L'évolution prévisible du CD-WORM et du CD-E
CD-R & CD-E evolution

par Francis Pelletier - © Copyright 1995 MOSARCA
Cet article a été publié dans le magzine MOS 139 novembre 1995

Les industriels misent désormais à fond sur le Compact Disc et ses dérivés. Ils préparent plusieurs lignes de produits qui risquent de bouleverser quelques stratégies établies dans le stockage et la diffusion d'informations. Les trois années à venir seront décisives pour la stabilisation technique des formats de CD.

© Photo Philips - Prototype de lecteur de CD-ROM Haute densité


Les CD-WORM (ou CD-R) qui sont sur le point d'envahir le marché et, à moyen terme, les Compact Disc Effaçable (ou CD-E), vont bouleverser l'offre telle qu'elle existe et risquent de remettre en cause des stratégies établies. Ce sera encore plus vrai pour le HD-CD-WORM, le Compact Disc enregistrable de haute densité et son pendant effaçable, le HD-CD-E, qui verront le jour dans les années à venir. Encore que concernant ces derniers, en l'état actuel des choses, rien ne sert de se presser ou de prendre position pour l'un ou l'autre des camps qui tentent d'imposer leurs vues. Les prévisions actuelles de mise sur le marché du HD-CD ne tiennent compte que des aspects techniques et ignorent les aspects pratiques mais ceux-ci dans les faits risquent de retarder d'un ou deux ans la disponibilité réelle des produits. Car contrairement à ce que voudraient nous faire accroire certains communiqués, tout reste à décider concernant les spécifications finales de ces HD-CD enregistrables et effaçables. Cet avertissement émis, nous allons analyser les évolutions des disques optiques numériques à base de Compact Disc sur les cinq prochaines années.

Le CD-WORM, un média à fort potentiel

L'année 1995 aura été marquée par la rapide acceptation du CD-WORM ou CD-R comme support de stockage et de diffusion de l'information. Ce support est désormais présent dans de nombreux contextes pour sauvegarder de manière définitive des fichiers ou des données, soit pour l'archivage proprement dit, soit pour en assurer une diffusion par copies multiples ou par consultation via un serveur. De même, la plupart des offreurs de solutions de gestion électronique de documents, notamment en GEIDE-COLD, privilégie le CD-WORM comme média d'archivage et de consultation de fichiers spools structurés et indexés. Sans doute parce que, considéré sous l'angle économique, c'est l'un des supports à accès direct les moins coûteux: de 35 à 120 francs le disque vierge pour une capacité de l'ordre de 650 méga-octets. Parallèlement, les enregistreurs de CD-WORM proposés sur le marché international ont subi une baisse régulière de leurs prix de vente jusqu'à devenir abordable à la plupart des acheteurs intéressés. Ils sont passés récemment en dessous de la barre des moins de 10.000 francs et devraient valoir aux alentours de 8.000 francs sur le marché français avec des logiciels de prématriçage et de transfert fonctionnant dans les principaux environnements bureautiques. Mais l'on trouve différentes catégories d'enregistreurs de CD-WORM sur le marché, que l'on doit savoir distinguer. Les produits dits d'entrée de gamme enregistrent à la vitesse double, soit environ 300 kilo-octets par seconde, ce qui permet de sauvegarder 650 méga-octets en trente minutes environ. Par contre, ils lisent en général les CD-ROM comme les CD-WORM enregistrés à quadruple vitesse (600 kilo-octets par seconde), et sans doute d'ici peu à sextuple vitesse (900 ko/seconde); voire plus. La seconde catégorie d'enregistreurs de CD-WORM opèrent à quadruple vitesse, ce qui permet de transférer 650 méga-octets préformatés en approximativement 15 minutes. Ils fonctionnent également à simple ou double vitesse si les applications le demandent. En lecture, ils montent jusqu'à la quadruple vitesse. La troisième catégorie est celle des appareils haut de gamme destinés à la production ou à la duplication en petite série comme le PCD 600 de Kodak qui, avec un taux de transfert de 900 kilo-octets par seconde, effectue l'enregistrement de 650 méga-octets d'informations préformatés en dix minutes. Chacune catégorie d'appareils correspond à un niveau d'exigences croissant et se prête à des usages plus ou moins spécifiques. La tendance des prochaines années sera d'augmenter le taux de transfert pour répondre au mieux aux utilisations bureautiques et informatiques.

En 1996, les offreurs d'enregistreurs et de solutions à base de CD-WORM seront pléthore avec l'arrivée sur ce créneau de producteurs comme Mitsumi, Panasonic, Sanyo, Teac, etc. Mais il est vrai que tous prévoient une forte accélération de la demande qui devrait donner naissance à un parc de 12 millions d'appareils en 1999 au niveau mondial. A terme, il est probable que certains offreurs de serveurs et de micro-ordinateurs haut de gamme intégreront en standard des enregistreurs de CD-WORM ou des enregistreurs multifonction avec le CD-E, dans leurs machines en remplacement du simple lecteur de CD-ROM. Des projets sont à l'étude chez de grands constructeurs comme Hewlett Packard, IBM et Compaq pour n'en citer que trois.

1996, année de lancement du CD-E ?

L'année 1996 sera également celle des premières solutions à base de Compact Disc Effaçable (CD-E). D'un diamètre identique à celui du CD, c'est-à-dire douze centimètres, le CD-E est un support enregistrable et effaçable basé sur la technologie du changement de phase (voir MOS N°134). Il offre une capacité de 650 méga-octets sur une seule face. Comme nous l'avons déjà signalé à plusieurs reprises dans nos colonnes, un premier média et un premier enregistreur de ce type existent chez Panasonic et Plasmon (MOS N°129 pages 9/10). Mais il ne s'agit pas à proprement parler d'un CD-E même s'il utilise le format physique du Compact Disc. Le PD (Phase change Disc ou Power Disc) de Panasonic a une structure logique d'enregistrement calquée sur celle des DON (5,25 ou 3,5 pouces) faisant appel à une sectorisation des pistes et au mode d'enregistrement ZCAV de vitesse angulaire constante de pistes zonées. Le CD-E, tel qu'il devrait être proposé à la fin de l'année 1996, utilise le mode CLV (vitesse linéaire constante) dans lequel les enregistrements se font sur une piste continue comme c'est le cas dans l'ensemble des produits de la famille Compact Disc.

Les enregistreurs de CD-E seront des appareils multifonctions. Ils pourront lire des Compact Disc audio, des CD-ROM et enregistrer des CD-WORM - ceux que nous connaissons aujourd'hui - et bien sûr des CD-E. Par contre, un disque CD-E enregistré ne pourra être lu que par ces mêmes appareils ou par des lecteurs de CD-ROM spécialement adaptés qui ne verront le jour que dans un an ou deux. Selon les prévisions des experts, les enregistreurs de CD-E/CD-WORM offriront vraisemblablement un taux de transfert de 600 kilo-octets en écriture (quadruple vitesse) et un taux de 800 kilo-octets par seconde en lecture (sextuple vitesse). Le temps moyen d'accès aux informations se situera entre 100 et 130 millisecondes. Cela semble techniquement possible, du moins pour les appareils haut de gamme. Pourtant, quelques fabricants, Philips, Ricoh et Hewlett Packard en tête, misent sur des enregistreurs qui se contenteront de la double vitesse (300 ko/sec.) pour enregistrer mais seront capables de lire les disques à quadruple ou sextuple vitesse. Ce choix est, semble-t-il, dicté par la nécessité de produire des appareils au meilleur coût, donc avec des laser de moindre puissance.

Du point de vue de l'aspect logique, le CD-E ou Compact Disc effaçable va demander des logiciels de transfert spécifiques. Il devrait utiliser une nouvelle version de la norme ISO-9660 (celle du CD-ROM) et de l'Orange Book qui a donné naissance à la norme ECMA-168. Cinq propositions sont actuellement à l'étude. Après avoir été examinées par des professionnels, certaines seront sélectionnées pour donner naissance la &laqno;partie III» de l'Orange Book puis à une proposition de norme internationale. Ces extensions des standards actuels sont indispensables si l'on veut s'affranchir des limitations actuelles de l'ISO-9660 et si l'on veut gérer la mise à jour du contenu des CD-E par la création d'une TOC (Table Of Contents - table des contenus) unique. Certains de ces développements devraient également bénéficier au CD-WORM car ils limitent les pertes d'espace lors des enregistrements de sessions successives. Le véritable lancement des enregistreurs mixtes, CD-WORM + CD-E, est prévu pour la fin de l'année 1996; à condition, bien sûr, qu'il existe des logiciels adaptés et que les fabricants s'accordent rapidement sur des spécifications communes, notamment pour l'enregistrement logique des données. Dans les faits, la commercialisation devrait débuter en 1997.

L'avenir : le HD-CD-WORM et le HD-CD-E

Parallèlement, les industriels travaillent à la mise au point de Compact Disc haute densité enregistrables et effaçables. On en connaît des prototypes, quelquefois fort avancés mais, pour l'instant, il n'existe aucun accord sur les spécifications physiques et logiques de ces médias. Ces CD de haute densité, à la différence des CD actuels, sont exploitables sur les deux faces car la technique de fabrication des supports est différente. Le HD-CD-WORM (ou HD-CD-R), c'est-à-dire enregistrable, non effaçable et lisible à volonté, devrait avoir une capacité de 3,8 giga-octets par face; soit 7,6 giga-octets sur un disque de douze centimètres double face. Le Compact Disc haute densité enregistrable et effaçable (ou HD-CD-E) devrait offrir, quant à lui, une capacité de stockage de 2,6 giga-octets par face, soit 5,2 giga-octets sur deux faces. Il ne s'agit que de prévisions qui sont sujettes à modification dans les mois à venir. Les enregistreurs devraient atteindre un taux de transfert en écriture comme en lecture de l'ordre de un à deux méga-octets par seconde et des temps d'accès descendant en deçà des 150 millisecondes.

On obtient une haute densité en utilisant un laser de plus courte longueur d'onde dont l'impact à la surface du disque forme des indentations plus petites dans les trois dimensions. La longueur d'onde devrait se situer entre 630 et 680 nanomètres contre 780 actuellement; ce qui, par parenthèses, laisse d'entrevoir d'autres augmentations substantielles de densité lorsque des lasers à semi-conducteurs fiables et peu coûteux, émettant dans la très courte longueur d'onde qu'est le bleu seront disponibles. Il est également prévu, mais pas confirmé, que les futurs HD-CD-WORM et HD-CD-E utiliseront la méthode d'enregistrement MCAV (Modified Constant Angular Velocity), qui devrait leur conférer de très bonnes aptitudes d'adressage fort utiles pour mener des recherches rapides de données ou de séquences. Les observateurs spécialisés ne pensent pas voir les premières versions de ces nouveaux enregistreurs/lecteurs avant 1998 sauf quelques prototypes en 1997. A l'instar des CD-E, ces appareils demandent d'importants efforts de normalisation au niveau international et de conception de logiciels de gestion dans différents environnements informatiques. Efforts d'autant plus grands qu'il faudra que les experts et les développeurs tiennent compte du fait que le HD-CD-WORM et surtout le HD-CD-E devront également être exploitables dans des solutions grand-public et, comble de difficultés, qu'ils devront également être compatibles, en lecture, avec les médias actuels notamment avec le CD-A, le CD-ROM et le Video-CD.

Mais les perspectives que laissent augurer ces nouveaux supports sont suffisamment alléchantes pour lever bien des barrières. Le tout numérique qui favorise la convergence des technologies informatiques avec l'électronique ne fait pas de distinction entre support professionnel et support grand public et c'est bien le même qui sera utilisé dans les deux environnements. Le marché s'annonce colossal durant les dix prochaines années; raison de plus aux industriels pour s'accorder six mois de réflexion supplémentaire par rapport à leur planning pour s'assurer que leurs produits seront totalement compatibles entre eux. Il leur faut par ailleurs tenir compte de l'évolution des techniques informatiques et des travaux des principaux acteurs de ce marché dans la voie de la normalisation.


L'UDF, le futur format logique pour les HD-CD.

Ces travaux de normalisation sont essentiels au succès du HD-CD-WORM et du HD-CD-E. Un consensus semble vouloir prendre forme autour du format dit UDF ou Universal Disc Format, dont une partie des spécifications découlent de la norme ISO-13346. Une bonne vingtaine de sociétés travaillant dans ces technologies collaborent à la création de ce format. Elles sont regroupées au sein de l'OSTA qui assure le suivi des travaux avant de proposer une norme internationale. A l'image de l'ISO-9660, l'UDF devra assurer une relecture des supports dans les environnements informatiques et grand-public tout en restant indépendant du système d'exploitation utilisé. Il devra pouvoir s'appliquer aussi bien à des supports préenregistrés comme le DVD ou le HD-CD-ROM qu'aux nouveaux médias haute densité enregistrables et effaçables; ce qui n'est pas simple à concevoir. On remarquera que la norme ISO-13346 dont s'inspire le format UDF via de nouvelles extensions a été à l'origine conçue pour les disques optiques numériques 5,25 et 3,5 pouces afin d'assurer leur portabilité et leur lecture dans différents systèmes d'exploitation.


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Prototype d'enregistreur/lecteur
de SD-WORM de Pioneer - Photo : © F.P.


Le DVD et le HD-CD-ROM, les premiers marchés visés

Le HD-CD trouve son origine dans le besoin qu'ont exprimé les grandes firmes de l'électronique grand-public d'une seconde génération de Compact Disc capable d'offrir une capacité de stockage élevée pour diffuser des programmes de vidéo numérique compressée de très haute qualité. En réponse, on a vu apparaître le MM-CD de Philips/Sony et le SD (Super Density Disc) de Matsushita, Toshiba et autres. Après une guéguerre de communiqués, les deux clans ont entamé des discussions en septembre dernier en vue de parvenir à un standard commun. Si quelques points de convergence existent, tout est loin d'être réglé. Le premier produit en lice est le DVD ou Digital Video Disc qui permet au grand-public de visionner, à partir d'une seule face de HD-CD, jusqu'à deux heures et demie de vidéo MPEG-2 accompagnée d'un son multicanaux et de sous-titres multilingues (MOS N°131 et pages 37/40 dans ce même numéro). On relira le DVD à partir d'un lecteur de salon qui ressemblera à un lecteur de CD-I ou de Video-CD et l'image s'affichera sur un téléviseur couplé à une chaîne haute fidélité. Le DVD pourra également être lu sur des micro-ordinateurs équipés d'un lecteur adapté et d'une carte de décompression à la norme MPEG-2. Les industriels comptent proposer une version ROM de ce nouveau format de disque aux éditeurs de programmes informatiques et de jeux vidéo. Il est prévu que ces nouveaux lecteurs de DVD et de HD-CD-ROM relisent également les disques actuels de simple densité et puissent s'adapter à des médias simple et double couche.

Au départ, dans chaque clan, on prévoyait de lancer le DVD à la mi-96 puis à la fin 96. Aujourd'hui, il semble qu'il leur faudra une année supplémentaire, à moins d'arriver rapidement à un consensus, non seulement entre les deux clans concernés même aussi avec les industriels de l'informatique. Par prudence, mieux vaut tabler sur un lancement effectif en 1997 si rien n'entrave la suite des événements actuels. Les premières versions des lecteurs de DVD ou de HD-CD-ROM seront destinées à l'exploitation de programmes préenregistrés avec, vraisemblablement, la possibilité d'interagir comme c'est aujourd'hui le cas avec le CD-I ou d'autres consoles intelligentes à base de CD-ROM. Pour que le lancement ne se fasse pas dans un désert de programmes, les industriels comptent élaborer un catalogue de titres préenregistrés réalisé à partir du fonds cinématographique des sociétés qui ont adhéré à ce nouveau support. C'est le cas de Time-Warner mais également de Sony et de Philips. Malgré ces précautions, on doit envisager sérieusement la possibilité que le marché du DVD ne se forme pas aussi vite que le prévoient certains de ses promoteurs. Il faudra bien à notre avis compter deux ans avant de faire accepter ce nouveau produit à un public large. La conjoncture économique va s'en mêler mais aussi le niveau des prix pratiqués et le nombre de titres proposés sur le marché. Par contre, le HD-CD-ROM pourrait connaître plus vite un relatif succès si les industriels de l'informatique adoptent ce nouveau média. Il est bien en phase avec les besoins accrus en capacité de stockage pour la diffusion de grandes bases de données et le développement de nouveaux produits. De plus, le prix des premiers lecteurs de HD-CD-ROM sera certainement mieux admis dans les milieux informatiques que sur le marché de l'électronique grand-public.

Pour être exhaustif, il faut également toucher un mot de l'environnement de fabrication des DVD et des HD-CD-ROM. Les matriceurs et les presseurs indépendants devront mettre à niveau leur matériel pour répondre à de nouvelles exigences techniques. Les concepteurs de programmes devront trouver les bons outils de production, tant matériels que logiciels, afin de réaliser des disques se conformant à de nouvelles spécifications. De ce côté aussi, il va falloir donner du temps au temps. Le CD-ROM tel qu'on le connaît aujourd'hui a encore quelques petites années devant lui avant de céder la place à un cousin de haute densité. Il en est de même pour le CD-WORM et le CD-E. Le HD-CD WORM devrait avoir, s'il est réellement disponible à la fin de l'année 96, trois ans devant lui avant de se voir dépasser par le HD-CD-E. Les industriels ont cette courte période pour le banaliser avant de généraliser l'usage des enregistreurs/lecteurs multifonctions (CD-WORM/ CD-E) dans les plates-formes informatiques à base de micro-ordinateurs. Le premier marché visé est en effet celui de l'informatique où les fabricants pourront se permettre de vendre les enregistreurs/lecteurs de HD-CD-WORM/HD-CD-E à un prix élevé, la prime de la nouveauté étant justifiée par les capacités de stockage offerte. Dans un second temps, les fabricants déclineront ces appareils professionnels en des appareils grand-public pour l'enregistrement de la vidéo numérique ou d'informations reçues au travers du câble ou au travers de réseaux de télécommunications. Quelles que soient les échéances, la marche en avant vers la haute densité est inéluctable. Et le HD-CD sous toutes ses formes représente une aubaine pour l'industrie électronique avec les renouvellements de matériels qu'il entraîne. Entre matériels et média, les enjeux se comptent, à long terme, en milliards de dollars.

Quels impacts sur les DON et les autres supports de stockage ?

Les faits ont donné raison à nos pronostics: le CD-WORM empiète sérieusement sur les domaines d'application du disque optique numérique WORM de 5,25 pouces. Le CD-E ne fera qu'accentuer le phénomène en déplaçant l'affrontement vers les DON magnéto-optiques de 3,5 et 5,25 pouces. La concurrence se manifestera d'abord dans les opérations de sauvegarde autonome connectées à un micro-ordinateur. Par contre, les DON effaçables, notamment de 5,25 pouces, utilisés sur réseau resteront dans un premier temps les seuls à offrir des taux de transfert élevés avec un temps de recherche court. En outre le disque magnéto-optique supporte un nombre plus important de cycles d'écriture-effacement-réécriture que le CD-E et cette aptitude est un critère important dans les solutions de sauvegarde. Le DON n'a donc pas dit son dernier mot. Les supports magnétiques amovibles à base de disque comme les Syquest, le MCD de Nomaï, etc. vont subir de plein fouet la concurrence du CD-E malgré des écarts de prix en leur faveur. Et la comparaison sera sans appel pour les systèmes de sauvegarde à base de cartouches magnétiques dont la capacité ne dépasse pas le giga-octet en natif.

A long terme, les versions haute densité WORM et effaçables vont menacer l'ensemble des disques optiques numériques que l'on connaît aujourd'hui. Même le DON WORM de 12 pouces devra affronter le HD-CD-WORM. Avec ses 6,4 giga-octets sur deux faces, ce dernier sera plus rentable que le DON WORM 12 pouces, du simple point de vue du prix des médias; le HD-CD-WORM sortira de chaînes de production très automatisée dérivées de celles utilisées pour la duplication en grande série. Si l'on examine la question sous l'angle du coût des enregistreurs, la comparaison tournera également à l'avantage du HD-CD-WORM puisque le prix public d'un enregistreur de DON WORM 12 pouces oscille entre 180.000 et 250.000 francs. Sans oublier que le HD-CD-WORM sera exploitable, grâce au format UDF, dans de multiples environnements sur des lecteurs banalisés comme c'est aujourd'hui le cas du CD-WORM. On ne peut et ne pourra jamais en dire autant du DON. Pour finir, le HD-CD-WORM pourra prendre place dans les juke-boxes de CD-ROM actuels dont le prix est largement inférieur à celui des juke-boxes de DON 12 pouces. A titre d'exemple, un juke-box NSM de type Mercury d'une capacité de 150 CD offrira, avec des HD-CD-WORM de 7,6 giga-octets, une capacité de stockage de 1140 giga-octets (1,140 téra-octets) pour un coût nettement inférieur aux solutions à base de DON 12 pouces. Pour être honnête, il convient de considérer que lorsque les HD-CD-WORM et les HD-CD-E arriveront réellement sur le marché, la capacité des DON de 12 pouces sera sans doute montée à vingt giga-octets de capacité tandis que celle des DON de 5,25 pouces atteindra 5,2 giga-octets; voire 10,4 giga-octets (voir MOS N°127, pages 7/8). Mais la capacité n'est qu'un des critères de comparaison dont l'importance pâlit face à d'autres critères tels que le prix ou le caractère universel. Le marché préférera opter pour un média multi-source, portable dans différents environnements et bénéficiant des avantages d'une production industrielle et standardisée qui débouche sur des prix compétitifs. A terme, la niche du DON WORM 12 pouces va tellement se restreindre qu'elle ne sera plus économiquement viable. Si tout le monde finit par s'accorder autour d'un même support, comme le suggèrent les responsables des grandes sociétés engagées dans la filière HD-CD que nous avons rencontrés, ce nouveau média et ses dérivés.
Francis Pelletier © Copyright 1995 MOSARCA -
cet article a été publié dans le N° 139 du magazine MOS.