Lettori CD-Rom

Se fino a un paio di anni fa il lettore CD-Rom veniva considerato un accessorio solo per PC di fascia elevata, magari da acquistare assieme ad una scheda audio per trasformare in "multimediale" il proprio computer, nei tempi più recenti si è assistito ad un notevole cambiamento: oggi come oggi il lettore di CD-Rom è un componente indispensabile all'interno di una configurazione base, in considerazione del fatto che le dimensioni medie dei software di installazione sono talmente cresciute da rendere improponibile l'utilizzo dei floppy disk.

Dal momento che il lettore di CD-Rom è un componente fondamentale, si potrebbe essere portati a ritenere che un modello valga l'altro, a parità di velocità; nulla di più falso. In questa pagina verranno analizzate sia le principali caratteristiche di funzionamento di un lettore di CD-Rom, sia i parametri da tenere in considerazione all'atto della valutazione di un modello, parametri che, a dispetto di quanto si è comunemente portati a pensare, hanno poco a che vedere con la velocità di lettura.

Le tecnologie di funzionamento dei CD-Rom

Il CD-Rom è un supporto di memorizzazione formato da una pellicola argentea ricoperta da un sottile strato plastico trasparente. Il principio che ne governa il funzionamento è molto simile a quello dei giradischi: se questi ultimi leggono le informazioni presenti sul disco per mezzo di una testina che ne percorre i solchi, il lettore legge i dati contenuti sulla pellicola argentea del supporto per mezzo di un raggio laser.

Originariamente esistevano soltanto i lettori di CD audio, i quali per poter garantire una riproduzione corretta delle tracce audio dovevano garantire una velocità di lettura costante, pari a 150 Kbyte al secondo; una volta introdotti i CD-Rom ci si è resi conto che la velocità di riproduzione non doveva più necessariamente essere vincolata ai 150 Kbyte al secondo ma poteva aumentare, rendendo così più veloce la lettura di informazioni (non necessariamente nella forma di tracce audio); lì'evoluzione tecnologica ha permesso la costruzione di lettori capaci di velocità di lettura superiori agli originari 150 Kbyte al secondo. La velocità di lettura dei lettori CD audio è allora stata presa quale unità di misura delle prestazioni dei lettori CD-Rom.

Pensiamo ad un giradischi: se la velocità di rotazione è sempre la stessa, ad esempio 45 giri al minuto, ci si accorge abbastanza facilmente del fatto che la testina, percorrendo le tracce più esterne del vinile, legge un maggior numero di informazioni durante una rotazione del disco rispetto alla situazione nella quale deve leggere tracce più interne. Lo stesso principio vale per la lettura dei CD-Rom, se non per il fatto che questi ultimi leggono i dati a partire dalla traccia più interna via via fino alla più esterna, esattamente il contrario di quanto accade con i dischi in vinile. Se la velocità di rotazione del CD-Rom rimane costante, la lettura delle tracce più interne farà ottenere una velocità, in termini di flusso di dati letti, inferiore rispetto alla lettura dei dati delle tracce più esterne; viceversa, se la velocità di rotazione è variabile passando dalla traccia più interna a quella più esterna, in modo tale che il quantitativo di dati letto sia sempre, in termini di Kbyte al secondo, lo stesso, il lettore di CD-Rom leggerà i dati sempre alla medesima velocità. La spiegazione di qui sopra serve per introdurre le due tecnologie che governano il funzionamento di un lettore di CD-Rom:

• CAV (Constant Angular Velocity), a velocità angolare costante: è il caso del lettore che ha velocità di rotazione del CD-Rom sempre costante; per questo motivo, la velocità complessiva in lettura sarà variabile da un minimo (ottenuto in corrispondenza delle tracce più interne del supporto) ad un massimo (ottenuto in corrispondenza delle tracce più esterne del supporto). I lettori che appartengono a questa classe hanno in genere indicata la velocità massima ottenibile nella lettura delle tracce più esterne del supporto; ad esempio, un lettore 24x di questa categoria ha velocità di lettura delle tracce più interne decisamente inferiore.

• CLV (Constant Linear Velocity), a velocità lineare costante: è il caso di queli lettori che hanno velocità di rotazione variabile, ma sempre tale da mantenere la velocità di lettura lineare (cioè n° di Kbyte letti in una unità di tempo) costante. I lettori di questa categoria che dichiarano una velocità di lettura di ad esempio 10x, la mantengono tale durante la lettura di tutte le tracce del CD-Rom.

Esistono modelli a tecnologia mista, cioè che leggono parte delle tracce a velocità di rotazione variabile (in genere quelle più interne) per poi passare ad una velocità di rotazione costante nella lettura delle tracce più esterne; questo per colmare il gap prestazionale proprio dei lettori CAV nel confronto tra lettura delle tracce interne e delle tracce esterne. Recentemente sono state sviluppate nuove tecnologie che permettono di superare le limitazioni proprie della tecnologia CAV; ad esempio la True X di Zen Research permette di avere velocità di lettura sempre pari al valore massimo lungo tutta la superficie del supporto, grazie ad un laser di lettura che illumina contemporaneamente sette tracce

La velocità di lettura di un lettore CD-Rom è in genere indicata come un multipli della velocità di 150 Kbyte al secondo del lettori di CD audio; una velocità di 10x, pertanto, corrisponderà ad una velocità massima di 1.500 Kbyte al secondo., secondo la tabella sottostante:

Sono da tenere in massima considerazione due fattori:

• la velocità indicata dal produttore è sempre quella massima; se il lettore è in tecnologia CLV si tratta di una velocità raggiungibile durante la lettura di tutte le tracce del supporto, mentre se è in tecnologia CAV è la velocità delle sole tracce più esterne. Tutti i lettori con velocità superiore a 12x sono costruiti in tecnologia CAV.

• un conto è la velocità indicata dal produttore, un conto è quella effettivamente raggiungibile. Molti produttori indicano velocità decisametne superiori a quelle effettivamente raggiungibili; le tracce di un CD-Rom vengono incise a partire dal centro, pertanto se non viene impiegata tutta la capacità massima di memorizzazione è impossibile raggiungere, anche per brevi tratti, la velocità massima dichiarata con un lettore CAV.

Da un punto di vista prettamente costruttivo, la meccanica di un lettore di CD-Rom non è particolarmente complessa; per poterla meglio analizzare è stato aperto un lettore dotato di tradizionale sistema di caricamento a cassettino ma c'è da dire che il meccanismo di funzionamento differisce in misura molto limitata da quello dei lettori con meccanica Slot-In.

Non appena rimosso il pannelo superiore balza all'occhio il cassettino sul quale viene appoggiato il CD-Rom (si notino i fori per i CD da 12 cm di diametro e per quelli da 8 cm di diametro, i cosiddetti Mini-CD). Al centro è presente una flangia metallica sulla quale è montato un perno, che va ad agganciare la parte centrale della superficie superiore del CD-Rom.

Una volta rimossa la flangia centrale è possibile accedere al motore che permette al CD-Rom di ruotare; si noti il perno circolare, di colore nero e argento, che si va ad innestare nel foro centrale del CD-Rom e a terminare nella parte centrale della flangia vista nell'immagine precedente. Alla sinistra del perno è visibile il blocco di lettura con il laser, quella piccola lente montata all'interno di un blocco meccanico sulla sinistra del perno. La lente può muoversi a destra e a sinistra scorrendo lungo due piccole guide metalliche di forma cilindrica, mentre in alto ed in basso per mezzo di due altre guide. Questo si rende necessario per il fatto che il disco, durante la lettura, ruota ma rimane spazialmente fermo nella stessa posizione, così che sia il laser a dover di volta in volta spostarsi da un settore all'altro del CD-Rom per leggervi i dati contenuti.

Quali sono i parametri fondamentali? 

Una volta analizzata la tecnologia che governa il funzionamento di un lettore CD-Rom e specificato come ne venga calcolata la velocità di lettura, è necessario individuare i parametri fondamentali che ne devono guidare la scelta:

• tecnologia impiegata in lettura: quella CLV è senz'altro più redditizia in quanto permette di ottenere la massima velocità di lettura lungo tutta la superficie del CD-Rom; d'altra parte oltre una certa velocità (12x) non è possibile costrure lettori basati su questa tecnologia, a motivo dell'elevatissima velocità di rotazione che si dovrebbe imprimere al supporto per garantire alte velocità di lettura anche nelle tacce più interne del supporto. Tra i lettori con tecnologia CAV è buona cosa scegliere quelli che hanno la velocità minima di lettura, in corrispondenza delle tracce più interne del supporto, più elevata.
• ampiezza del buffer in lettura: il buffer è una piccola memoria, in genere di dimensione variabile da 128 Kbyte a 512 Kbyte, nella quale vengono memorizzate informazioni indispensabili per il corretto funzionamento del lettore oppure una parte dei dati letti più frequentemente; più la memoria buffer è grande, migliori saranno le prestazioni a parità di tutte le altre componenti.
• velocità di accesso: oltre alla velocità di lettura, cioè quanti Kbyte al secondo di informazioni il lettore riesce a leggere dal supporto, è indispensabile tenere in debita considerazione la velocità di accesso, espressa in millisecondi: essa indica il tempo che è necessario al lettore per spostarsi da una traccia all'altra. Tale valore non è importante in caso di lettura sequenziale, cioè di un flusso di dati memorizzati uno dietro l'altro, ma indispensabile, per ottenere le migliori prestazioni, in caso di lettura casuale o random, cioè quando i dati sono posizionati in zone differenti del supporto. Per comprendre la differenza tra lettura sequenziale e casuale è utile pensare al CD-Rom come ad un libro: leggerlo sequenzialmente vuol dire scorrerne le pagine ad una ad una, dalla prima all'ultima; leggerlo casualmente vuol dire leggere le pagine senza un ordine preciso, spostandosi da una all'altra; la velocità d'accesso indica quanto tempo è necessario per spostarsi da una pagina all'altra in modo casuale.
• percentuale di utilizzo della cpu: durante la lettura del supporto il lettore CD-Rom impiega parte delle risorse a disposizione del processore; più la cpu è occupata dal lettore, minori saranno le risorse a disposizione del sistema per effettuare altre operazioni. La percentuale di occupazione della cpu indica, pertanto, quanto delle risorse di quest'ultima sono occupate dal lettore; più questo valore è basso, meglio è. Attenzione: nei lettori a tecnologia SCSI questo valore è notoriamente molto basso, mentre altrettanto non è per quelli a tecnologia IDE; i lettori IDE dell'ultima generazione vantano il supporto alla modalità Ultra-DMA che, se non ha un impatto diretto sulla velocità di lettura, permette un accesso diretto da parte del lettore alla memoria di sistema (DMA, Direct Memory Access) permettendo di ottenere una percentuale di occupazione della cpu molto limitata.
• velocità di estrazione delle tracce audio: data la sempre maggiore diffusione di masterizzatori, diventa interessante e utile valutare le prestazioni in estrazione di tracce audio da parte del lettore. Oltre alla velocità di estrazione (a velocità più elevate corrisponde un tempo minore per creare un'immagine delle tracce audio contenute nel CD) è indispensabile analizzare la qualità delle tracce audio generate (in gergo si parla di grabbare le tracce audio). Per poter vantare una buona qualità di estrazione delle tracce audio un lettore deve essere capace di generare una copia identica della traccia audio di riferimento, priva dei cosiddetti errori di grabbatura consistenti in fastidiosi rumori udibili durante la riproduzione della copia.
• capacità di correzione degli errori: il CD-Rom è un supporto relativamente robusto, affidabile, dalla durata elevata. E' però altrettanto vero che non si tratta di un supporto eterno ed indistruttibile, con il quale è necessario prestare attenzione affinché lo strato plastico non si righi. Un buon lettore di CD-Rom deve essere capace di leggere senza tentennamenti o esitazioni qualsiasi tipo di supporto, sia nuovo che rovinato o rigato; molto spesso alcuni lettori si rifiutano di leggere alcuni tipi di supporti masterizzati, soprattutto se dalla pellicola argentea molto trasparente. A mio modesto avviso questa è la caratteristica che più di tutte, certamente più della velocità di lettura, è necessario tenere in massima considerazione all'atto della valutazione di un lettore.
• controllo delle vibrazioni: dato che il supporto ruota a velocità molto elevate può essere facile che un lettore generi, durante il funzionamento, una notevole quantità di rumore; sono da preferire quei lettori dotati di meccanismi di controllo delle vibrazioni. In genere i lettori con meccanica Slot-In (quelli a fessura, simili alle autoradio con lettore CD incorporato) vantano una maggiore silenziosità rispetto a quelli a cassettino, per via del minor numero di parti in movimento.

Conclusioni

I parametri che conducono alla valutazione di un lettore di CD-Rom sono numerosi, almeno quanto i possibili impieghi di un lettore; basti pensare alle differenti esigenze di coloro che da una parte utilizzano il lettore con archivi di dati memorizzati su CD-Rom, per i quali indispensabile è la velocità di lettura e la buona capacità di correzione degli errori, dall'altra di chi usa il lettore per estrarre le tracce audio al fine di creare compilation o copie di backup dei propri CD audio. Non esiste il lettore universale che incorpori al meglio tutte le sopraccitate caratteristiche, vero è che lo standard qualitativo si è parecchio elevato nell'ultimo anno e non è difficile trovare lettori che uniscano ad una solida costruzione velocità in lettura e ottima correzione degli errori.

La componente velocità deve sempre essere messa su un piano di secondaria importanza, a vantaggio di altre componenti accessorie: non ha senso possedere il lettore più veloce presente sul mercato quanto, magari, con esso non è possibile leggere buona parte dei supporti, masterizzati o allegati alle riviste, in proprio possesso.