2016年04月25日 星期一
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优化视频监控系统可靠性和性能
2016-04-25 14:59:22   来源:Seagate   评论:0 点击:

IHS 预计 2012 年全球视频监控设备市场价值超过 126 亿美元,并在未来五年以 12 8% 的年复合增长率 (CAGR) 增长,到 2017 年将达到 232 亿美元。以收入计,网络视频监控设备市场的规模预计将在 2014 年超过模拟视频监控设备市场。
 
 
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  作为全球领先的硬盘制造商,希捷深知并非所有客户和存储应用都一样。有时,硬盘应用的独特需求可一目了然。例如,企业数据库应用的存储需要与慢跑时随身携带便携式 MP3 播放器的存储需要截然不同。
 
 
  不过,这两类系统都使用硬盘满足存储需要,虽然所应用硬盘的尺寸非常悬殊,但它们所应用的技术却相差无几。虽然其他存储应用非常相似,但必须承认它们各自具有独特特征,才能确保存储产品能够提供最高的价值、性能和可靠性。
 
 
  不断发展的视频监控业硬盘市场同样存在细微的差别。硬盘使用量正以前所未有的速度增长,这说明与基于磁带的传统系统相比,硬盘存储更为灵活且性能更高。IHS 预计 2012 年全球视频监控设备市场价值超过 126 亿美元,并在未来五年以 12.8% 的年复合增长率 (CAGR) 增长,到 2017 年将达到 232 亿美元。以收入计,网络视频监控设备市场的规模预计将在 2014 年超过模拟视频监控设备市场。1
 
 
  虽然在视频监控系统中采用硬盘比采用磁带高出 100%,但在提高系统互操作性方面仍然存在着巨大空间,同时其可靠性仍然是业界普遍面对的一项挑战。许多已迁移至数字监控系统和基于硬盘的存储的客户,沉醉于改进的容量、性能和灵活性,但对异常高的故障率感到失望。此外,他们渴求提升的性能以利用百万像素录制和智能视频分析的趋势。
 
 
  希捷已在和寻求更高级别性能和可靠性的客户协作,并确定了实现该目标的三个主要方法:不断的教育、改进的设计实践以及专用监控硬盘和相关控制的部署。
 
 
  环境条件对数字视频监控系统的可靠性将造成多大影响?
 
 
  具体来说,下图将希捷监控专用硬盘的预计年返修率 (AFR) 显示为硬盘外壳温度和运行小时数 (POH) 的函数:
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  如图,故障率随着硬盘盒温度升高而显着上升。必须对经销商和系统集成商、安装人员甚至客户就视频监控设备的适当运行环境进行培训,从而减少电子产品和其他设备因暴露在严苛环境下导致的损害。
 
 
  从何处可以获得数字监控设备的适当运行环境的更多相关信息?
 
 
  希捷为合作伙伴和客户提供多种培训工具,可用于向用户说明硬盘的机会、存在的风险和最佳实践。希捷建立了技术资料库,以增强本培训的效果。
 
 
  是否存在影响数字监控系统的可靠性的其他非运行环境因素?
 
 
  合理的外壳或机箱设计是保证实现最高可靠性的关键因素。电子系统必须封装在专为适当温度管理以及振动控制或补偿而精心设计的外壳中。由于硬盘是数字监控系统的关键组件,所以希捷成立了客户体验工程设计服务以提供专业设计知识,帮助客户评估系统外壳是否可保证最佳温度以及振动/冲击管理效果。
 
 
  希捷提供哪些帮助来优化数字监控系统中硬盘的可靠性?
 
 
  希捷秉承不断为目标存储市场提供更高质量的产品的理念。要掌握有关特定存储市场的具体需求,必须积极地与客户和合作伙伴进行密切接触。
 
 
  这一理念充分体现在业界领先的专为视频监控市场设计和优化的监控专用硬盘中。
 
 
  监控专用硬盘代表着希捷对增长中市场的工程设计和支持资源方面的重要投资。通过努力将获得宝贵知识以及技术、功能、性能和可靠性的提升,而如果不采用针对性的方法,则不可能实现相应成果。
 
 
  监控专用硬盘和其他希捷产品有何不同?
 
 
  IT 组件制造商按使用模型或细分设计和推广产品。台式机、笔记本、服务器和新兴的消费电子产品已成为制造商设计处理器和硬盘的目标平台。但希捷认识到监控 DVR 不适合其中任何一种平台,迫使监控客户为其解决方案选择最适硬盘产品。监控专用硬盘专为应对监控 DVR 市场的需求而特别开发。以下是几款专为不同目标市场推出的希捷硬盘的比较。
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  本表比较硬盘并显示特定任务优化的功能和与各自相关的功能。
 
 
  应注意哪些特定于监控的特性?
 
 
  借助监控硬盘,希捷已专注于通过电源管理和热控制以及优化的数据有效载荷读取/写入而提升的可靠性和视频流性能。
 
 
  尽管许多监控数字视频录像机 (SDVR) 是在 PC 平台上实施,大多数已迁移至使用优化组件的嵌入式系统中。例如,通常使用体积更小、更高效的电源以降低系统成本,同时提高热量控制效率。监控专用硬盘通过在启动电流和寻道电流中均提供一流功耗支持这一设计实践。这一方法不会降低性能,它支持使用低成本、更低温运行的电源和更高效的散热风扇,从而降低 SDVR 的总拥有成本而提升硬盘的可靠性和使用寿命。
 
 
  是否可通过其他方法降低监控系统散发的热量?
 
 
  一般,SDVR 设计为具有充足存储空间来保存所需的大量在线存档视频存储。各类系统的存档需求相差非常悬殊,如几天到数月的存档视频。存档存储需求通常需要在 SDVR 系统中使用多个硬盘。
 
 
  当然,SDVR 系统的最常用功能是主动录像。一旦将图像录制到系统中,将很少甚至从不检查这些图像,除非需要覆盖它们。为满足这一使用模型,大多数 SDVR 系统采用大容量硬盘以满足客户的存档需求,然后陆续将存档视频录制到硬盘中;一旦旧存档保存时间到期,就会覆盖相关资料。
 
 
  所以,在任何给定时刻系统中都有一块硬盘或多块硬盘全速运行,即使系统并未主动使用它们时也是如此。监控专用硬盘支持在不存在主动使用时使硬盘进入待机模式的特性。该特性显着降低了硬盘功耗和散热量,同时可延长其使用寿命。
 
 
  此外,为满足存档容量要求,一些安全专家选择在其视频安全系统中使用多块中等容量台式机硬盘。这是为了最大限度地降低存储成本;遗憾的是,这些努力完全于事无补。
 
 
  部署容量有限的台式机硬盘会对视频安全系统造成极大的限制和负担,因此任何理论上的成本节约都毫无意义。
 
 
  台式机硬盘不具备适用于电源管理的特定应用特性,会因视频监控的严苛负载周期和长时间运行要求而出现与散热相关的故障。
 
 
  此外,要满足指定容量要求,需要更多的中等容量台式机硬盘,这不幸意味着增加了潜在故障点。过多硬盘会不必要地占用更多空间,消耗更多能量并生成更多热量,这是降低硬盘寿命以及监控系统可靠性的致命因素。
 
 
  为什么优化读/写性能非常重要?
 
 
  监控存储解决方案的设计中,必须针对视频流和高写入工作负载而优化硬盘性能。优化读/写视频流的性能取决于可靠、可预测且及时地执行命令。现今的监控系统一般拥有智能视频分析和高清视频录制的高级功能。为管理智能或高清监控解决方案中的海量视频和相关元数据,通常会使用相关数据库或相似的传统数据组织系统。另外,该系统的读/写系统必须具备最高性能和错误检测与校正功能,确保不影响数据完整性。
 
 
  监控专用硬盘的一个重要特性是支持 ATA-7 流命令集。ATA-7 是用于控制硬盘的 ATA 命令集行业标准的扩展。该标准的流组件实现根据视频或数据有效载荷定制希捷监控专用硬盘的读取和写入模式。通过使用 ATA-7 流命令,可轻松满足这两点需要。2此外,监控硬盘还针对寻道和写入缓存固件中的写入性能进行了优化。这对于视频监控存储工作负载很重要,其中的写入数据可占据高达 95% 的硬盘操作。良好的性能和硬盘寿命高度依赖这一先进的写入功能。
 
 
  为什么硬盘接口很重要?为何监控业由传统 PATA 转向 SATA?
 
 
  实际上,不断增加的视频监控文件大小需要更多存储容量;即使是容量最大的存储系统,此类数据也可以迅速将系统容量用完。但庞大的硬盘容量仍不够用。要对大量文件进行有效传输,就需要硬盘具备出色的吞吐率以及强大的纠错功能,以确保传输期间的数据完整性。SATA 接口采用全新超大规模集成电路 (VLSI) 技术及高速串行收发器,确保 SATA 硬盘具有卓越的性能、灵活性、数据完整性和可靠性。
 
 
  SATA 存储设备已在整个计算界广受欢迎,从 OEM 到系统构建商/集成商和最终用户。巨大销售量已促使硬盘价格变得极为实惠。SATA 的众多卓越功能使 SATA 硬盘成为了大多数监控制造商、系统构建商/集成商和安装商的标准。
 
 
  监控硬盘摘要
 
 
  借助于监控专用硬盘的独有功能组合,客户能够立即显着提高视频监控应用的性能和可靠性。希捷的长期战略为专注于推出满足特定存储平台需求的产品类别并推动其持续发展,保证将来可获得更大优势。
 
 
  1 来源:IHS,全球 CCTV 和视频监控设备市场 - 2013 版,2013 年 5 月。
 
 
  2 有关如何实施监控硬盘特性的特定指南和说明,包括 ATA-7 命令,请参阅监控硬盘产品手册(原 SV35 Series?)。

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