램프가 있어 회전할 수 있지만 사진에는 없다. 디스크 트레이가 안쪽으로 움직이면 모터와 부착된 부품이 위로 올라가면서 회전 어셈블리 상단의 자석이 클램프를 당겨 디스크를 고정한다. 이 모터는 외부 로터가 있는 "아웃러너" 스타일의 브러시리스 DC 모터이다.

사진 왼쪽 위에서 오른쪽 아래로 뻗어 있는 두 개의 평행 가이드 로드는 광학 읽기/쓰기 헤드("썰매")를 운반한다. "썰매"를 이동하기 위해 스테퍼 모터가 리드 스크류를 회전시켜 "썰매"를 움직인다. 모터는 가장 멀리 떨어진 쇼크 마운트 바로 왼쪽에 있는 짧은 회색 원통형이며, 샤프트는 지지 로드와 평행하다. 리드 스크류는 간격이 균일한 어두운 세부 사항이 있는 로드이며, "썰매"의 핀에 맞물리는 나선형 홈이다.

두 번째 사진의 메커니즘은 DVD 플레이어에서 가져온 것으로, 썰매를 움직이고 디스크를 회전시키기 위해 덜 정확한 브러시 DC 모터를 사용한다. 일부 구형 드라이브는 DC 모터를 사용하여 썰매를 움직이지만 위치 추적을 위해 자기 로터리 엔코더를 사용한다. 컴퓨터의 대부분 드라이브는 스테퍼 모터를 사용한다.

회색 금속 섀시는 외부 충격에 대한 민감도를 줄이고 소음을 줄이기 위해 네 모서리에 충격 방지 장치가 장착되어 있다. 부드러운 쇼크 마운트 그로밋은 네 모서리의 황동색 나사 바로 아래에 있다(왼쪽은 가려져 있음).

광 디스크는 회전의 중심이 되는 축(스핀들)에 고정된다.[75] 스핀들 모터는 광 디스크를 고속 회전시키고, 원주상에 레이저 광을 조사하여 픽업 렌즈로 디스크로부터의 반사광 변화를 감지하여 데이터를 읽는다.

픽업 렌즈는 디스크 반지름 방향(디스크 중심 부근에서 외연까지)으로 움직이며, 디스크 회전과 함께 디스크 전체를 처리한다.

쓰기 가능한 드라이브에서는 레이저를 조사하여 광 디스크 기록면 표면의 상태를 변화시켜 데이터를 기록한다.[75]

4. 3. 로딩 메커니즘 (Loading Mechanism)

광학 디스크 드라이브의 로딩 메커니즘은 디스크를 드라이브 내부로 넣고 빼는 장치이다. 다양한 방식이 있는데, 대표적으로 다음과 같은 방식들이 있다.

  • 트레이 로딩 (Tray Loading): 전동 트레이에 디스크를 올려놓는 방식이다.
  • 하프-하이트 데스크톱 드라이브에 사용되는 방식이다.
  • 노트북 컴퓨터에서 사용되는 수동 트레이 방식은 ''슬림형''이라고도 불린다.
  • 트레이에 홈이 있어 8cm 직경 디스크도 지원하지만, 수평으로만 사용할 수 있다.
  • 컴퓨터가 꺼진 후 드라이브에 CD 또는 DVD가 남아 있을 경우 일반적인 꺼내기 메커니즘을 사용할 수 없는 문제가 있는데, 이를 위해 작은 구멍을 제공하여 클립 등을 삽입해 디스크를 꺼낼 수 있도록 한다.
  • 슬롯 로딩 (Slot Loading): 디스크를 슬롯에 밀어 넣으면 전동 롤러가 빨아들이는 방식이다.
  • 게임 콘솔과 차량 오디오 장치에 주로 사용된다.
  • 닌텐도 Wii나 플레이스테이션 3와 같이 8cm 디스크를 수용하고 자동으로 중앙에 맞출 수 있다.
  • 삽입이 편리하지만, 80mm 직경 디스크나 비표준 크기를 수용할 수 없고, 비상 배출 구멍이나 버튼이 없어 디스크를 정상적으로 꺼낼 수 없는 경우 분해해야 하는 단점이 있다.
  • 톱 로딩 (Top Loading): 드라이브 덮개를 위로 열고 디스크를 스핀들에 직접 올려놓는 방식이다.
  • 소형 휴대용 장치에 주로 사용된다.
  • 플레이스테이션 1 콘솔, 플레이스테이션 2 슬림, 플레이스테이션 3 슈퍼 슬림, 게임큐브, 닌텐도 Wii Mini, 대부분의 휴대용 CD 플레이어, 일부 독립형 CD 레코더 등에서 사용된다.
  • 스핀들에 스프링 장착 볼 베어링을 사용하여 디스크를 고정하고, 드라이브 작동 중 움직임으로 인한 손상을 최소화한다.
  • 전원 연결 없이도 열 수 있다.


초기 CD-ROM 드라이브 중 일부는 CD를 특수 카트리지(caddy영어)에 넣어야 하는 방식을 사용하기도 했다. 이는 3.5인치 마이크로 플로피 디스켓과 유사한 형태로, 디스크를 손상으로부터 보호하기 위한 목적이었으나, 추가 비용과 호환성 문제로 널리 사용되지는 않았다.

4. 4. 컴퓨터 인터페이스 (Computer Interface)

모든 광학 디스크 드라이브는 명령 버스 수준에서 SCSI 프로토콜을 사용한다.[9] 초기 시스템은 완전한 기능을 갖춘 SCSI 버스를 사용하거나, 소비자 애플리케이션에 판매하기에는 비용이 다소 많이 드는 자체 비용 절감 버전을 사용했다. 이는 당시의 기존 ATA 표준이 이동식 미디어 또는 디스크 드라이브의 핫 플러깅을 지원하거나 이에 대한 조항을 가지고 있지 않았기 때문이다.

개인용 컴퓨터, 서버, 워크스테이션용 최신 내부 드라이브는 표준 5.25인치 드라이브 베이에 맞도록 설계되었으며, ATA 또는 SATA 버스 인터페이스를 통해 호스트에 연결되지만, ATA 패키지 인터페이스 표준에 따라 소프트웨어 수준에서 SCSI 프로토콜 명령을 사용하여 통신한다. 이 표준은 패러렐 ATA/IDE 인터페이스를 이동식 미디어와 호환되도록 개발되었다.

일부 장치는 레코딩 밀도 ("기가렉"), 레이저 출력 설정 ("VariRec"), 보편적인 속도 설정을 무시하는 방식으로 수동으로 회전 속도를 하드 제한하는 기능 (읽기 및 쓰기에 대해 별도) 및 일부 Plextor 드라이브에서 구현된 대로 낮은 설정으로 소음을 줄이는 렌즈 및 트레이 이동 속도 조절, 그리고 일부 Lite-On 드라이브에서 구현된 대로 테스트 목적으로 미디어 유형에 권장되는 속도를 초과하는 오버 스피드 굽기 강제 기능과 같은 공급업체별 명령을 지원할 수 있다.[41][42][43][44]

또한 오디오용 디지털 및 아날로그 출력이 있을 수 있다. 출력은 헤더 케이블을 통해 사운드 카드, 마더보드 또는 많은 초기 광학 드라이브에 장착된 3.5mm AUX 플러그 케이블이 있는 헤드폰 또는 외부 스피커에 연결될 수 있다.[48][45] 한때, CD 플레이어와 유사한 컴퓨터 소프트웨어가 CD 재생을 제어했다.[46][47] 오늘날 정보는 디스크에서 디지털 데이터로 추출되어 재생되거나 다른 파일 형식으로 변환된다.

일부 초기 광학 드라이브에는 전면 패널에 CD 재생 제어를 위한 전용 버튼이 있어 독립형 컴팩트 디스크 플레이어 역할을 할 수 있었다.[48]

외부 드라이브는 초기에 인기가 있었는데, 이는 드라이브가 종종 호스트 컴퓨터 시스템 자체의 복잡성에 필적하는 복잡한 전자 장치를 필요로 했기 때문이다. SCSI, 패러렐 포트, USB 및 FireWire 인터페이스를 사용하는 외부 드라이브가 존재하며, 대부분의 최신 드라이브는 USB이다. 랩톱용 일부 휴대용 버전은 배터리 또는 인터페이스 버스에서 직접 전원을 공급받는다.

SCSI 인터페이스가 있는 드라이브는 원래 사용할 수 있는 유일한 시스템 인터페이스였지만, 수요의 대부분을 차지하는 가격에 민감한 저가 소비자 시장에서는 인기가 없었다. 이들은 인터페이스 칩셋의 비용, 더 복잡한 SCSI 커넥터, 자체 비용 절감 애플리케이션에 비해 판매량이 적었기 때문에 덜 일반적이고 더 비싼 경향이 있었다. 가장 중요한 것은 대부분의 소비자 시장 컴퓨터 시스템에 SCSI 인터페이스가 전혀 없었기 때문에 시장이 작았다. 그러나 다양한 비용 절감형 자체 광학 드라이브 버스 표준에 대한 지원은 초기에는 종종 광학 드라이브 자체와 함께 번들로 제공되는 사운드 카드에 일반적으로 포함되었다. 일부 사운드 카드 및 광학 드라이브 번들에는 전체 SCSI 버스가 포함되어 있기도 했다. 최신 IDE/ATAPI 호환 패러렐 ATA 및 직렬 ATA 드라이브 제어 칩셋과 해당 인터페이스 기술은 기존의 8비트 50MHz SCSI 드라이브 인터페이스보다 제조하기 더 복잡하다. 왜냐하면 SCSI 및 ATA 버스의 속성을 모두 갖추고 있지만 규모의 경제로 인해 전체적으로 저렴하기 때문이다.

광학 디스크 드라이브가 처음 개발되었을 때 컴퓨터 시스템에 추가하기가 쉽지 않았다. IBM PS/2와 같은 일부 컴퓨터는 3.5인치 플로피 디스크와 3.5인치 하드 디스크를 표준화하고 있었고, 대형 내부 장치를 위한 공간을 포함하지 않았다. 또한 IBM PC와 클론은 처음에는 하나의 (패러렐) ATA 드라이브 인터페이스만 포함했는데, CD-ROM이 도입될 무렵 이미 두 개의 하드 드라이브를 지원하는 데 사용되고 있었고, 이동식 미디어를 전혀 지원할 수 없었다. 시스템이 작동하는 동안 드라이브가 버스에서 떨어지거나 제거되면 복구할 수 없는 오류가 발생하여 전체 시스템이 충돌했다. 초기 소비자용 랩톱은 외부 저장 장치를 지원하기 위한 내장 고속 인터페이스가 없었다. 하이엔드 워크스테이션 시스템과 랩톱은 외부 연결 장치를 위한 표준을 가진 SCSI 인터페이스를 갖추고 있었다.

이는 여러 기술을 통해 해결되었다.

  • 초기 사운드 카드는 CD-ROM 드라이브 인터페이스를 포함할 수 있었다. 처음에는 이러한 인터페이스는 각 CD-ROM 제조업체에 고유했다. 사운드 카드는 종종 CD-ROM 드라이브와 통신할 수 있는 두세 개의 서로 다른 인터페이스를 가질 수 있었다.
  • 패러렐 포트를 외부 드라이브와 함께 사용하는 방법이 어느 시점에 개발되었다. 이 인터페이스는 전통적으로 프린터를 연결하는 데 사용되었지만, 대중적인 통념과는 달리 이것이 유일한 사용법이 아니며, 테이프 백업 드라이브 등을 포함하지만 이에 국한되지 않는 IEEE-1278 버스에 대한 다양한 외부 보조 장치가 존재했다. 이는 통합 또는 PCMCIA 확장 버스 연결 SCSI가 없는 저가-중간 랩톱을 위한 느린 옵션이었다.
  • PCMCIA 광학 드라이브 인터페이스도 랩톱용으로 개발되었다.
  • 데스크톱 PC에 SCSI 카드를 설치하여 외부 SCSI 드라이브 인클로저를 지원하거나 내부적으로 장착된 SCSI 하드 디스크 드라이브 및 광학 드라이브를 실행할 수 있었지만, SCSI는 일반적으로 다른 옵션보다 다소 비쌌으며 일부 OEM은 이에 대한 프리미엄을 부과했다.


기존 구현에서 비동기성이 부족하기 때문에 손상된 섹터를 만나는 광학 드라이브는 Windows 탐색기와 같은 드라이브에 액세스하려는 컴퓨터 프로그램이 멈추게 할 수 있다.

5. 작동 원리

광학 디스크 드라이브는 데이터를 읽고 쓰는 과정에서 다음과 같은 원리로 작동한다.

'''데이터 읽기'''와 '''데이터 쓰기'''에서 공통적으로, 광학 디스크 드라이브의 핵심 부품은 ''광학 경로''이며, ''픽업 헤드''(PUH)에 위치한다. 픽업 헤드는 레이저 다이오드, 렌즈, 광 다이오드 등으로 구성된다.[9] 초기에는 적외선 영역의 CD형 레이저(780 nm 파장)가 사용되었으나, DVD는 650 nm(빨간색), 블루레이 디스크는 405 nm(보라색) 파장을 사용한다.

두 가지 주요 서보 기구가 사용된다. 첫 번째는 렌즈와 디스크 사이의 거리를 유지하여 레이저 빔이 디스크에 작은 ''레이저 스폿''으로 초점을 맞추도록 한다. 두 번째는 픽업 헤드를 디스크 반경을 따라 움직여 빔을 ''트랙''에 유지한다. 광 디스크 미디어는 안쪽에서 바깥쪽으로 '읽기'가 시작된다.

레이저 렌즈 근처에는 1~3개의 작은 가변 저항이 있으며(CD, DVD, 블루레이 디스크용)[11], 직렬 회로를 이룬다.

스핀들 모터로 광 디스크를 고속 회전시키고, 픽업 렌즈는 디스크 반지름 방향으로 움직이며, 디스크 회전이 더해져 디스크 전체를 처리한다. 픽업 렌즈는 반사광 변화를 감지해 데이터를 읽는다.

쓰기 가능한 드라이브는 레이저로 디스크 기록면 표면 상태를 변화시켜 데이터를 기록한다.[75] DVD 기록기 레이저는 최대 100 밀리와트 전력을 사용한다.[12]

처음에는 각 디스크마다 전용 드라이브가 필요했지만, 현재는 DVD-R/-RW 포함 복수 대응 기기가 대부분이며, 호환성 문제는 거의 없다. 명칭은 통칭이며, 제조사마다 다르다. 거의 모든 DVD 쓰기 가능 드라이브에서 CD-R, CD-RW 쓰기도 가능하다.

규격설명
DVD-R/-RWDVD-R, DVD-RW 대응. 초기 드라이브에 많다.
DVD-R/RAMDVD-R, DVD-RAM 대응. 초기 드라이브에 많다.
DVD+R/+RWDVD+R, DVD+RW 대응.
DVD 멀티 드라이브DVD-R, DVD-RW, DVD-RAM 대응. DVD+RW 얼라이언스의 DVD+R/+RW에는 대응하지 않는다.
DVD 듀얼 (DVD±R/RW)DVD-R, DVD-RW, DVD+RW, DVD+R 대응. DVD-RAM에 소극적인 제조사에서 많이 사용. DVD+R DL, DVD-R DL 기록 및 DVD-RAM 재생 가능 모델도 존재.
LG 슈퍼 멀티 드라이브
슈퍼 멀티 드라이브		CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW, DVD+R, DVD+RW, DVD-RAM 읽기/쓰기 지원. 개인용 컴퓨터 내장 광학 드라이브로 채용되는 경우가 많다. 제조사마다 명칭이 다르며, 2층 DVD 쓰기 가능 드라이브를 슈퍼 멀티라고 부르기도 한다. SUPER MULTI는 Hitachi-LG Data Storage, Inc.의 등록 상표.
하이퍼 멀티 드라이브슈퍼 멀티 드라이브 + 2층 DVD+R DL, DVD-R DL 기록 대응 (일부 모델은 +R DL만 해당). DVD+R DL, DVD-R DL 대응이 당연해지면서, 7종류 DVD 쓰기 규격 대응 드라이브도 "DVD 드라이브"로 표현하는 경우가 많다.



DVD 규격 상한인 16배속에 도달하면, 7종류 DVD 쓰기 규격에 대응하면서 DVD-R, DVD+R 미디어에 18~24배속 쓰기가 가능한 드라이브가 등장했다.

5. 1. 데이터 읽기

광학 디스크 드라이브의 핵심 부품은 ''광학 경로''이며, ''픽업 헤드''(PUH)에 위치한다. 픽업 헤드는 반도체 레이저 다이오드, 렌즈, 광 다이오드로 구성된다.[9][10] 초기에는 적외선 영역의 CD형 레이저(780 nm 파장)가 사용되었으나, DVD는 650 nm(빨간색), 블루레이 디스크는 405 nm(보라색) 파장을 사용한다.

두 가지 주요 서보 기구가 사용된다. 첫 번째는 렌즈와 디스크 간 거리를 유지하여 레이저 빔이 디스크에 작은 ''레이저 스폿''으로 초점을 맞추도록 한다. 두 번째는 픽업 헤드를 디스크 반경을 따라 움직여 빔을 ''트랙''에 유지한다. 광 디스크 미디어는 안쪽에서 바깥쪽으로 '읽기'가 시작된다.

레이저 렌즈 근처에는 1~3개의 작은 가변 저항이 있어, 레이저 렌즈와 직렬 회로를 이룬다. 이를 통해 레이저의 세기를 조절할 수 있다.[11] DVD 기록기의 레이저 다이오드는 최대 100 밀리와트의 전력을 가질 수 있다.[12] 일부 CD 플레이어는 자동 이득 제어(AGC)를 통해 CD-RW 디스크 재생 시 레이저 전력을 변경한다.[19][13]

광 픽업 시스템, 펌웨어, 손상 패턴의 차이로 인해 광학 드라이브마다 가독성이 다를 수 있다.[14]

디스크 파편


광 디스크는 스핀들 모터에 의해 고속 회전하며, 픽업 렌즈는 디스크의 반지름 방향으로 움직인다. 여기에 디스크 회전이 더해져 디스크 전체를 처리할 수 있다. 픽업 렌즈는 디스크에서 반사된 빛의 변화를 감지하여 데이터를 읽는다.

5. 2. 데이터 쓰기

광학 디스크 드라이브의 가장 중요한 부분은 ''광학 경로''이며, ''픽업 헤드''(PUH) 내부에 있다. PUH는 레이저 픽업, 광 픽업, 픽업, 픽업 어셈블리, 레이저 어셈블리, 레이저 광학 어셈블리, 광 픽업 헤드/유닛 또는 광학 어셈블리로도 알려져 있다.[9] 초기에는 780 nm(적외선 영역)의 파장을 가진 CD형 레이저가 사용되었으나, DVD의 경우 파장이 650 nm(빨간색)으로 감소했으며, 블루레이 디스크의 경우 405 nm(보라색)으로 더욱 감소했다.

두 개의 주요 서보 기구가 사용되는데, 첫 번째는 렌즈와 디스크 사이의 적절한 거리를 유지하여 레이저 빔이 디스크에 작은 ''레이저 스폿''으로 초점을 맞도록 하는 것이다. 두 번째 서보는 픽업 헤드를 디스크의 반경을 따라 움직여 빔을 연속적인 나선형 데이터 경로인 ''트랙''에 유지한다. 광 디스크 미디어는 안쪽 반경에서 바깥쪽 가장자리로 '읽기'가 시작된다.

레이저 렌즈 근처에서 광학 드라이브는 일반적으로 1~3개의 작은 가변 저항을 장착하고 있으며(일반적으로 CD용, DVD용으로 분리되어 있으며, 드라이브에서 지원하는 경우 블루레이 디스크용 세 번째 가변 저항이 있음[11]) 미세한 드라이버를 사용하여 돌릴 수 있다. 가변 저항은 레이저 렌즈와 직렬 회로를 이룬다.

DVD 기록기에 사용되는 레이저 다이오드는 최대 100 밀리와트의 전력을 가질 수 있으며, 이처럼 높은 전력은 기록 중에 사용된다.[12]

재기록 가능한 CD-RW, DVD-RW, DVD+RW, DVD-RAM, 또는 BD-RE 미디어의 경우, 레이저는 디스크의 기록층에 있는 결정성 금속 합금을 녹이는 데 사용된다. 가해지는 전력량에 따라 물질이 다시 녹아 결정 형태로 변환되거나 비정질 형태로 남겨질 수 있으며, 이를 통해 반사율이 다른 마크를 생성할 수 있다.

쓰기 가능한 드라이브에서 데이터를 쓸 경우에는 레이저를 조사하여 광 디스크의 기록면 표면의 상태를 변화시킴으로써 데이터를 기록한다.[75]

각 디스크가 처음 등장했을 때는 각 디스크마다 전용 드라이브가 필요했지만, 현재 드라이브는 DVD-R/-RW 규격을 포함한 복수 대응 기기가 대부분이며, DVD-R이나 -RW 규격을 사용하면 호환성 문제는 거의 없다. 명칭은 정식으로 제정된 것이 아니라 통칭이며, 제조사에 따라 명칭이 다른 경우가 있다. 또한, 거의 모든 DVD 쓰기 가능 드라이브에서 CD-R, CD-RW 쓰기도 가능하다.

규격설명
DVD-R/-RWDVD-R과 DVD-RW에 대응. 초기 드라이브에 많다.
DVD-R/RAMDVD-R과 DVD-RAM에 대응. 초기 드라이브에 많다.
DVD+R/+RWDVD+R과 DVD+RW에 대응.
DVD 멀티 드라이브DVD-R, DVD-RW, DVD-RAM의 3종류에 대응하는 규격이다. 기록·재생에 대응하는 규격 외에, 재생만 대응하는 규격도 제정되어 있다. 어디까지나 DVD 포럼의 규격이며, DVD+RW 얼라이언스가 제정한 DVD+R/+RW에는 대응하지 않는다.
DVD 듀얼 (DVD±R/RW)DVD-R, DVD-RW, DVD+RW, DVD+R의 4종류에 대응. DVD-RAM 채용에 소극적인 제조사에서 많이 볼 수 있었다. DVD+R DL, DVD-R DL 기록 및 DVD-RAM 재생이 가능한 모델도 있다.
슈퍼 멀티 드라이브CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW, DVD+R, DVD+RW에 더해 DVD-RAM의 읽고 쓰기를 지원하는 드라이브를 지칭하는 통칭이다. 개인용 컴퓨터의 내장 광학 드라이브로 채용되는 경우가 많으며, 플로피 디스크 드라이브를 폐지하고 유일한 내장 보조 기억 장치가 되는 경우도 있다. 슈퍼 멀티 드라이브라는 이름은 제조사에 따라 약간씩 변화하는 경우가 많으며, 2층 DVD를 쓸 수 있는 드라이브를 슈퍼 멀티라고 부르기도 한다. 또한, 단순히 DVD±RW/RAM 드라이브라고 부르기도 한다. 또한 SUPER MULTI는 Hitachi-LG Data Storage, Inc.의 등록 상표이다.
하이퍼 멀티 드라이브슈퍼 멀티 드라이브에 더해 2층 타입의 DVD+R DL, DVD-R DL 기록에 대응하는 드라이브 (단, 일부 모델은 +R DL만 해당). 하지만 DVD+R DL, DVD-R DL에 대응하는 것이 당연해지면서, 7종류의 DVD 쓰기 규격에 대응하는 드라이브라도 단순히 "DVD 드라이브"라고 표현하는 경우가 많다.



쓰기 속도가 DVD 규격의 상한인 16배속에 달하면, 7종류의 DVD 쓰기 규격에 대응하면서 DVD-R, DVD+R 미디어에 18~24배속 쓰기가 가능한 드라이브가 등장했다.


  • 2006년
  • * 마쓰시타 전기산업은 4월 21일에 BD-ROM의 SL/DL(1층/2층) 재생, BD-R, RE의 SL/DL 기록 재생, 그리고 각종 CD, DVD 미디어의 기록 재생에 대응하는 BD 드라이브를 제조사 각사에 4월부터 순차적으로 출하를 시작한다고 발표했다.[98] 내장 하프 하이트 타입 BD 드라이브 「SW-5582」는 각종 BD 미디어에 2배속 기록 재생에 대응. 주로 노트북 PC용 내장 슬림 트레이 타입의 「UJ-210」과 내장 슬림 슬롯 타입의 「UJ-215」는 각종 BD 미디어에 등속 기록, 그리고 ROM의 1.6배속 재생에 대응.
  • * 마쓰시타 전기산업은 6월 10일에 BD-ROM의 SL/DL(1층/2층) 재생, BD-R, RE의 SL/DL 기록 재생, 그리고 각종 CD/DVD 미디어의 기록 재생에 대응하는 내장 하프 하이트 타입의 BD 드라이브 「LF-MB121JD」[99]를 발매했다. 아이・오・데이터 등에서 발매된 단품 드라이브나 후지쯔, 소니 등의 컴퓨터는 마쓰시타 전기(파나소닉 커뮤니케이션즈)제 드라이브[98]를 채용하고 있다.
  • * 마쓰시타 전기산업은 6월 상순에 BD-R, RE의 SL/DL 디스크를 발매했다. 소니, 후지필름, 미쓰비시 화학 미디어, 히타치 맥셀(현 맥셀), TDK 등도 잇달아 발매했다.
  • * 소니는 6월 하순에 업계 최초로 BD 드라이브 탑재 노트북 컴퓨터 「VAIO type A 시리즈」와 데스크톱 컴퓨터 「VAIO type R 시리즈」를 발매했다. BD 드라이브는 BD-ROM 재생과 BD-R, RE의 SL/DL 기록 재생이 가능하다. 디지털 방송의 BD-RE로의 무브와 BD-AV 형식의 디스크를 제작할 수 있다. BD 드라이브의 상세 정보는 파나소닉제 드라이브를 참조.[98] 후지쯔, 엡손 다이렉트도 마쓰시타 전기제 BD 드라이브 탑재 컴퓨터를 발매했다.[98]
  • * NEC는 HD DVD 진영이면서 가을에 BD 드라이브 탑재 컴퓨터 「VALUESTAR W 시리즈」를 발매했다. 이 시점에서 HD DVD의 PC용 기록형 드라이브나 재기록 가능형 미디어가 제품화되지 않은 것을 이유로 들고 있다.
  • 2007년
  • * 5월 30일에 내장 슬림 트레이 타입의 BD 드라이브 「UJ-210」이 매장에서 단품 판매 개시. 재생 전용 및 기록 재생을 포함하여, BD 및 HD DVD의 슬림 타입 드라이브의 단품 매장 판매는 처음이다. 이 BD 드라이브는 마쓰시타 전기산업이 2006년 4월[98]에 제조사 각사에 출하를 시작한 BD 드라이브이다.
  • * 파이오니아는 8월 상순부터 DVD/CD의 기록 재생이 가능한 내장 하프 하이트 타입 BD-ROM 드라이브 「BDC-S02J」[100]를 오픈 가격으로 발매, 매장 예상 가격은 4만 엔 전후. 인터페이스는 SATA. Blu-ray Disc에서는 BD-ROM과 BD-R, RE의 SL/DL 재생에 대응(BD 레코더로 기록한 BD 미디어도 포함). DVD/CD에서는 DVD±R이 12배속, DVD±R DL이 4배속, DVD±RW가 6배속, DVD-RAM이 5배속, CD-R, RW가 24배속으로 기록 가능.
  • * 마쓰시타 전기산업은 12월 27일에 노트북형 컴퓨터용 9.5mm 두께의 Blu-ray Disc 드라이브 개발을 발표[101]。발표 당시에는 제조사에 대한 샘플 출하가 이미 이루어지고 있었다.

6. 호환성

대부분의 광학 드라이브는 이전 세대와 하위 호환성을 제공하지만, 이는 표준에서 요구하는 사항은 아니다.[67] 예를 들어, DVD 드라이브는 CD를 읽을 수 있지만, 초기 CD 드라이브는 DVD를 읽을 수 없다.

CD의 1.2mm 폴리카보네이트 층과 비교하여 DVD의 레이저 빔은 기록 표면에 도달하기 위해 0.6mm만 관통하면 된다. 이를 통해 DVD 드라이브는 빔을 더 작은 스폿 크기에 집중시키고 더 작은 피트를 읽을 수 있다. DVD 렌즈는 동일한 레이저로 CD 또는 DVD 미디어에 대해 다른 초점을 지원한다. 블루레이 드라이브의 경우 레이저는 0.1mm의 재료만 관통하면 되기 때문에 광학 어셈블리는 일반적으로 훨씬 더 큰 초점 범위를 가져야 한다. 실제로 블루레이 광학 시스템은 DVD/CD 시스템과 분리되어 있다.[67]

광학 드라이브 종류별 지원하는 광학 디스크/매체는 다음 표와 같다.

광학 디스크 드라이브광학 디스크 또는 광학 매체
프레스 CDCD-RCD-RW프레스 DVDDVD-RDVD+RDVD-RWDVD+RWDVD+R DL프레스 CAT BDBD-RBD-REBD-R DLBD-RE DLBD-R XLBD-RE XL
오디오 CD 플레이어읽기읽기읽기없음없음없음없음없음없음없음없음없음없음없음없음없음
CD-ROM 드라이브읽기읽기읽기없음없음없음없음없음없음없음없음없음없음없음없음없음
CD-R 레코더읽기쓰기읽기없음없음없음없음없음없음없음없음없음없음없음없음없음
CD-RW 레코더읽기쓰기쓰기없음없음없음없음없음없음없음없음없음없음없음없음없음
DVD-ROM 드라이브읽기읽기읽기읽기읽기읽기읽기읽기읽기없음없음없음없음없음없음없음
DVD-R 레코더읽기쓰기쓰기읽기쓰기읽기읽기읽기읽기없음없음없음없음없음없음없음
DVD-RW 레코더읽기쓰기쓰기읽기쓰기읽기쓰기읽기읽기없음없음없음없음없음없음없음
DVD+RW 레코더읽기쓰기쓰기읽기읽기읽기읽기쓰기읽기없음없음없음없음없음없음없음
DVD+R 레코더읽기쓰기쓰기읽기읽기쓰기읽기쓰기읽기없음없음없음없음없음없음없음
DVD±RW 레코더읽기쓰기쓰기읽기쓰기쓰기쓰기쓰기읽기없음없음없음없음없음없음없음
DVD±RW/DVD+R DL 레코더읽기쓰기쓰기읽기쓰기쓰기쓰기쓰기쓰기없음없음없음없음없음없음없음
BD-ROM읽기읽기읽기읽기읽기읽기읽기읽기읽기읽기읽기읽기읽기읽기없음없음
BD-R 레코더읽기쓰기쓰기읽기쓰기쓰기쓰기쓰기쓰기읽기쓰기읽기읽기읽기없음없음
BD-RE 레코더읽기쓰기쓰기읽기쓰기쓰기쓰기쓰기쓰기읽기쓰기쓰기읽기읽기없음없음
BD-R DL 레코더읽기쓰기쓰기읽기쓰기쓰기쓰기쓰기쓰기읽기쓰기쓰기쓰기읽기없음없음
BD-RE DL 레코더읽기쓰기쓰기읽기쓰기쓰기쓰기쓰기쓰기읽기쓰기쓰기쓰기쓰기없음없음
BD-ROM XL읽기읽기읽기읽기읽기읽기읽기읽기읽기읽기읽기읽기읽기읽기읽기읽기
BD-R XL 레코더읽기쓰기쓰기읽기쓰기쓰기쓰기쓰기쓰기읽기쓰기쓰기쓰기쓰기쓰기읽기
BD-RE XL 레코더읽기쓰기쓰기읽기쓰기쓰기쓰기쓰기쓰기읽기쓰기쓰기쓰기쓰기쓰기쓰기


  • 반사율이 낮은 일부 유형의 CD-R 미디어는 문제를 일으킬 수 있다.
  • MultiRead 호환 드라이브에서는 작동하지 않을 수 있다.
  • 일부 초기 모델 DVD-ROM 드라이브에서는 작동하지 않을 수 있다. CD-R은 780nm 레이저가 없는 드라이브에서는 작동하지 않는다. CD-RW 호환성은 다양했다.
  • DVD+RW 디스크는 DVD-RW 디스크를 재생하는 초기 비디오 플레이어에서는 작동하지 않았는데, 이는 형식과의 비 호환성 때문이 아니라 한 드라이브 제조업체에서 펌웨어에 내장한 고의적인 기능이었다.
  • 기존 DVD 드라이브와의 읽기 호환성은 사용된 DVD+R DL 미디어 브랜드에 따라 크게 다를 수 있다. 또한 미디어가 출시되기 전의 드라이브는 펌웨어에 DVD+R DL 미디어에 대한 북 코드가 없었다(DVD-R DL에서는 문제가 아니었지만 일부 드라이브는 첫 번째 레이어만 읽을 수 있었다).
  • 초기 DVD+RW 및 DVD+R 레코더는 DVD-R(W) 미디어에 쓸 수 없었다(그 반대의 경우도 마찬가지).
  • 호환성 ID 바이트가 동일하므로 DVD-R을 읽는 모든 드라이브에서 작동한다.
  • 레코더 펌웨어는 일부 브랜드의 DVD-RW 미디어에 대한 녹음을 블랙리스트에 올리거나 거부할 수 있다.
  • DVD+RW 형식은 DVD+R보다 먼저 출시되었다. 모든 DVD+RW 전용 드라이브는 펌웨어 업그레이드를 통해 DVD+R 디스크를 쓸 수 있도록 업그레이드할 수 있다.
  • 2005년 4월 현재, 시판 중인 모든 DVD+R DL 레코더는 슈퍼 멀티 기능을 갖추고 있다.
  • 2006년 10월 현재, 최근 출시된 BD 드라이브는 CD 미디어를 읽고 쓸 수 있다.
  • 이전 CD 플레이어 모델은 CD-RW 미디어의 낮은 반사율로 어려움을 겪을 수 있다.
  • ''"DVD 멀티 레코더"''라고도 한다.

7. 기록 성능

광학 디스크 드라이브의 기록 성능은 배속(x)으로 표시된다. 1배속은 CD의 경우 150KB/s, DVD의 경우 1.385MB/s, 블루레이 디스크의 경우 6.74MB/s이다.[33][29][30] 예를 들어, 40×/16×/48× CD 기록 드라이브는 40×(6,000 kbit/s) 속도로 CD-R 미디어에 쓰기, 16×(2,400 kbit/s) 속도로 CD-RW 미디어에 쓰기, 48×(7,200 kbit/s) 속도로 CD-ROM 미디어에서 읽기가 가능하다.

1990년대 후반, 고속 CD 레코더가 보급되면서 버퍼 언더런 문제가 자주 발생했다. 이는 레코더에 데이터를 꾸준히 공급하지 못해 기록 프로세스가 중단되고 디스크를 사용할 수 없게 만드는 문제였다.

이 문제를 해결하기 위해 CD 레코더 제조업체들은 번-프루프(산요전기), "JustLink" (리코), "Lossless Link" (야마하) 등 다양한 상표명의 "버퍼 언더런 방지" 기능을 갖춘 드라이브를 출시했다.[5] 이 기능은 기록 프로세스를 일시 중단했다가 재개하여 중단으로 인한 틈새를 리드-솔로몬 오류 정정 논리로 처리할 수 있게 한다.

DVD+R, DVD+RW 및 모든 블루레이 형식에서는 레코더가 중단된 쓰기 끝 부분에 새 데이터를 정확하게 배치하여 연속적인 트랙을 생성할 수 있으므로 이러한 오류 정정 복구가 필요하지 않다. 많은 드라이브가 '영역별 정속 선속도'(Z-CLV)로 쓰는데, 이는 드라이브가 속도를 변경하는 동안 쓰기 작업을 일시 중단했다가 새로운 속도에 도달하면 다시 시작해야 함을 의미하며, 버퍼 언더런과 동일한 방식으로 처리된다.

광 디스크 기록 드라이브의 내부 버퍼는 BD-R, BD-R DL, BD-RE 또는 BD-RE DL 미디어를 기록할 때는 8 MiB 또는 4 MiB이고, DVD-R, DVD-RW, DVD-R DL, DVD+R, DVD+RW, DVD+RW DL, DVD-RAM, CD-R 또는 CD-RW 미디어를 기록할 때는 2 MiB이다.

8. 기록 방식

패킷 기록은 기록기가 짧은 버스트 또는 패킷으로 디스크에 점진적으로 기록하는 방식이다. 순차적 패킷 기록은 디스크를 아래에서 위로 패킷으로 채운다. CD-ROM 및 DVD-ROM 드라이브에서 읽을 수 있도록 하기 위해 디스크 시작 부분에 최종 목차를 기록하여 언제든지 디스크를 ''닫을'' 수 있으며, 그 후에는 디스크에 더 이상 패킷을 기록할 수 없다. 운영 체제 및 UDF와 같은 파일 시스템의 지원과 함께 패킷 기록을 사용하면 플래시 메모리 및 자기 디스크와 같은 미디어에서와 같이 임의 쓰기 액세스를 모방할 수 있다.[4]

고정 길이 패킷 기록(CD-RW 및 DVD-RW 미디어에서)은 디스크를 패딩된 고정 크기 패킷으로 나눈다. 패딩은 디스크의 용량을 줄이지만 기록기가 인접한 패킷에 영향을 주지 않고 개별 패킷에서 기록을 시작하고 중지할 수 있도록 한다. 이는 많은 기존 파일 시스템이 그대로 작동할 수 있을 만큼 자기 매체가 제공하는 블록 쓰기 가능 액세스와 매우 유사하다. 그러나 이러한 디스크는 추가적인 타사 드라이버 없이는 대부분의 CD-ROM 및 DVD-ROM 드라이브 또는 대부분의 운영 체제에서 읽을 수 없다. 패킷으로의 분할은 CD-R(W) 및 DVD-R(W) 드라이브가 데이터 블록 내에서만 데이터를 찾을 수 있기 때문에 보이는 것만큼 신뢰할 수 없다. 블록 사이에 넉넉한 간격(위에서 언급한 패딩)이 있지만, 드라이브는 그럼에도 불구하고 가끔 데이터를 놓치고 일부 기존 데이터를 파괴하거나 심지어 디스크를 읽을 수 없게 만들 수 있다.[4]

DVD+RW 디스크 형식은 디스크의 데이터 홈에 보다 정확한 타이밍 힌트를 임베딩하고 하위 호환성에 영향을 미치지 않고 개별 데이터 블록(또는 바이트)을 교체할 수 있도록 함으로써 이러한 비신뢰성을 제거한다(이 기능을 "무손실 연결"이라고 함). 이 형식 자체는 디지털 비디오 레코더에서 널리 사용될 것으로 예상되어 불연속적인 기록을 처리하도록 설계되었다. 이러한 DVR 중 다수는 짧은 버스트로 기록해야 하는 가변 속도 비디오 압축 방식을 사용하며, 일부는 디스크 꼬리에 기록하는 동안 다른 위치에서 읽어 들여 동시 재생 및 기록을 허용한다. 블루레이 디스크 시스템도 이 기술을 포함한다.[4]

마운트 레이니어는 펌웨어가 새로운 디스크를 백그라운드에서 포맷하고 미디어 결함을 관리(지우기 사이클로 인해 마모된 디스크 부분을 디스크의 다른 예비 공간으로 자동 매핑하여)하여 패킷 기록된 CD-RW 및 DVD+RW 디스크를 이동식 자기 미디어만큼 편리하게 사용하는 것을 목표로 한다. 2007년 2월 현재 마운트 레이니어에 대한 지원은 윈도우 비스타에서 기본적으로 지원된다. 이전 버전의 모든 윈도우와 Mac OS X는 타사 솔루션이 필요하다.[4]

9. 법적 문제

IFPI 및 RIAA와 같은 음악 산업계의 압력으로, 필립스는 미디어를 기록한 레코더를 고유하게 식별할 수 있는 '레코더 식별 코드'(RID)를 개발했다. 이 표준은 레인보우 북스에 포함되어 있다. RID 코드는 공급업체 코드(예: 필립스의 "PHI"), 모델 번호 및 레코더의 고유 ID로 구성된다. 필립스에 따르면, RID는 "기록 자체의 코딩된 정보를 사용하여 각 디스크가 만들어진 정확한 기계로 추적할 수 있게 해준다."[72]

RID는 음악 및 비디오 산업 목적으로 도입되었지만, 데이터 및 백업 디스크를 포함하여 모든 드라이브에서 기록된 모든 디스크에 포함된다. 그러나 데이터베이스가 없어 개별 레코더를 찾을 수 없다는 점에서 RID의 가치는 의문시된다.

소스 식별 코드(SID)는 제조업체가 광학 디스크에 부착하는 8자리의 공급업체 코드이다. SID는 제조업체뿐만 아니라 디스크를 생산한 개별 공장 및 기계를 식별한다.

SID 코드 관리자인 필립스에 따르면, SID 코드는 광학 디스크 생산 시설에 특정 스탬퍼 또는 디스크를 생산한 특정 레이저 빔 레코더(LBR) 신호 프로세서 또는 금형을 포함하여 해당 공장에서 마스터링되거나 복제된 모든 디스크를 식별하는 수단을 제공한다.[72]

RID와 SID의 표준적인 사용은 각 디스크에 해당 디스크를 생산한 기계(SID)와 해당 디스크를 기록한 드라이브(RID)에 대한 기록이 포함되어 있음을 의미한다. 이러한 결합된 정보는 법 집행 기관, 수사 기관, 사립 또는 기업 수사관에게 매우 유용할 수 있다.[73]

SID 코드를 도입한 주요 동기는 상업용 CD의 무단 복제품을 생산하는 디스크 제조 공장을 식별하기 위한 것이었다. 1990년대까지 CD 생산 과정은 "모노라이너" 장비를 사용할 수 있게 되면서, 이전보다 적은 공간과 투자 비용으로 가능해졌다. 그 결과 CD 제조 산업은 덜 신뢰할 만한 조직을 포함하게 되었고, 1994년에는 "합법적인 CD"의 예상 수요의 두 배에 달하는 디스크를 생산할 수 있었다. 음반 업계는 불법 복제본이 일부 시장에서 합법적인 복제본보다 더 많이 판매되고 있다고 주장했다. 필립스와 IFPI는 각 디스크 마스터링 시설과 특정 디스크를 만드는 데 사용된 제조 공장을 식별하는 코드의 조합이 불법 CD 생산의 책임자를 식별하는 데 도움이 될 것이라고 예상했다. 그러나 기존 제조 공장이 이 조치의 도입을 지원하기 위해 장비를 업그레이드해야 했고, 이러한 시설을 설득하는 데 어려움이 있었다.[74]

10. 전망

저장 매체의 발전과 온라인 스트리밍 서비스의 확산으로 인해 광학 디스크 드라이브의 사용은 감소하고 있는 추세이다. 플로피 디스크 드라이브는 이미 1.44MB의 용량으로는 현재 사용하기에 쓸모없게 되었으며, USB 플래시 드라이브는 고용량, 소형, 저렴하며 읽기/쓰기가 가능하여 광학 디스크 드라이브를 대체하고 있다.[1]

하지만, 여전히 다음과 같은 이유로 광학 디스크 드라이브는 활용될 것으로 예상된다.


  • 고화질 영상 콘텐츠 (영화, 음악 등)의 물리적 소장
  • 데이터 백업 및 아카이빙[1]


소비자 기기에서 재생 가능한 파일, 상대적으로 적은 양의 데이터(예: 표준 DVD는 4.7GB를 저장)를 로컬 용도로 저장하고, 소규모로만 데이터를 배포하는 데에는 광학 디스크가 여전히 유용하다. 대량의 동일한 디스크를 복제하는 것은 개별 기록보다 저렴하고 빠르다.[1] 전문 환경에서는 자기 테이프 드라이브도 사용되지만, 일반적으로 수백 기가바이트 또는 여러 테라바이트를 포함하는 전체 하드 드라이브의 백업은 외장 하드 드라이브에 수행되는 경우가 많다.[2]

일부 광학 드라이브는 디스크 표면을 예측적으로 스캔하여 오류를 감지하고 기록 품질을 확인할 수 있다.[2][3] 또한, 손상된 경우 디스크 회전 속도를 줄여 가독성을 높이기도 한다.[4]

참조

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[4] 문서 badblocks /dev/sr0
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