TTD (Time to Delivery) -- 即時資料傳輸要義

CD ROM 光 碟 片 正 逐 漸 廣 用 於 大 量 儲 存 裝 置 。 由 於 兼 具 有 低 成 本 、 改 良 的 紀 錄 技 術 、 以 及 一 致 的 檔 案 標 準 , 使 得 CD ROM 在 大 量 儲 存 應 用 方 面 成 為 現 有 WORM 技 術 的 替 代 品,而 廣 被 接 受。

大 多 數 的 CD ROM 光 碟 櫃 系 統 不 僅 光 碟 片 容 量 、 其 光 碟 機 的 數 目 與 型 式 均 有 很 多 種 類,高 儲 存 量 使 得 這 些 光 碟 櫃 在 大 小 、 價 格 和 性 能 方 面 均 極 具 吸 引 力 。

此 一 漸 受 歡 迎 的 情 況 使 光 碟 櫃 作 為 大 量 儲 存 裝 置 時 ,其 性 能 的 評 估 方 法 需 要 標 準 化 , 以 讓 兩 個 競 爭 性 產 品 之 間 做 一 比 較 。

CD ROM 光 碟 櫃 目 前 有 很 多 " 規 格 " , 事 實 上 , 這 些 規 格 有 許 多 是 " 光 碟 機 " 規 格 , 而 非 光 碟 櫃 的 真 正 標 準 ,下 表 列 出 了 CD ROM 光 碟 櫃 最 常 見 的 規 格 :

媒體交換時間( 秒)
旋轉( 秒)
存取時間( 秒)
資料傳輸率( kb / 秒)
光碟機數目
光碟片數目
光碟片/ 光碟機
從 光 碟 機 移 開 一 張 光 碟 片 並 載 入 一 張 光 碟 片 的 時 間
載 入 光 碟 片 之 後 光 碟 機 旋 轉 並 辨 識 該 光 碟 片 的 時 間
將 雷 射 定 位 到 任 何 檔 案 開 端 的 時 間 。
光 碟 機 讀 取 光 碟 片 資 料 的 速 度 。
所 安 裝 的 光 碟 機 數 目 。
光 碟 櫃 的 光 碟 片 容 量 。
以 比 例 表 示 , 例 如 :500 張 光 碟 片 / 4 部 光 碟 機 =125

單 是 這 些 規 格 並 不 能 提 供 充 分 的 資 訊 給 消 費 者 , 以 判 斷 何 種 類 型 或 結 構 的 光 碟 櫃 在 其 工 作 環 境 中 會 有 最 佳 的 性 能 表 現 。 為 了 評 估 一 部 光 碟 櫃 的 潛 在 性 能 , 則 必 須 記 得 , 當 一 部 光 碟 櫃 具 有 多 部 光 碟 機 時 , 這 些 光 碟 機 乃 是 由 單 一 機 械 元 件 來 作 動 ( 載 入 ) 。


將 來 消 費 者 對 於 CD ROM 光 碟 櫃 所 實 際 關 心 的 問 題 包 括 :


什 麼 是 TDD ?

『 TDD ( Time to Deliver Data ) -- 資 料 傳 送 速 度 』

一 般 常 聽 人 說 電 腦 的 "速度" , 事 實 上,概 括 來 說 , 最 重 要 的 有 兩 部 分 :

您 可 看 看 NSM JUKEBOXTDD 數 據 ( 再 加 DIAGRAM-SPEED ) :

現 在 , 您 知 道 為 什 麼 我 們 敢 說 NSM JUKEBOX 是 " 容 量 無 限 的 硬 碟 " 了 吧 ! 從 軟 碟 變 為 硬 碟 的 附 屬 品 , NSM JUKEBOX 必 將 使 ─ 硬 碟 成 為 光 碟 的 附 屬 品 。


兩 部 光 碟 櫃 系 統 的 資 料 傳 送 時 間 ( TDD ) 比 較

當 要 計 算 一 部 光 碟 櫃 的 資 料 傳 送 時 間 ( TDD ) 時,僅 考 慮 光 碟 櫃 內 的 三 個 不 同 函 數 , 這 些 函 數 定 義 如 下 :

媒體交換時間:
待機時間:
資料傳輸時間:
機 械 手 臂 完 全 交 換 媒 體 所 需 的 時 間
機 械 手 臂 釋 放 後 , 光 碟 片 旋 轉 並 存 取 所 需 時 間
傳 送 檔 案 所 需 時 間 ( 檔 案 大 小 / 資 料 傳 輸 率 )

按 照 定 義 , 媒 體 交 換 時 間 並 不 包 含 任 何 光 碟 片 載 入 動 作 或 其 他 當 機 械 手 臂 釋 放 並 開 始 載 入 另 一 張 光 碟 片 的 過 程 。

將 這 三 個 函 數 用 於 下 列 各 圖 中 , 以 說 明 兩 部 不 同 的 多 光 碟 機 式 光 碟 櫃 的 作 動 情 形 , 由 於 所 有 三 個 函 數 都 以 秒 來 度 量 , 因 此 沿 著 一 條 時 間 軸 以 圖 形 表 示 。

以 下 例 子 比 較 了 兩 個 不 同 的 多 光 碟 機 式 光 碟 櫃 , 判 定 何 者 在 多 使 用 者 環 境 中 較 能 滿 足 資 料 儲 存 需 求 。 假 設 在 這 些 多 使 用 者 之 中 , 對 於 同 樣 大 小 的 影 像 檔 案 所 下 的 命 令 一 致 , 並 且 這 些 檔 案 為 巨 大 ( 6.0 MB ) 、 高 解 析 度 的 彩 色 照 片 影 像 檔 。

第 一 例 , " A 光 碟 櫃 " 具 有 下 列 特 色 :
媒 體 交 換 時 間 :
待 機 時 間 :
資 料 傳 輸 率 :
光 碟 機 數 目 :
12 秒 ( 平 均 )
2 秒
600 kb / 秒 ( 四 倍 速 光 碟 機 )
4

第 二 例 , " B 光 碟 櫃 " 具 有 下 列 特 色 :
媒 體 交 換 時 間 :
待 機 時 間 :
資 料 傳 輸 率 :
光 碟 機 數 目 :
4 秒 ( 平 均 )
2 秒
300 kb / 秒 ( 二 倍 速 光 碟 機 )
4

從 時 間 軸 上 的 零 點 開 始 , 兩 部 光 碟 櫃 開 始 載 入 光 碟 片 並 進 行 資 料 傳 輸 , 由 於 對 資 料 的 要 求 一 定 , 兩 部 光 碟 櫃 在 完 成 先 前 的 " 載 入 " 之 後 立 刻 進 行 下 一 次 的 " 載 入 " 動 作 , 然 後 持 續 此 步 驟 。


圖 I 說 明 了 當 光 碟 櫃 " A " 沿 著 時 間 軸 動 作 時 , 在 12 秒 內 載 入 其 第 一 張 光 碟 片 , 而 待 機 時 間 則 花 了 兩 秒 以 上 。以 600kb / 秒 ( 0.6MB / 秒 ) 的 資 料 傳 輸 率 而 言 , 其 資 料 傳 送 時 間 為 10 秒 , 因 此 , 將 第 一 個 檔 案 送 至 第 一 個 使 用 者 的 資 料 傳 送 時 間 ( TDD ) 為 24 秒。載 入 第 一 張 光 碟 片 之 後 12 秒 ,或 者 在 零 點 之 後 24 秒 第 二 張 光 碟 片 載 入 第 二 部 光 碟 機 上 , 並 且 兩 秒 之 後 開 始 傳 送 第 二 個 檔 案 。

再 者 , 資 料 傳 送 時 間 為 10 秒 , 因 此 第 二 張 光 碟 片 的 整 個 資 料 傳 送 時 間 ( TDD )為 36 秒。重 複 此 步 驟 兩 次 以 上 , 將 其 餘 光 碟 機 裝 滿 , 結 果 , 第 三 張 及 第 四 張 光 碟 片 的 資 料 傳 送 時 間 ( TDD )分 別 為 48 秒 和 60 秒,此 時 第 一 部 光 碟 機 已 經 完 成 其 檔 傳 送 , 並 且 準 備 接 收 另 一 張 光 碟 片 , 整 個 過 程 和 此 圖 形 變 得 有 重 複 性 。

圖 I 亦 說 明 了 光 碟 櫃 " B ",且 除 了 媒 體 交 換 時 間 僅 為 4 秒 ( 機 械 手 臂 較 快 ) 以 及 資 料 傳 送 時 間 為 20 秒 ( 光 碟 機 較 慢 ) 之 外,其 餘 均 類 似。光 碟 櫃 " B " 載 入 第 一 張 光 碟 片 需 費 時 4 秒,待 機 時 間 為 2 秒,且 資 料 傳 送 時 間 為 20 秒 , 第 一 個 檔 案 的 資 料 傳 送 時 間 ( TDD ) 為 26 秒。載 入 第 一 張 光 碟 片 4 秒 之 後,或 者 從 零 點 之 後 8 秒,始 載 入 第 二 張 光 碟 片 。 第 二 部 光 碟 機 需 時 2 秒 來 待 機 , 以 及 20 秒 來 作 資 料 傳 送,因 此,傳 送 第 二 個 檔 案 的 全 部 時 間 為 30 秒 。

猶 如 第 一 例 , 此 過 程 變 得 有 重 複 性 , 且 第 三 個 和 第 四 個 檔 案 的 資 料 傳 送 時 間 ( TDD ) 分 別 為 34 秒 及 38 秒。 然 而,當 第 四 張 光 碟 片 載 入 讀 寫 頭 時 , 第 一 部 光 碟 機 並 未 完 成 其 檔 案 傳 送 。 在 可 以 服 務 第 五 個 使 用 者 之 前 , 機 械 手 臂 必 須 等 候 額 外 的 時 間 , 以 應 第 一 部 光 碟 機 完 成 檔 案 傳 送 所 需 , 因 此,第 五 個 檔 案 的 資 料 傳 送 時 間 ( TDD ) 變 成 52 秒, 然 後 此 模 式 再 度 變 成 重 複 性 , 以 便 服 務 接 下 來 的 三 個 使 用 者 。

下表概述這些結果:

資料傳送時間(TDD)
(秒) 檔案1檔案2檔案3檔案4檔案5檔案6檔案7檔案8
光碟櫃"A"24364860728496108
光碟櫃"B"2630343852566064

在 此 例 中,光 碟 櫃 "B" 於 多 使 用 者 對 資 料 所 進 行 的 要 求 具 有 相 當 不 錯 的 TDD 性 能 , 不 管 其 內 含 的 光 碟 機 速 度 是 否 較 慢 , 以 及 檔 案 是 否 相 當 大 , 它 均 能 辦 到 。

值 得 注 意 的 是 , 隨 著 存 取 的 檔 案 大小 漸 減 , 光 碟 櫃 "B" 的 TDD 性 能 逐 漸 變 得 比 光 碟 櫃 " A " 為 佳 。 另 外 , 光 碟 櫃 " A " 和 光 碟 櫃 " B " 之 間 的 資 料 傳 送 時 間 (TDD) 差 異 隨 著 光 碟 櫃 的 檔 案 需 求 數 目 而 增 加,此 一 事 實 清 楚 的 表 示 在 圖 II 中 。

仔 細 檢 查 圖 I 可 以 發 現 , 光 碟 櫃 " A " 的 TDD 性 能 並 不 因 為 其 具 有 兩 部 以 上 光 碟 機 而 改 善 , 因 為 當 第 二 張 光 碟 片 載 入 第 二 部 光 碟 機 時 , 第 一 部 光 碟 機 已 經 完 成 其 檔 案 傳 送 , 並 準 備 接 受 第 三 個 使 用 者 的 光 碟 片 , 因 此 在 這 情 形 下 , 於 光 碟 櫃 中 安 裝 額 外 的 光 碟 機 並 無 好 處 。


多 光 碟 機 式 光 碟 櫃 系 統 的 最 佳 檔 案 大 小( Optimum File Size,OFS )

由 於 在 機 械 手 臂 時 間 、 資 料 傳 送 時 間 、 待 機 時 間 、 以 及 光 碟 機 數 目 之 間 具 有 動 態 關 係 , 因 此 對 於 一 個 光 碟 櫃 而 言 , 必 定 會 有 一 個 檔 案 大 小 值 , 使 得 該 系 統 根 據 資 料 傳 送 時 間 ( TDD ) , 會 有 最 佳 效 率 。

一 部 光 碟 櫃 的 最 佳 檔 案 大 小 ( O F S ) 定 義 為 使 該 光 碟 櫃 達 到 最 大 運 轉 效 率 的 檔 案 大 小 。 由 於 光 碟 櫃 靠 單 一 機 械 手 臂 來 將 光 碟 片 送 至 光 碟 機 , 因 此 使 該 動 作 達 到 最 大 效 率 則 變 得 最 重 要 。 當 系 統 內 的 第 一 部 光 碟 機 於 機 械 手 臂 將 一 光 碟 片 載 入 系 統 的 最 後 一 部 光 碟 機 的 瞬 間 完 成 資 料 傳 送 , 則 此 時 效 率 為 最 高 。 一 部 光 碟 櫃 的 最 佳 檔 案 大 小 由 下 列 公 式 來 計 算 :

OFS = [ ( ( N - 1)×M ) - C ]×D,其 中 :
N = 光 碟 機 數 目
M = 媒 體 交 換 時 間
C = 待 機 時 間
D = 資 料 傳 輸 率 ( MB / 秒)

( N - 1 ) 乘 以 M 為 機 械 手 臂 載 入 其 餘 光 碟 機 所 需 時 間 ( 以 秒 為 單 位 ) , 然 後 將 此 值 減 掉 無 資 料 傳 送 的 待 機 時 間 ( C ) , 其 值 為 資 料 傳 送 時 間 , 與 資 料 傳 輸 率 ( D ) 相 乘 則 可 決 定 最 佳 檔 案 大 小 。

在 一 部 多 光 碟 機 式 光 碟 櫃 中,當 檔 案 大 小 小 於 最 佳 檔 案 大 小 時 , 光 碟 機 必 須 等 候 機 械 手 臂 釋 放 才 能 動 作;相 反 地 , 當 檔 案 大 小 大 於 最 佳 檔 案 大 小 時 , 機 械 手 臂 必 須 等 候 光 碟 機 完 成 其 資 料 傳 送 。

將 上 述 公 式 套 在 此 例 中 的 兩 部 光 碟 櫃 , 可 得 到 下 列 最 佳 檔 案 大 小 :

光 碟 櫃 " A " = [ ( ( 4 - 1 )×12 秒) - 2 秒]×.6 MB / 秒 = 20.4 MB 光 碟 櫃 " B " = [ ( ( 4 - 1 )×4 秒) - 2 秒]×.3 MB / 秒 = 3.0 MB

光 碟 櫃 " A " 的 最 佳 檔 案 大 小 比 應 用 實 例 的 6 M 檔 案 為 大 , 而 光 碟 櫃 " B " 的 最 佳 檔 案 大 小 則 小 於 這 些 6 M 檔 案 。

圖 II 說 明 了 光 碟 櫃 " A " 具 有 線 性 的 資 料 傳 送 時 間 ( TDD ) 曲 線 , 其 斜 率 是 由 媒 體 交 換 時 間 來 決 定 。 在 一 部 其 檔 案 小 於 最 佳 檔 案 大 小 的 光 碟 櫃 系 統 中,TDD 曲 線 不 再 是 線 性 的,乃 因 為 機 械 手 臂 必 須 等 待 第 一 部 光 碟 機 完 成 資 料 傳 送 , 然 而 此 應 用 中,TDD 的 計 算 必 須 包 括 等 待 時 間,該 時 間 乃 機 器 每 次 完 成 所 有 光 碟 機 的 載 入 所 需 時 間 。


最 佳 光 碟 機 數 目

先 前 曾 說 明 過 , 光 碟 櫃 " A " 並 不 因 為 具 有 四 部 光 碟 機 而 增 加 其 性 能 , 此 一 事 實 可 由 僅 具 兩 部 光 碟 機 的 光 碟 櫃 " A " 、 並 標 示 為 光 碟 櫃 " C " , 計 算 其 最 佳 檔 案 大 小 來 得 到 驗 證 :

光 碟 櫃 " C " = [ ( ( 2 - 1 )×12 秒) - 2 秒]×.6 MB / 秒 = 6.0 MB

誠 如 所 見 , 若 光 碟 櫃 " A " 僅 裝 有 兩 部 光 碟 機 , 它 同 樣 適 合 處 理 該 應 用 實 例 的 6 MB 影 像 檔 , 此 乃 因 為 檔 案 大 小 等 於 光 碟 櫃 " C " 的 最 佳 檔 案 大 小 。


結 論

目 前 的 光 碟 櫃 規 格 未 能 充 分 定 義 一 部 光 碟 櫃 的 資 料 傳 送 時 間 ( TDD ) 性 能 。

直 接 影 響 光 碟 櫃 性 能 的 函 數 有 三 個 , 因 此 為 了 評 估 並 比 較 光 碟 櫃 性 能 , 製 造 商 在 量 測 這 三 個 函 數 時 必 須 一 致 。

我 們 已 經 證 明 , 一 般 光 碟 櫃 中 , 尤 其 是 多 光 碟 機 式 的 光 碟 櫃 , 在 決 定 多 使 用 者 環 境 中 的 資 料 傳 送 時 間 ( TDD ) 時 , 單 一 機 械 手 臂 裝 置 的 使 用 使 得 媒 體 交 換 時 間 成 為 最 重 要 的 性 能 測 定 指 標 。

對 於 一 部 檔 案 大 小 等 於 或 小 於 其 最 佳 檔 案 大 小 的 光 碟 櫃 , 其 每 個 連 續 使 用 者 的 資 料 傳 送 時 間 ( TDD ) 會 直 接 受 到 媒 體 交 換 時 間 的 影 響 。

在 一 個 從 光 碟 櫃 存 入 或 取 出 檔 案 的 大 量 儲 存 環 境 中 , 必 須 用 到 最 佳 檔 案 大 小 , 而 非 光 碟 片 與 光 碟 機 數 目 的 比 值 , 來 判 定 光 碟 櫃 內 光 碟 機 的 最 有 效 率 組 合 。 假 設 所 有 的應 用 情 況 均 有 一 理 想 比 值 是 不 正 確 的 , 應 該 是 由 使 用 者 的 存 取 需 求 來 決 定 光 碟 櫃 的 容 量 。


| Lunar Home Page | NSM Page |