如何避免不可写的 CD 和 DVD?

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TL;DR:可写光盘在使用前的保质期相对较短(与您在其上记录的数据的使用寿命相比)。为什么?如何避免大量未使用的无法写入的光盘?


背景

六年前,我囤积了 DVD-R,并且一直在努力解决它们,没有出现任何问题。然后前几天,在写入或验证过程中,一张又一张的光盘失败了;不同的品牌,未开封的光盘,在不同的计算机上书写。我尝试了一批稍新的光盘,一切正常。

记录在可写光盘上的数据通常被吹捧为具有数十年的存档寿命。我错误地认为您可以随时在光盘上写字。事实证明,虽然降级是一个漫长而缓慢的过程,但在光盘上获取数据的机会有限。 在光盘寿命的早期,数据层材料就失去了记录数据的能力。

已经有各种关于光盘寿命和制造商数据聚合的研究。光存储技术协会公布的寿命数据通常如下所示:

Unrecorded CD-R: 5-10 years
Recorded CD-R: 50-200 years
Unrecorded DVD-R: 5-10 years [1]
Recorded DVD-R: 30-100 years

[1] OSTA 没有列出估计的未录制 DVD-R 保质期,但图书馆和信息资源委员会列出了与 CD-R 相同的 5-10 年,因此如上所示。

请注意,美国国家标准与技术研究所和国会图书馆进行的测试估计寿命仅为这些数字的一小部分。这里的重点不是具体数字,而是未记录的保质期和数据存档期之间的关系。


问题

显然,您可以通过将它们视为易腐烂的商品来避免拥有大量不可写的光盘——在它们变坏之前不要购买超过您可以使用的数量,并将它们存放在理想的条件下。我的基本问题是我们能做得更好吗?两部分:

  1. 问题的本质是什么? 例如:

    • 为什么它们变得不可写?
    • 它是最终使它们变得不可读的同一个退化过程的一部分,还是一个单独的现象?
    • 它是所有不同染料层材料的基本特性,还是在某些材料中存在显着差异?
    • 可写性窗口与档案生活有何关系?例如,整个材料系列的时间段是否相似,还是使用寿命的某个固定部分?

    请记住,这不是化学或材料科学的研究生课程。这部分的范围内答案将是几个段落,适合好奇的计算机爱好者。

  2. 问题的性质是否提供了解决方案? 例如:

    • 是否有特定于材料的信息可用于更好地规划预期的可写性限制?
    • 有没有办法存储已被证明可以延长可写性窗口的未使用光盘?
    • 我们能否提前确定未使用保质期更长的光盘?例如,通过识别材料,或者如果可写期限与档案寿命成正比,购买“长寿命”光盘将给出最长的可写期限。
    • 如果存在与可写期相关的已知因素,它们是否易于识别,例如通过视觉线索或产品术语?

请注意,两个问题部分下的项目符号并不是补充问题,这会使问题变得过于宽泛。相反,它们是对可以解决问题的答案中的主题种类的建议;即,他们在那里提供上下文并关注问题的意图。在第 2 部分,可能没有任何解决方案;子弹旨在引发对可能有用的不同角度的思考,因此不会忽视潜在的解决方案。

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我希望更熟悉“材料科学”的人可以解决数据层材料和可写性窗口。但我可以分享一些关于可识别性方面的信息。以下是一些可能被认为与可写时期相关的易于识别的事物:

  • 品牌名称:
    制造光学介质是一项非常专业的业务。大多数容易识别的品牌名称(不是媒体制造商)只是另一家公司制造的带有品牌标签的光盘,实际制造商可能会有所不同。享有声誉保护的主要品牌会小心避免将自己的名字放在废话上(尽管偶尔会发生这种情况)。

    除此之外,仅凭品牌名称,您几乎无法了解光盘质量或特性。当然,可以从信誉良好的来源找到有关特定产品的可靠信息。

  • 成本:
    可写期限本质上是制造商关注档案寿命的决定的副作用。成本和档案寿命是有关系的,可写期受其影响。

    预期存档寿命更长的光盘制作成本更高,因为材料更昂贵;制造过程涉及更多的复杂性、精度和测试;并且有更高的废品率。

    但是成本和收益之间没有直接关系,而且并非所有成本都用于影响可写期的事情。染料层材料(选择用于使用寿命)是影响它的主要成本项目。其他成本仅与档案寿命问题有关,例如错误。

    底线;成本如何关联:

    • 非常便宜的光盘不会有很长的寿命。它们要么缺乏制造质量和使用寿命长的材料,要么可能因为它们是非常旧的库存而出售(这会侵蚀可写性窗口)。所以“极其便宜”是一个有用的筛选特性。
    • 对于昂贵的光盘,成本并不是衡量任何事物的可靠指标。您最好直接关注数据层材料以获得可写时间的指标。
  • 产品术语:
    我从未见过“最佳使用日期”。但是,产品包装上、制造商的规格或产品说明、产品评论或测试报告中可能会有标签。这些有时描述数据层,并且通常表征预期的寿命。如果其他人可以将未记录的保质期与档案期和数据层材料联系起来,这些可能是有用的线索。

    也就是说,在查看信息时要考虑来源。一家声名狼藉的销售垃圾的公司可能会歪曲产品,甚至制造虚假评论。从您信任的来源开始。

  • DVD+R
    我曾看过一份报告,声称 DVD+R 基于更强大的纠错功能(仍然可以读取退化程度更高的光盘)具有更长的存档寿命。大多数报告在报告寿命时将 DVD+R 与 DVD-R 混为一谈。这个纠错参数不会影响未使用的光盘的可写时间。

  • 数据层材料:
    数据层为反射面和染料层的夹层。反射面通常是银或银合金、金,或者有时是两者的组合或合金。使用多种类型的染料,有时结合使用(混合)。染料是一个起点;这些有点像“秘方”,含有添加剂和专有配方,制造商不断开发和改进它们。

    DVD和CD使用的激光波长(颜色)不同,所以使用的染料颜色也不同。染料颜色和反射层颜色的组合产生了圆盘颜色。

    主要染料基料:

花青染料是一种较弱的有机染料,通常出现在较便宜的介质中。它不是一种非常稳定的染料,并且可能具有超光敏性,从而缩短其使用寿命。许多制造商使用专有的化学添加剂来制造更稳定的花青盘(“金属稳定花青”、“超级花青”)。尽管使用的添加剂使花青更稳定,但它仍然是染料中对紫外线最敏感的染料。DVD 介质通常呈现深紫色,CD 介质呈现绿色或淡蓝色/绿色,具体取决于反射层是金还是银。

酞菁染料是一种类似于花青的有机染料,但具有更好的粘合性,主要用于CD-R。它是一种天然稳定的染料(不需要稳定剂)。酞菁比花青对写入激光功率校准更敏感,这意味着必须针对光盘更准确地调整写入激光使用的功率水平,以获得良好的记录。CD-R通常呈现银色、金色、浅绿色、淡黄色/银色或绿色/银色(染料基体是透明的,所以颜色取决于反射层和添加剂)。

偶氮染料化学性质稳定,是抗紫外线能力最强的染料。这种染料的更现代实现包括超级偶氮。为了实现更快的写入速度,必须改变早期金属偶氮的成分。金属偶氮染料是一种合成有机金属化合物,由于含有金属成分,因此具有高反射率和良好的使用寿命。它的性能几乎与压制金属盘一样好。这种染料几乎只存在于优质培养基中。金属偶氮呈现蓝色或淡蓝色/银色 (CD-R) 或深紫色 (DVD-R/DVD+R)。偶氮染料 CD-R 是深蓝色。超级偶氮不像早期的金属偶氮那样深蓝色。

Oxonol非金属有机和金属二吡咯甲烯是两种专门用于 DVD 介质的染料。

染料配方有许多混合变体,例如Formazan(花青和酞菁的混合物)。Formazan 呈浅绿色,圆盘呈绿色/金色,带有金色反光层。

除了染料,还有许多类型的添加剂和制造商进行的精确配方修改,以达到更好的效果。虽然 CD-R 有很多关于染料的信息,但 DVD 媒体信息更受保护。大多数 DVD 制造商都说一些简单的东西,比如“偶氮”或“有机”作为染料基础,所以其中一些留给有根据的推测(即使是 NIST 的研究人员也必须这样做)。相当多的 DVD 染料可能是两种或多种染料的混合,类似于柯达 Formazan CD-R 染料。

不幸的是,许多制造商过去添加了额外的颜色来掩饰其不稳定的花青 CD-R,因此不能仅根据其颜色来确定光盘的配方。同样,金反射层也不能保证使用酞菁染料。光盘的质量不仅取决于所使用的染料,还受密封、顶层、反射层和聚碳酸酯的影响。简单地根据染料类型选择光盘可能会有问题。

以上是摘自The Digital FAQWikipediaCD Media World的复合文本。

因此数据层材料是可写期限的核心,但其特性会受到染料和添加剂的确切配方的影响。这不能从光盘的外观可靠地确定,并且可能不能准确地从制造商的描述中确定。