Optymalizacja niezawodności i wydajności systemów nadzoru wideo

Jako największy na świecie dostawca dysków twardych, firma Seagate często napotyka różne wymagania klientów i aplikacje pamięci masowej. Czasami unikalne wymagania związane z konkretną dziedziną aplikacji są intuicyjne: na przykład warunki korzystania z korporacyjnej bazy danych wyraźnie różnią się od wymagań przenośnego odtwarzacza MP3, którego właściciel chętnie porannych biegów.

Tymczasem dyski twarde są używane w obu systemach przechowywania danych i chociaż ich rozmiary są ze sobą niekompatybilne, podstawowe technologie mają ze sobą wiele wspólnego. Różnice między innymi aplikacjami do przechowywania danych są mniej oczywiste, ale wiele z nich ma ważne funkcje, o których należy pamiętać, aby osiągnąć optymalną wydajność, wydajność i niezawodność.

Takie pozornie niezauważalne funkcje występują również w branży monitoringu wideo, który jest rozwijającym się rynkiem promującym dyski twarde. Dyski twarde w tej branży szybko się rozwijają, odzwierciedlając elastyczność i zwiększoną wydajność w stosunku do starszych systemów taśmowych. Według IHS światowy rynek urządzeń do nadzoru wideo przekroczył 12,6 mld USD w 2012 roku. Oczekuje się, że będzie wzrastać rocznie o 12,8% w ciągu najbliższych pięciu lat, a jego wielkość osiągnie 23,2 mld USD do 2017 roku. W odniesieniu do obrotów, zgodnie z prognozami, w 2014 r. Wolumen rynku urządzeń sieciowych do nadzoru wideo przekroczy wielkość rynku urządzeń analogowych do nadzoru wideo.1

Chociaż skala wykorzystania dysków twardych w systemach nadzoru wideo stale rośnie, a odsetek starych systemów opartych na taśmie magnetycznej zbliża się do zera, nadal istnieje szereg problemów związanych ze zgodnością systemu, a problem występujący w całej branży wciąż poprawia niezawodność. Wielu klientów przechodzących na cyfrowe systemy nadzoru wideo z przechowywaniem danych na dyskach twardych zyskuje na pojemności, wydajności i elastyczności, ale nie są zadowoleni z nieoczekiwanie wysokich współczynników awaryjności. Ponadto wymagają zwiększonej wydajności, aby wykorzystać trendy, takie jak fotografowanie w wysokiej rozdzielczości i inteligentna analiza wideo.

Współpracując z klientami dążącymi do poprawy niezawodności i wydajności dysków twardych, firma Seagate zidentyfikowała trzy kluczowe podejścia do osiągnięcia określonego celu: informowanie deweloperów i klientów, wprowadzanie zaawansowanych technik projektowania i wdrażanie specjalistyczne dyski twarde do systemów nadzoru wideo i powiązane kontrole.

Jak duży jest wpływ warunków środowiskowych na niezawodność cyfrowych systemów nadzoru wideo?

Podajemy konkretny przykład. Poniższy wykres przedstawia przewidywany wskaźnik rocznych wskaźników awarii dysków twardych. Dysk twardy Seagate® Surveillance jako funkcja temperatury ciała i czasu przebywania w stanie włączonym.

Jak wynika z wykresu, wskaźnik awaryjności szybko rośnie wraz ze wzrostem temperatury obudowy dysku twardego. Dealerzy i konstruktorzy systemów, instalatorzy, a nawet klienci powinni być świadomi koniecznych warunków pracy urządzeń do nadzoru wideo, aby zmniejszyć szkodliwe skutki niekorzystnych czynników zewnętrznych na elementy elektroniczne i inne urządzenia.

Gdzie mogę dowiedzieć się o warunkach pracy sprzętu do cyfrowych systemów nadzoru wideo?

Seagate zapewnia partnerom i klientom szereg narzędzi informacyjnych, w tym informacje o wykorzystaniu dysku twardego, obszarach ryzyka i najlepszych praktykach. Seagate prowadzi również bibliotekę artykułów technicznych, które zawierają przydatne informacje na różne tematy.

Czy są jakieś czynniki inne niż warunki pracy wpływające na niezawodność cyfrowych systemów nadzoru wideo?

Kluczowym czynnikiem w osiągnięciu optymalnej niezawodności jest właściwy wybór konstrukcji kadłuba. Systemy elektroniczne muszą być umieszczone w dobrze zaprojektowanych obudowach, które zapewniają niezbędną kontrolę termiczną i tłumienie lub kompensację drgań. Ponieważ dyski twarde są istotnymi elementami cyfrowych systemów nadzoru wideo, firma Seagate otworzyła specjalne centra usług projektowych, które zapewniają specjalistyczną pomoc inżynieryjną w ocenie projektu kadłuba pod względem wydajności zarządzania ciepłem oraz tłumienia lub kompensacji drgań.

Co robi firma Seagate, aby zoptymalizować niezawodność dysków twardych w cyfrowych systemach nadzoru wideo?

Istotą filozofii rozwoju produktów Seagate dla konkretnego segmentu rynku jest zaangażowanie. Dogłębne badanie specyficznych potrzeb danego segmentu rynku przechowywania danych osiągane jest jedynie w ścisłej współpracy z klientami i partnerami na konkretnej podstawie.
Biorąc pod uwagę tę filozofię, opracowano dyski twarde Surveillance HDD, wiodące w branży dyski, specjalnie zaprojektowane i zoptymalizowane na potrzeby systemów nadzoru wideo.
Dyski twarde Surveillance HDD to znacząca inwestycja firmy Seagate w wsparcie i rozwój produktów na rozwijającym się rynku. Taka strategia firmy przynosi cenne doświadczenie i stymuluje postęp w ulepszaniu technologii, funkcjonalności, wydajności i niezawodności, których nie można osiągnąć w tym samym krótkim czasie za pomocą innych środków.

Czym dyski twarde Surveillance HDD różnią się od innych produktów Seagate?

Producenci komponentów IT opracowują i sprzedają produkty zgodnie z ich zakresem lub segmentem rynku. Komputery stacjonarne, laptopy, serwery i rosnący segment elektroniki użytkowej to platformy, na których firmy rozwijają swoje produkty (od procesorów po dyski twarde). Jednak Seagate przyznał, że systemy monitoringu wideo z cyfrowymi rejestratorami wideo nie należą do żadnej z tych platform, co zmusza klientów z branży nadzoru wideo do wyboru najbardziej odpowiedniego dysku twardego do swoich rozwiązań. Dyski twarde do systemów monitoringu wideo zostały specjalnie zaprojektowane na potrzeby rynku systemów nadzoru z cyfrowymi rejestratorami wideo. Poniżej znajduje się ogólne porównanie kilku dysków twardych Seagate przeznaczonych dla różnych segmentów rynku.

Ta tabela porównuje dyski twarde i pokazuje specjalne funkcje zoptymalizowane dla określonych zadań, a także funkcje związane z każdą z udostępnionych funkcji.

Na jakie cechy bezpośrednio związane z systemami nadzoru wideo należy zwrócić uwagę?

Podczas opracowywania dysków twardych Surveillance HDD firma Seagate zwróciła szczególną uwagę na zwiększoną niezawodność i jakość strumieniowych danych wideo za pomocą środków zmniejszających zużycie energii i kontrolę termiczną, a także optymalizujących informacje dotyczące odczytu / zapisu.
Chociaż wiele rozwiązań SDVR jest opartych na komputerach PC, większość z nich oparta jest na systemach wbudowanych, które wykorzystują zoptymalizowane komponenty. Na przykład często stosowane są bardziej zwarte, zoptymalizowane zasilacze w celu obniżenia kosztów systemu i bardziej efektywnej kontroli termicznej. Dyski twarde Surveillance HDD pokazują zalety tego rozwiązania w praktyce, ponieważ wykazują najlepszy w swojej klasie pobór mocy zarówno prądu wirowania, jak i prądu wyszukiwania. Takie podejście nie wpływa na wydajność i pozwala na wykorzystanie tanich zasilaczy, które nie powodują silnego wytwarzania ciepła, jak również bardziej wydajnych wentylatorów, zmniejszając tym samym całkowity koszt systemu nadzoru z cyfrowymi rejestratorami wideo i zwiększając niezawodność i żywotność dysku twardego.

Czy są jakieś inne sposoby zmniejszenia rozpraszania ciepła w systemie nadzoru wideo?

Projekt systemu nadzoru wideo z cyfrowymi rejestratorami wideo zazwyczaj zapewnia wystarczającą ilość miejsca na dysku do przechowywania zarchiwizowanych nagrań wideo. Wymagana pojemność archiwizowanych danych może się znacznie różnić - od kilku dni do wielu miesięcy. Zazwyczaj przechowywanie zarchiwizowanych danych w systemie nadzoru wideo z cyfrowymi rejestratorami wideo wymaga użycia więcej niż jednego dysku twardego.
Oczywiście najczęściej używaną funkcją systemu nadzoru wideo z cyfrowymi rejestratorami wideo jest aktywne nagrywanie wideo. Po zarejestrowaniu obrazu jest on rzadko oglądany, a czasami nie jest w ogóle oglądany, dopóki nie zostanie nagrany nowy obraz. Zgodnie z tym schematem użytkowania, w większości systemów nadzoru wideo z cyfrowymi rejestratorami wideo jest wystarczająco dużo miejsca na dysku, aby zapisać ilość zarchiwizowanych danych wymaganych przez klienta, a następnie dyski są wypełniane jeden po drugim nowymi danymi po określonym okresie przechowywania.
W rezultacie w dowolnym momencie w systemie jeden lub kilka dysków twardych obraca się i działa z pełną wydajnością z dużym prawdopodobieństwem, chociaż mogą nie być aktywne. Dysk twardy HDD Surveillance obsługuje tryb gotowości, gdy nie jest aktywnie używany. To znacznie zmniejsza zużycie energii i rozpraszanie ciepła dysku, jak również przedłuża jego żywotność.
Aby sprostać wymaganiom dotyczącym pojemności danych archiwizowanych, niektórzy specjaliści ds. Bezpieczeństwa decydują się na użycie kilku tanich dysków twardych o średniej pojemności w systemach nadzoru bezpieczeństwa, aby zminimalizować koszty przechowywania. Jednak takie próby są zazwyczaj skazane na niepowodzenie.
Zastosowanie dysków twardych o średniej pojemności dla komputerów stacjonarnych nakłada poważne ograniczenia na działanie systemów nadzoru wideo i może prowadzić do dodatkowych trudności, które mogą wyeliminować wszelkie teoretycznie możliwe korzyści z oszczędności kosztów.
Bez specjalnych narzędzi do zarządzania zasilaniem dyski twarde dla komputerów stacjonarnych mogą zawieść z powodu przegrzania z powodu intensywnego cyklu pracy i ciągłej pracy systemów nadzoru wideo.
Ponadto, aby spełnić określone wymagania dotyczące pojemności ze względu na dyski średniej wielkości, potrzebnych jest więcej urządzeń, czyli więcej możliwych punktów awarii pojawiających się w systemie. Dodatkowe dyski twarde zajmują dodatkową przestrzeń, zużywają więcej energii i generują więcej ciepła. Nadmierne ciepło odgrywa bardzo ważną rolę w zmniejszaniu żywotności dysku, a tym samym w niezawodności systemu nadzoru wideo.

Dlaczego ważna jest optymalizacja wydajności odczytu / zapisu?

Opracowując rozwiązania do przechowywania danych nadzoru wideo, konieczne jest zoptymalizowanie wydajności dysku zarówno podczas przesyłania danych wideo, jak i przy wysokich obciążeniach cyklu zapisu. Optymalna wydajność podczas odczytu i zapisu strumieniowego wideo zależy od niezawodności, przewidywalności i terminowości wykonywania poleceń. Nowoczesne systemy monitoringu wideo często obsługują nagrywanie w wysokiej rozdzielczości oraz funkcje wyszukiwania wideo. Aby zarządzać ogromną ilością danych wideo i związanych z nimi metadanych w systemie nadzoru wideo z funkcjami zapisu lub eksploracji danych w wysokiej rozdzielczości, zwykle stosuje się relacyjny lub podobny tradycyjny DBMS. Aby zachować integralność danych, konieczne jest zapewnienie najwyższej wydajności takich systemów, a także wykorzystanie najbardziej wydajnych algorytmów do wykrywania i korygowania błędów podczas czytania i pisania.
Ważną cechą dysku twardego Surveillance HDD jest obsługa zestawu poleceń strumieniowych ATA-7. ATA-7 to najnowszy dodatek do standardowego zestawu poleceń ATA do zarządzania dyskami twardymi. Składnik strumieniowy tego standardu pozwala twardemu dyskowi Surveillance HDD dostosować proces odczytu i zapisu do wideo lub zwykłych danych. Polecenia przesyłania strumieniowego ATA-7 zapewniają elegancką zgodność z wymaganiami obu typów danych. 2 Ponadto dysk twardy Surveillance HDD jest zoptymalizowany do nagrywania za pomocą oprogramowania sprzętowego w celu buforowania zarówno danych wyszukiwania, jak i zapisu danych. Jest to ważne dla obciążenia systemu przechowywania danych z monitoringu wideo, ponieważ do 95% danych na dysku twardym stanowi konto do zapisu danych. Wysoka wydajność i długa żywotność płyty są silnie uzależnione od tych ulepszonych możliwości nagrywania.

Dlaczego interfejs dysku jest ważny? A dlaczego w branży systemów monitoringu wideo coraz częściej wykorzystuje się interfejs SATA, a nie tradycyjne PATA?

Filmy w wysokiej rozdzielczości są dość obszerne i szybko zapełniają nawet najbardziej pojemne magazyny, więc zawsze będzie potrzebna dodatkowa przestrzeń do przechowywania. Jednak sama pojemność dysku twardego jest niewystarczająca. Aby efektywnie przesyłać duże pliki, potrzebujesz wysokowydajnych dysków z niezawodnymi narzędziami do korekcji błędów, które mogą zapewnić integralność danych podczas transferu. SATA wykorzystuje zaawansowane układy scalone o bardzo dużej skali i szybkie nadajniki szeregowe. Dlatego dyski twarde SATA nie mają konkurentów pod wieloma względami, takimi jak wydajność, elastyczność, niezawodność i ochrona danych.
Urządzenia do przechowywania danych SATA stały się wszechobecne w świecie IT zarówno wśród producentów komputerów, programistów i integratorów systemów, jak i użytkowników końcowych. Ogromne wielkości sprzedaży pozwoliły obniżyć ceny do bardzo przystępnego poziomu. Biorąc pod uwagę tę okoliczność, wraz z niezaprzeczalnymi zaletami interfejsu SATA, łatwo jest wytłumaczyć stałe zainteresowanie dyskami twardymi SATA wielu producentów systemów nadzoru wideo, integratorów systemów i instalatorów sprzętu.

Dyskowy dysk nadzoru HDD: Podsumowanie
Unikalna kombinacja funkcji dysku twardego Surveillance HDD pozwala klientom natychmiast rozpocząć proces stopniowej poprawy wydajności i niezawodności systemów nadzoru wideo. Sprawdzona strategia Seagate polegająca na tworzeniu określonych kategorii produktów dla określonych segmentów rynku i ich ciągłym ulepszaniu przyniesie jeszcze większe dywidendy w przyszłości.

1 Źródło: IHS, światowy rynek wewnętrznych systemów telewizyjnych i urządzeń do nadzoru wideo, wydanie 2013, maj 2013 r
2 Szczegółowe instrukcje i instrukcje dotyczące korzystania z funkcji dysku twardego Surveillance HDD, w tym poleceń ATA-7, można znaleźć w instrukcji obsługi dysku twardego Surveillance HDD (wcześniej SV35 Series®).