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おはようさんどす。コールドフュージョンの新しい回にようこそ。最後にCDを使うたんはいつやったでしょうか？それとも、実際の音楽店に行かはったんはいつやったでしょうか？光る円盤の列をめくって、お気に入りのアルバムを見つけたり、新しいもんを発見したりするのを覚えてはりますか？新しいCDを開封して、プレーヤーに入れて、初めてクリアな音を聴くのは特別な体験やったんとちゃいますか？
よう考えたら、コンパクトディスクってほんまにすごかったんです。回転するディスクをレーザーでスキャンして情報を読み取り、完璧な音質の音楽やファイルを届けるんですわ。1970年代に考え出されたもんとしては、コンパクトディスクはかなり未来的やったんです。
もちろん、フラッシュストレージや、今ではストリーミングやクラウドストレージがあるので、あのカラフルなディスクは今では技術の恐竜になってしもたんですけどね。でも、CDがまだ未来かもしれへんって言うたらどう思いはりますか？
信じられへんかもしれませんが、研究者たちが大きな breakthrough を成し遂げたんです。なんと、1.6ペタバイトの容量を持つ3D光ディスクを開発したんです。これは200,000枚以上のDVDを1枚のディスクに詰め込んだことになりますわ。
今日はこの驚くべき研究と、コンパクトディスクの思わぬ復活について探っていきます。どないして動くんやろか？これは実際に日の目を見るんやろうか？ワクワクする話題ですが、最後には欠点についても触れていきますわ。いつもの通りですけどね。
でもその前に、ちょっと楽しい思い出話をして、CDの歴史を簡単に振り返ってみましょう。なかなか面白い話やと思いますわ。せやから、始めていきましょう。
コールドフュージョンTVをご覧いただいております。
CDの旅は1970年代後半に始まりました。フィリップス社がビデオディスク技術の開発に取り組んでいた時のことです。これは、データに接触せずに読み取れるレーザー技術の出現に触発されたものでした。ビデオディスクの研究は1957年にまで遡りますが、レーザー技術が実用的になったのは70年代後半になってからでした。
時代を先取りしすぎたビデオディスクプロジェクトは、一般の人々があまり興味を示さなかったため失敗に終わりました。レーザーディスクについては別の回で詳しく取り上げていますので、興味があればそちらをご覧ください。でも、それで終わりというわけやなかったんです。
フィリップス社はレーザー読み取り技術を音楽市場で活用する機会を見出しました。当時はレコードとテープが主流でしたが、どちらにも欠点がありました。レコードは繊細なターンテーブルが必要で、音飛びしやすかった。カセットテープは持ち運びができて録音もできましたが、レコードのような音質がなく、繰り返し使うと劣化する傾向がありました。
フィリップス社は、より小型で持ち運びやすく、少なくとも1時間分の音楽を収録できるディスクの作成を目指しました。何年もの研究の末、オーディオロングプレイ、略してALPというオーディオディスクシステムを開発しました。
面白いことに、最初はクアドロフォニックサウンド、つまり初期のサラウンドサウンドの一種を検討していましたが、サイズの制限のため断念しました。コンパクトディスクという名前は、コンパクトカセットの成功にあやかって選ばれました。
1979年3月、フィリップス社はCDの音質を披露しました。しかし、デジタルオーディオ録音の専門知識が不足していました。これが重要な欠けた部分でした。フィリップス社のエンジニアは、聞こえるアナログ音をデジタルに変換する方法を知りませんでした。その問題を解決するため、日本に目を向けることになったんです。
日本では、ソニーがデジタルオーディオ回路の達人でした。音波をデジタル信号にエンコードする技術を10年以上かけて磨いてきました。しかし、物理的なコンパクトディスクを作る専門知識がありませんでした。ここでフィリップスとソニーが出会ったんです。その結果は天才的でした。
フィリップスのエンジニアは、レーザーがディスク表面に刻まれた微小な穴を高速で通過し、それを0と1に変換する方法を考え出しました。一方、ソニーの専門家はアナログからデジタルへの回路に集中し、さらにその pristine な音質を維持するためのエラー訂正コードも作成しました。
12歳くらいの時に百科事典でこれを読んだのを覚えていますが、その仕組みに驚きました。とにかく、1980年にフィリップスとソニーは「レッドブック」を作成し、コンパクトディスクの全ての規格を確立しました。
それ以降、両社は別々にCD機器の開発を進めましたが、初期段階では部品を共有することに同意しました。1982年4月、フィリップスは史上初の量産型CDプレーヤーを発表しました。最初のCDはドイツのハノーファーの工場で作られ、デビュー作品にはアバの「The Visitors」アルバムと、ヘルベルト・フォン・カラヤン指揮によるリヒャルト・シュトラウスの「アルプス交響曲」の録音がありました。
1982年10月、ソニーのCDP-101が日本でデビューし、ビリー・ジョエルの「52nd Street」をはじめとする最初のCDアルバムシリーズも同時発売されました。ソニーの機器は高価で、今日の通貨で約2,300ドルもしました。
当初、アメリカのレコード会社はCDに懐疑的でしたが、1年後には1,000種類のタイトルが利用可能になりました。そのうち、音質の良さが評判を呼ぶようになりました。1985年、ダイアー・ストレイツのアルバム「Brothers in Arms」が100万枚以上売れた最初のCDとなり、今でも世界で最も成功したCDアルバムとして記録されています。
1988年までに、世界中の50の製造工場で4億枚のCDが生産されました。2000年には、世界のCD販売数が24億5000万枚でピークを迎えました。2000年から2007年の間に、CD販売数は主にファイル共有とMP3プレーヤーの影響で半減し、17億5500万枚になりました。
そこからの話はみんな知ってると思います。結局のところ、ストリーミングサービスの台頭と消費者の嗜好の変化により、CDは衰退していきました。2021年までに、CD販売数はピーク時から95%も減少し、1986年以来の最低水準になりました。
アデルやテイラー・スウィフト、BTSなどの大物アーティストにより、2021年にCDの売上が一時的に復活しましたが、全体的な傾向は下降線を辿っています。音楽CDの衰退は、CD-ROMやその他の光学メディアも巻き込んでしまいました。
だからもう終わりです。以上です。CDはかつて市場を支配していましたが、今では懐かしい一角を占めているだけです。それとも…そうでもないんでしょうか？
この回の冒頭で述べたように、CDの寿命はまだ終わっていないかもしれません。だから、ディスクメモリーをペタバイト級にまで引き上げる可能性のある新しい光学ストレージ方式について、最近natureで発表された論文を見て興奮しました。
ペタバイトですよ。これは1000テラバイトです。約60億のウェブページを保存できるイメージです。この莫大な量のデータを1テラバイトのハードドライブに保存すると、平均的な遊び場くらいの面積を占めることになります。でも、この新技術を使えば、同じ量のデータをデスクトップコンピューター程度の大きさの機器に保存できるんです。
上海科学技術大学の研究者たちが、驚異的な容量を持つ3D光ディスクを開発しました。なんと1.6ペタバイトものデータを保存できるんです。彼らはこの研究をnatureで発表し、当然ながら話題を呼んでいます。
1.6ペタバイト…それってどれくらいなんでしょうか？単一の光ディスクにこれだけの量のデータを保存できるのは驚異的ですが、文脈がないと単なる数字にすぎません。だから、ちょっと分解して考えてみましょう。
現在のストレージのチャンピオンと比較してみましょう。Exadrive EE DC100は現在利用可能な最大のソリッドステートドライブで、驚異の100テラバイトのストレージ容量を提供しています。でも、その価格はびっくりするほど高いんです。40,000ドル、つまり1テラバイトあたり400ドルです。アップルが高いと思ってたでしょう？
でも、それを把握するために、100テラバイトは約2000万曲、2万本のHD映画、あるいは2000台の標準的なiPhoneのデータ量に相当することを考えてみてください。それはかなりの量です。
でも、このディスクはさらに大きな容量を持っています。1.6ペタバイトは200テラバイトつまり20万ギガバイトに相当します。一番クレイジーなのは、この新しいディスクが通常のDVDとほぼ同じサイズなのに、ブルーレイの4000倍もの容量を持っていることです。
じゃあ、研究者たちはどうやってこれを実現したんでしょうか？簡単に説明しましょう。
この巨大な記憶容量の秘密は層にあります。CDやDVDなどの従来の光ディスクは、通常1層か2層でデータを保存していて、時には4層まで増やすこともあります。でも、この新しいディスクは100階建てのスカイスクレーパーのようなもんです。各層が貴重な情報を保持しているんです。これらの層を積み重ねることで、研究者たちはこれまでにない量のデータを詰め込むことができました。
次に、超透明材料とナノスケールのスポットです。この偉業を達成するために、光を最小限の散乱で通過させる先進材料を使用しました。各層に微小なドット、つまり顕微鏡的な点があるのを想像してください。これらのスポットが魔法を起こす場所なんです。
研究者たちは、凝集誘起発光染料ドープ光硬化性樹脂（AIE-DDPR）と呼ばれる新しい材料を作り出しました。ややこしい専門用語ですが、これらのスポットをデータピクセルと考えてください。
面白いのは、これらのスポットが可視光の波長よりも小さいことです。これは従来の光学ストレージの限界でしたが、この方法では可視光の波長の10分の1ほどの小さな区画にデータを記録できるんです。これにより、100層にデータをエンコードすることができます。原子スケールで超細いペンで書くようなもんです。
じゃあ、このディスクにどうやってデータを書き込むんでしょうか？まるでレーザーのバレエを演出するようなもんです。緑のレーザーがスポットの形成を引き起こします。指揮者がタクトを上げるようなもんです。次に赤いレーザーが登場し、書き込みプロセスをオフにします。タイミングをコントロールすることで、光の波よりも小さなスポットを作り出したんです。これは、ナノスケールで光を使った精密加工のようなもんです。
データを読み取るために、彼らは別のレーザーデュオを採用しました。青いビームがスポットを光らせ、オレンジ色の光がその光を消します。そうすることでデータが明らかになるんです。
研究者たちによると、わずか1マイクロメートル間隔で100層を持つこのディスクは、非常に正確にデータの読み書きができるそうです。その正確さをイメージしてもらうために、いくつかの層に書き込みをしている様子をお見せしますが、スケールが5マイクロメートルやということを覚えておいてください。
しかし、ここに至るまでの道のりは長く険しいものでした。研究を率いた明谷教授は、こんなに小さな空間でデータの読み書きができる完璧な材料を見つけるのに、この10年間でどれほど大変やったかを説明しています。
プラス面としては、ディスクの製造も簡単です。1枚あたり約6分で、DVDで使われているのと似たような方法で作れるんです。
これらの超大容量ディスクは、データセンターに適しています。このディスクを使えば、データセンターは現在の技術よりもはるかに小さな物理的スペースにエクサバイト級のデータを保存できるようになります。スタジアムサイズの代わりに、部屋サイズで10億ギガバイトのストレージができるってわけです。
また、光ディスクは寿命が長く耐久性があることで知られているので、長期のアーカイブストレージに理想的です。持ち運びも可能で、電磁干渉にも強いので、重要なデータを保護するのに適しています。
でも、もちろん、みんなが待ちに待っていた欠点や制限についても触れていきましょう。この新しい光ディスクには多くの可能性がありますが、考慮すべき深刻な制限や課題もあります。
まず明らかなのが市場への適応です。データストレージやアーカイブストレージなどのニッチな市場セグメント以外では、物理メディアの使用を売り込むのは難しいでしょう。みんなもうクラウドストレージやストリーミングサービスに慣れてしまっていて、その便利さを手放したがらないでしょう。物理メディアは余計な手間や摩擦を増やすだけです。
次に、最大の問題の1つに来ます。現在のプロトタイプには、書き込み速度と効率の面で大きな制限があります。推定エネルギー消費量は、1テラバイトの書き込みにキロワット範囲になるそうです。書き込み速度も毎秒メガバイト程度です。研究者たちはこれらの側面の改善に取り組んでいますが、それがどれくらい時間がかかるかは分かりません。
そして次に、コストの問題があります。セットアップで使用されているものと似たようなFOSCレーザーは、1台で約5万ドルもします。しかも、ACコンセントからのファンが必要なんです。これは大きな障害になりそうですね。
ナノスケールでデータを刻むレーザー…本当にすごいですね。科学全体が素晴らしいですが、理解するのは大変かもしれません。
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ありがとうございます。それでは、動画に戻りましょう。
結論として、CDが一般消費者向けに近い将来復活するとは考えにくいですが、こんなに小さなメディアにこれほど大量のストレージができるということは、この技術に新しい用途が生まれる可能性があります。
おそらく、未来のデータセンターではペタバイトCDが使われるかもしれません。でも、結局のところ、現実的に考えると、大きな流れの中では、研究はあくまで研究です。最先端に興味のある人たちにとっては、こういう解決策を見るのはとてもクールですが、現実にはこれが製品になるまでには何年もかかるでしょう。もしかしたら、製品化されないかもしれません。
でも、私の予想が間違っているかもしれません。研究者たちがこの技術を商業的に実現可能になるまで改良を続け、市場が好意的に反応するかもしれません。
さて、みなさんはどう思われますか？こんな巨大な光ディスク形式を使いたいと思いますか？コメント欄で教えてください。
というわけで、これがコンパクトディスクの物語と、驚くべき可能性のある未来でした。
私の名前はダゴです。コールドフュージョンをご覧いただき、ありがとうございました。次回のエピソードでまたお会いしましょう。
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それでは、みなさん、お元気で。
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