【にわかAVマニアの30年】 HiVi 30周年に寄せて

雑誌HiViが３０周年を迎えたということで、AV評論家が３０年を振り返る記事を書いてました．３０年前というとVHSとβがあって、LDの画質が革命的だった古の時代です．あんな低クオリティの時代に比べると現代のHDの進歩には隔世の感があるというのが、評論家の一致した意見のようでした．

今では誰もが享受できるHDですが、どのような過程を経てHDを享受できるようになったのか？を振り返ってみたいと思います．

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AVというと、やはりストレージ技術がその基盤です．かつてはレコードに物理的に記録されていたり、テープに磁気的に記録されたりもしてました．その時代にデジタル記録や光DISKやメモリが出現しなかったのはなぜだったのでしょうか？

レコードやテープの時代にデジタル記録ができなかった本質的理由
レコード全盛の時代でも、IBMのメインフレーム(IBM360 1964年）はテープにデジタル記録をしていましたから、その巨大さをさておけばデジタルテープ技術は存在していました．ADC/DACも、ディスクリートで設計できない回路ではありませんでした．なので、やろうと思えばデジタルオーディオを作れたはずです．ただしその巨大さゆえにAV商品として企画できなかったという事情はあったことでしょう．

IBM360の時代からずいぶん時は経って、1978年にU-maticを流用した2chデジタルテープレコーダーがソニーから発売されたそうです．U-maticだけあって相変わらず巨大だったろうなぁ．

さらに後日、CDが発売された1982年よりも後の1984年にソニーがPCM-3324という24chスタジオ録音用のデジタルレコーダーを作ってようやく、編集からCD生産までデジタルで一気通貫するようになりました．意外と最近のことなんですね．

巨大だったデジタル記録システムが小型化されてきた理由は、高密度磁気記録の技術開発の成果に他なりません．下図から、1965年ごろには面記録密度が0.1Mbit/平方インチと読めます．今風な単位に直して100GBYTEを記録するのにどれだけの面積が必要かに換算しますと、驚くべき事に12km四方の面積が必要になります（汗）．現代のHDDはDISK１枚の裏表で２ＴＢを記録できますから、100GBYTEを記録するのに必要な面積はわずか５００円玉ぐらいの面積で足りてしまう計算です．これは６桁ぐらい進歩していますかな？？？

その進歩を支えたのは、磁気粒子の微粒子化が一番大きな貢献でしょう．テープの磁気微粒子にはいろいろな種類があるのですが、代表的なのはこんな↓針状結晶です．これをパウダーなどと呼びますが、どうやってパウダーを結晶成長させ、パウダーをムラなく塗るかが長いテープ開発の歴史の指針でした．他にヘッドの高感度化（MRヘッドGMRヘッド）も重要アイテムでしたが、その貢献度は２番手です．

今のHDDはテープに比べると記録密度が１００倍ぐらい上です．それは、HDDの磁気媒体はスパッタという高級技術で作られていて、スパッタ時の結晶成長を上手く利用して微細磁区を作り出し、しかも垂直磁気記録ができるように生産されているからです．しかしHDDの大容量化もそろそろ限界と言われています．あまりにも磁区が小さくなってしまい、熱雑音で転んだり消えたりしかねないオーダーに近づいているからです．
３年ぐらい前からHDDの価格下落ペースがすっかり大人しくなってしまったことをお嘆きの方は大勢いらっしゃると思いますが、その本質的理由はこの熱雑音限界によります．タイの洪水で部品供給が逼迫していたのも事実ではあるのですが、それは一過性の事象に過ぎません．

どうして３０年前に５００円玉の面積で100GBを記録できなかったのか？
磁気記録媒体の最初の材料は酸化鉄でした．酸化鉄の磁気力は弱く、ノイズが多くて、キチンと記録するには大面積が必要でした．オーディオカセットで有名になったメタルテープは純鉄を使って磁気力を高めました．VHSの頃には鉄にコバルトを添加してより高性能化を図り、８ｍｍビデオの頃にはコバルトオンリーの蒸着テープができました．今の最先端はBaFeという磁気パウダーがLTOで使われています．
テープに比べて表面積が小さいHDDでは、スパッタという高級な生産手法を採用できます．下地にプラチナをうっすらとスパッタしてからその上にコバルトをスパッタするとコバルトが自然に微粒子化してくれるとかいう（たぶん）テクニックが使われたりします．
このように技術的ブレークスルーが積み重なって来たわけですが、では酸化鉄からいきなりコバルトに跳躍しなかったのはなぜなのかという疑問が生じますが、それは、技術開発→投資→発売→収益→償却 というサイクルを回すためには、最低でも数年間は同一のプラントで生産しなければ投資回収できない．そのためにブレークスルーは１０年に一度ぐらいに留めておかないと企業の屋台骨が持たないという、ファイナンス上の理由が技術開発の足を引っ張っていた遠因だと思われます．技術目標は投資金額がキツくないところを狙おうよという、意外と身も蓋もないハナシが本質かと思います．

意外と低記録密度な光DISK
テクノロジ的にはすっかり興醒めな光記録技術です．だって、BDのあの面積でたったの25GBですから小さい小さい．HDDの記録密度なら4TBぐらい記録できちゃうんじゃないでしょうか？ なんでそんなにショボいのか？ それは光の波長が０．５～１ｕｍぐらいと、記録装置にとってはあきれるくらい巨大だからです．光そのものが、情報記録の筆として使うにはもはや太すぎて、磁気記録とか半導体に太刀打ちできないのです．

CDの発売はどうして1982年まで待たねばならなかったのか？
一つ目は、赤外線半導体レーザを大量生産できる企業が現れたのがその頃だったから．わたしは半導体屋じゃないので、その本質的理由は知りません．GaAsのプロセス開発に手間どったとかいう事情かと思われます．磁気記録が漸進的なのに較べて、光DISKの進歩は、半導体レーザーの出現次第ってとこがあります．
二つ目は、reed-solomonのようなエラー訂正技術の発明と、半導体の高集積化の時期が偶然一致したこと．当時の半導体はまだ１ｕｍぐらいの低密度プロセスだったと思われますが、それでも実装できる程度のエラー訂正しかCDは積んでません．
ちなみに、DVDの出現は1996年．赤色レーザを採用しました．
2003年発売のBDの青色レーザーの発明は日亜化学の中村修二さんのエピソードとして有名です．MOCVDの制御が難しくて誰も手出しできなかった窒化ガリウムを基板として青色レーザを作ってしまった、というアレです．

BDの次はあるか？
低記録密度の光DISKがどうして今でも使われるのか？ それは、スタンプすることでバンバン生産できるからです．通信が発達した現代であっても、５０GBの情報をdownloadするには長時間を要する．だからパッケージソフトがまだ流通できているのです．映像に較べて情報量の少ない楽曲はDL販売が主体になってしまっていますが、いつか通信回線が猛スピードになった日にはBDソフトも衰退してゆくに違いありません．
次世代TVである４Kには、BDのままで対応可能と思われます．４Kの情報量はHDの４倍ですので、圧縮で２倍、２層DISKで２倍、という計算でなんとか２時間の映画を入れる算段が立つと思われます．
ですが、その先の８KになるとHDの１６倍の情報ですから、BDをベースとしたDISK formatではもう無理でしょう．
そこで、NextBDがあるとすれば、ざっと容量は400GBで、転送レートは100MB/Sクラスのスペックが求められます．ですが、光の波長で制限される光DISKが400GBを実現できる技術はありません．（１０層DISKは高価すぎる、ホログラムも高価すぎる、ニアフィールドは信頼性が難問、HDDに勝てる目処が立たない）  それと100MB/Sは再生オンリーなら実現可能ですけど記録は無理じゃないかしら？ なにせ”レーザーで焼く”わけですから高速記録には不向きです．ゆえに８K時代には、HDDに録り溜めするしかないでしょう．

カムコーダからビデオテープが消えた理由は？
これは簡単ですね、FLASHの容量が１GBを越えたからです．HDDが流行した時期もありましたが、それは一過性の現象かと．

FLASHが１GBを越えた理由はなに？
半導体の集積化と磁気記録の高密度化は似たところがあって、莫大な設備償却に数年要するので、あまりにも早く設備が陳腐化するような技術進歩は企業のファイナンスが持ちません．それで漸進的に進歩させようという制限バイアスが開発者にかかるわけなのですが、半導体の場合の制限バイアスは「ムーアの法則」だったのではないかと思う．ムーアの法則とは、

ICのトランジスタ数は1.5年ごとに倍になる

という有名な呪文です．半導体業界人の共通認識たるに心地好かったのでしょう．もしもムーアが１．２年ごとに倍になると語ったら、FLASHが１GBを越える日は数年前倒しされたかもしれません．

HDの普及はなぜ2000年代になったのか？
アナログHDは1982年に放送開始されたそうですが、ロクに観たことはありませんでした．HDがポピュラーになったのは2000年BSデジタル、2003年地デジ、2003年BD、2005年500GBのHDD、2006年PS3、とHD視聴に関連するデバイスが偶然2000年代に出現しました．
それに加えて誰しもが液晶TVを買うようになったのは2005年以降だったように思います．わたしもPS3に合わせて37inchを買ったくらいですし．BDで発売されるアニメや映画のソフトも徐々に増え、サラウンド環境を楽しめるようにもなりました．
こう考えると、実は昔から有ったHDですが、誰でもHDを視聴できるようになったのは、放送の実現だけではなく、FPDやHDDやソフトのような周辺ビジネスが偶然2000年代になって並行的に整ったことが大きな貢献だったように思われます．環境整備の遅れが目立つのは通信ぐらいなもんでしょうか？
この2000年代の総花的なHDデバイス普及がどうして生じたのか？ それを定式化する理由をわたしは思いつきません．偶然としか言えません．

AV技術の先行きは？
AVは大量の情報を扱いますので、テクノロジドライバとしての存在意義があった．しかし、2000年代にHD環境に必要なAVデバイスは通信を除きほぼ整ってしまったわけです．TVを２K→４K→８Kへと進歩させるロードマップは描かれてはいますが、アナログSD→デジタルHD（２K)へのjump upほどのインパクトは技術的にも商売的にももはやありません．ゆえに大企業がAV技術の進化に莫大な投資をするニーズは2010年代にはもはやそう多く残っていないように思われます．
ハードウエア面では、4KTV、8KTV、有機ELTVぐらいかなぁ．光DISKは４Kへはソフトウエア対応でケリをつけ、８Kへの対応は断念．８KのストレージはHDDだけになる．HDDは2018年に10TBが普及するが、それで進歩が止まる．SDは2018年に256GBが普及するがそれで進歩が止まる．
ソフトウエア面では、様々なVideo／Audio codecが乱立し、次第にDL販売が主流になってゆく．８Ｋのセルメディアはなく、DL販売だけになる．2018年のTSUTAYAの店舗は消滅過程にある．
通信は2018年に100MB/Sの回線が普及するものの、サーバの応答の遅さがボトルネックになって実測レートは50MB/Sぐらいしか出ない状況．
つまり、2010年代を通じて生ずることは、人気商品が市場を引っ張る構図ではなく、価格下落がダラダラ続く構図になると思います．

今後２０年間のテクノロジドライバは？
AVがテクノロジドライバだった時代は過ぎ去りました．PCも然り．LSIも然り．スマホはまだ発展の余地があるような気がします．今後の２０年を引っ張るテクノロジドライバを個人的に予想するに、
１） スマホの延長上のライフスタイルデバイスで、ウエアラブルコンピュータに注目．なかでもgoogle glassは注目デバイスかと思います．丸一日の視野を全録りするようにもなるだろう．
２） クルマの自動運転．普及初期は暴走による悲惨な事故がたくさん起きると思う．それへの対処として、自動運転の過失責任を全てメーカーのPL責任で負うことになってゆくだろうから、そのへんの法整備をどうするかが社会的課題になると思う．自動車の評価尺度が、自動運転AIの優秀さで決まる時代になるかもしれない．
３） データ通信の高速低価格化は、需要が果てしないので延々と続いてゆく．PHSのようにローカル局を多数配置する構成になるだろう．
４） パーソナルストレージデバイスは衰退し、無線でクラウドへストアするようになる．大容量のAVデータだけはローカルHDDでストレージする使い方が残る．

かしこ


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