--- 素朴な疑問集 ---
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疑問No.449(2005.06.21)

Q. メモリーグラスさんからの疑問

 CDとDVDって、同じ大きさですよね。
 DVDでも、CDでも再生できる機械っていうのも、よく分からないのですが、DVDのデータ量は、CDの何倍くらいあるのでしょうか?
 で、これがいちばん知りたいのですが、
今後、技術が進歩したとして、あのサイズのディスクに、一体、最大、どれくらいのデータを保存することができるようになるのでしょうか?

そうそう。初めてCDを見たときは、「こんな小さな円盤に!」って、驚いたな。
今、子どもの間では、「ディスクアニマル」ってのが流行っています。(星田)


A. 麻生有美さんから

 ざっと、DVDは、CDの4倍の容量があります。
 最近は、レーザーを青色にして、レーザーのポイントを小さくして、容量を増やしたり、記録面を二重にして容量を増やしたりしていますので、まだまだ容量は増やせると思います、大体目安として、
 ディスク・アニマル? 『仮面ライダー響鬼』ですねぇ〜。あれの容量は、どれくらいなのでしょうかねぇ〜? CDやDVDが、光を使うのに対して、ディスクアニマルは、音を媒体にしているようなので、CDの半分くらいと言うところではないでしょうか。

A. 洞窟ピングーさんから

 CDの容量は700メガバイト、DVDは4.7ギガバイト(=4700メガバイト)なので、約7倍の情報量です。
 ハードディスクは半導体集積回路のムーアの法則を上回るスピードで単位面積あたりの容量を増やしていています。500円玉程の直径1インチサイズのハードディスクドライブでも片面で4〜5GB(ギガバイト)の容量を達成していますので、CDサイズだと40〜50GBとなり、DVDの約10倍です。さらに、今度東芝が製品化する垂直記録方式によりさらに容量が増えていくと予想されています。
 したがって、同じサイズのディスクに将来どの位の容量を入れられるかは、神のみぞ知るでしょう。

A. シャノンさんから

 まず、CDには、最も一般的なもので 650MB(音楽CDなら 74分)入ります。種類によっては、700MB(80分)とか 900MB(100分)とかもあります。
 DVDには様々な記録方式がありますが、最も容量のすくない片面1層という方式で 4.7GB です。単純計算でCDの7倍程度は入りますね。
 その他の記録方式としては、片面2層が 8.5GB(片面1層の約 1.8倍)、両面1層が 9.4GB(2倍)、両面2層で 17GB(4倍) ほど記録できます。
 あまり有名ではない規格ですが、DD-CD(Double Density CD:倍密度 CD)というのもあり、これはその名の通り、650MB×2=1.3GB の記録が可能です。
 気になる次世代規格ですが、現在、2つの陣営が真っ向対立しています。
 東芝やNECが推進する「HD DVD」は、1層15GB。最大3層で 45GB まで入ります。もう一方は、ソニーや松下が推進する「Blu-Ray Disc」。1層25GBで、最大は8層とか12層とか。
 さて、HD DVD や Blu-Ray は次世代と言いつつも、既に対応機器は発売されており、もうすこしで今世代規格になりそうです。そこで、まだまだ研究段階の「次々世代」規格を見て見ましょう。
 オプトウェア社では、2006年の製品化を目標に「HVD」という規格を作りました。まずはCDと同じ12センチディスクに 200GBからスタートし、将来的には 3.9TBまで可能だとか。実にCDの 6000 枚分ですね。
 また、TDKは1層 100GB のディスクを研究中で、こちらは2008年に実用化予定だそうです。
 CDとDVDの両方を再生できる機器についてですが、CDやDVDは「光学式メディア」と呼ばれ、ディスクにレーザー、つまり光を当てることでデータを読み込んだり書き込んだりします。光には波長というものがありますが、CDとDVD ではこの長さが違います。つまり、挿入されたディスクがCDなのかDVDなのかを判別し、波長が違う2種類のレーザーを使い分けることで、どちらでも読めるようになっているわけですね。

シャノンさんからは、さらに続きます!

A. シャノンさんから

 CDの規格を決める際、CDの開発元であるオランダのフィリップス社は、当初、60分にしようと考えていたそうです。しかし、フィリップスがカラヤン(ヘルベルト・フォン・カラヤン、1908〜1989、オーストリア出身。クラシックで最も有名な指揮者)に意見を求めた際、彼が「ベートーベンの第九が1枚に収まるようにして欲しい」と希望したことから、第九に合わせて74分に決まったと言われています。
 ちなみに、まず74分という時間が決まり、それを基にして650MBという容量が決められました。
 音楽はアナログですが、CDにはデジタル信号が記録されています。アナログ信号をデジタル信号に変換する際、音を一秒間に44,100 回計測します(サンプリング周波数 44,100Hz という言い方をします)。この44,100 回の1回ごとに、音を16bit のデータとして記録します。これがステレオで左右2チャンネルあるため、1秒のデータ量は、

  44,100×16×2=1,411,200(bit/秒)

です。1バイトは8ビットなので、74分あたりのデータ量は、

  1,411,200×60×74/8≒747(MB)

になります。650MBよりかなり多いです。
 しかし、音のデータは人間が聞くものなので、ちょっとくらいデータが壊れても、人間の耳はそれを判別できませんが、パソコンのデータは1bit狂うと使い物にならない場合があるので、データ用CDは強力なエラー訂正機能を備えています。
 このエラー訂正に使うデータも記録しなければいけないため、実際に記録できるデータ量は、CD全体の87%ほどに減ってしまいます。

  747MB x 0.87≒約650MB

というわけです。

glucoseさんさんからも、回答をいただきました。ありがとうございました。