+7 862 227-01-03
г. Сочи, ул. Гагарина, д. 29
пн-пт 9:00-18:00, сб. 10:00-15:00

Хранение данных для систем видеонаблюдения

Александр Горскин

 

Одним из основных предназначений систем видеонаблюдения и охранного телевидения является видеофиксация текущей обстановки в зоне наблюдения с одновременным, или последующим анализом ситуации и происходящих в этой зоне событий. Обязательной составляющей практически всех систем видеонаблюдения считается возможность записи и хранения видеоконтента, транслируемого с установленных в интересуемой зоне наблюдения телекамер.

Независимо от конфигурации системы видеонаблюдения, обязательным атрибутом в ней будет наличие тех или иных накопителей, на которые будет организована запись и последующее хранение записанного видеоконтента.

Для полноценного функционирования систем видеонаблюдения и охранного телевидения, необходимо организовать запись видеоконтента, транслируемого от сетевых и/или аналоговых камер (в простейших локальных решениях) на внешний, или внутренний носитель. Далее – обеспечить сохранность записанного видеоархива и доступ к видеозаписям для работы с ними.

В зависимости от сложности и конфигурации, в системе также могут присутствовать внешние серверы обработки и хранения данных, имеющие – как локальное расположение, так и удаленные (облачные).

Независимо от конфигурации системы видеонаблюдения, обязательным атрибутом в ней будет наличие тех или иных накопителей.

В ближайшем номере газеты мы рассмотрим тенденции использования накопителей в отрасли видеонаблюдения на весьма наглядном примере эволюции сетевых телекамер.

В этой же статье мы уделим внимание более привычным на рынке видеонаблюдения и охранного телевидения решениям, в которых запись видеотрансляции с нескольких телекамер осуществляется на самостоятельное устройство.

 

Накопители в составе систем видеонаблюдения

Не будем глубоко вдаваться в историю, и пролистаем времена хранения видеоданных на магнитных лентах: аналоговых видеомагнитофонов, которые могли записывать до 960 часов видео на одну кассету стандарта VHS, а также стримеров.

 

3.5" HDD – оптимальное соотношение емкость-цена-срок службы

В аналоговых системах видеонаблюдения, построенных на базе персонального компьютера, или DVR, как и в цифровых IP-системах видеонаблюдения, построенных на базе персонального компьютера, NVR, видеосерверах NAS, – традиционно видеозапись осуществляется на встроенные HDD-накопители. Для расширения видеоархива и в качестве резервного хранилища чаще используются внешние RAID-массивы, внешние накопители и т.д. Оптимальными для использования во всех этих устройствах остаются 3.5” HDD, которые до сих пор обладают оптимальным соотношением: емкость- цена-срок службы.

Что же касается компьютерных систем видеонаблюдения, то в большинстве случаев производители изначально самостоятельно подбирали конфигурацию железа, включая модель HDD, или предоставляли список уже протестированного и рекомендованного к совместному применению оборудования (железа). Аналогичные списки с рекомендованными HDD могут предоставлять и брендовые производители DVR, NVR и систем видеонаблюдения на базе NAS.

Несмотря на это, даже сейчас частые случаи применения в системах видеонаблюдения жестких дисков, спроектированных для настольных компьютеров. Такие диски дешевле профессиональных дорогих линеек и спроектированы для работы в режиме 8/5, т.е. 8 часов в день и 5 дней в неделю. Кроме того, такие накопители могут иметь ряд ограничений: по быстродействию, времени оклика, количеству одновременно выполняемых операций и др. Обычно к ним предъявляются заниженные требования по температуре, наработке на отказ, вибрации и т.д.

Напротив, системы видеонаблюдения, как правило, ориентированы на круглосуточный режим работы 24/7, т.е. 24 часа в день и 7 дней в неделю. В устройствах видеозаписи используется 2 HDD и больше. Вдобавок, такие устройства могут эксплуатироваться не в самых оптимальных для жестких дисков условиях.

Имея отрицательную статистику совместного использования устройств записи даже с рекомендованными моделями HDD, мы советуем не экономить на сборке и приобретать продукцию с уже предустановленными жесткими дисками, на которые распространяется гарантия, как изготовителей HDD, так и самих производителей DVR, NVR и видеосистем видеонаблюдения на базе NAS, или же компьютеров с готовой предустановленной и сконфигурированной системой видеонаблюдения.

 

Жесткий диск, как устройство

Напомним, что жесткий диск («hard disk drive» сокр. HDD) – устройство для хранения цифровой информации. Основным компонентом жесткого диска являются одна или несколько пластин (их ещё называют платтеры, «блины»), выполненных из металла или стекла (керамики). Эти пластины покрывают слоем ферромагнетика, который чаще всего состоит из двуокиси хрома. Таким образом, в HDD действует магнитный принцип хранения информации. Именно на этих пластинах и хранится вся информация, расположенная на жестком диске.

Диски закреплены на общей оси и вращаются с большой скоростью. Кроме того, в корпусе жесткого диска имеется блок магнитных головок, которые осуществляют чтение и запись с поверхностей дисков. Головка проходит в нескольких нанометрах от пластин жесткого диска. Все головки соединены вместе и не могут двигаться раздельно, поэтому запись и чтение производятся сразу со всех поверхностей всех дисков одновременно. Так как механический контакт между пластинами диска и головкой отсутствует, жесткие диски достаточно надежны и долговечны, что является одним из главных их преимуществ, в сравнении с другими устройствами для хранения данных.

Жесткие диски различаются: интерфейсом подключения к материнской плате, скоростью вращения пластин, объемом хранимых данных и кэш-буфером, временем позиционирования головок, временем поиска информации и др. При этом, двумя основными физическими параметрами, которые определяют производительность HDD являются: скорость вращения дисков (чем быстрее вращаются диски, тем быстрее можно получать доступ к диску, тем быстрее диски проходят под магнитными головками, следовательно, тем быстрее можно считывать/записывать данные) и плотность записи на диске (этот параметр определяется как произведение линейной плотности записи вдоль дорожки, выражаемой в битах на дюйм (Bits Per Inch – BPI), и количества дорожек на дюйм (Tracks Per Inch – TPI). В результате поверхностная плотность записи выражается в Мбит/кв.дюйм или в Гбит/кв.дюйм). Эволюция жестких дисков идет в первую очередь в направлении увеличения их емкости, что достигается увеличением: плотности записи на одну пластину и – количества таких пластин в одном HDD.

 

 

Производители жестких дисков

На текущий момент, на рынке жестких дисков присутствует только три производителя, компании: Seagate Technology, Western Digital и Toshiba Electronics Europe (TEE). Еще если быть точнее, то на рынке представлена продукция сразу двух дочерних предприятий, находящихся в собственности WD: WD Technologies и HGST (Hitachi Global Storage Technologies), приобретенное у Hitachi в 2012 году.

 

 

Напомним, что компания Maxtor купила отделение жестких дисков компании Quantum, а затем сама была поглощена корпорацией Seagate, которая купила отделение жестких дисков у Samsung. Подразделение жестких дисков Fujitsu было продано компании Toshiba. Компания Western Digital (WD) купила компанию Hitachi GST (HGST), которая была образована на базе отделения жестких дисков IBM после его продажи японской Hitachi Ltd. В процессе поглощения Hitachi Global Storage Technologies (Hitachi GST) корпорации Western Digital пришлось пойти на ряд уступок с тем, чтобы выполнить требования антимонопольных органов США. Так, американский регулятор обязал WD передать часть активов третьему участнику – японской компании Toshiba. В рамках договоренностей WD передало компании Toshiba часть производственных мощностей и объектов интеллектуальной собственности, касающихся выпуска жестких дисков формата 3.5” для потребительского и серверного рынков. В свою очередь, Toshiba передало компании WD акции своего подразделения Toshiba Storage Device Thailand (TSDT), занятого выпуском накопителей формата 2.5”.

Несмотря на это, в эксплуатации еще остается большое количество уже не выпускаемых HDD от ушедших с рынка жестких дисков производителей.

 

Решение проблем с жесткими дисками

Когда же на рынке HDD присутствовало большее количество производителей, можно было столкнуться с ситуацией, что стабильность накопителей даже одной модели из разных партий отличалась друг – от друга. Поэтому было вполне естественным, что под серьезные объекты закупался полный комплект дисков уже протестированных из списка рекомендованных производителями систем видеонаблюдения. Дополнительный комплект дисков этой же партии закладывался в ЗИП.

В настоящее время проблемы с жесткими дисками чаще решают за счет дублирования (зеркалирования) данных. В многодисковых системах видеонаблюдения рекомендуется использовать RAID-контроллеры, поддерживающие создание RAID-массивов разных конфигураций. RAID (англ. redundant array of independent disks — избыточный массив независимых дисков) – массив из нескольких дисков (запоминающих устройств), управляемых контроллером, связанных между собой скоростными каналами передачи данных и воспринимаемых внешней системой как единое целое. В зависимости от типа используемого массива может обеспечивать различные степени отказоустойчивости и быстродействия. RAID-массив служит для повышения надёжности хранения данных и/или для повышения скорости чтения/ записи.

Аббревиатура «RAID» изначально расшифровывалась как «redundant array of inexpensive disks» («избыточный (резервный) массив недорогих дисков», так как они были гораздо дешевле дисков SLED (Single Large Expensive Drive)). Именно так был представлен RAID его создателями Петтерсоном (David A. Patterson), Гибсоном (Garth A. Gibson) и Катцом (Randy H. Katz) в 1987 году. Со временем «RAID» стали расшифровывать как «redundant array of independent disks» («избыточный (резервный) массив независимых дисков»), потому что для массивов приходилось использовать и дорогое оборудование (под недорогими дисками подразумевались диски для ПЭВМ).

При самостоятельной конфигурации RAID-массива, предварительно рекомендуется ознакомиться с таблицей сравнения RAID. В зависимости от количества дисков, требуемой надежности массива, приоритетов между скоростью чтения и скоростью записи, а также допустимого количества вышедших из строя дисков можно подобрать для себя оптимальную конфигурацию массива. Конечно, при выборе необходимо учитывать и возможности уже имеющихся в наличии, или встроенных RAID-контроллеров. Всегда следует помнить, что при выборе RAID 0, даже выход из строя одного диска ведет к потере всего архива. К примеру, RAID 1 (от 2-х дисков) RAID 10 (от 4-х дисков) подразумевают двойную стоимость используемого дискового пространства. RAID 5 (от 3-х дисков) и RAID 6 (от 4-х дисков) дешевле по стоимости, но требуют большей мощности от контроллера. Как вариант, многие системы видеонаблюдения на платформе NAS, по умолчанию предлагают сконфигурировать RAID 5, в котором допускается выход из стоя одного диска, при этом допускается совместное использование HDD разных объемов.

 

 

 

RAID

Минимум дисков

Потребность в дисках

Отказоустойчивость

Скорость передачи данных

Интенсивность обработки запросов

Практическое использование

0

2

N

< 1 диск

< RAID

очень высокая до N х 1 диск

Графика, видео

1

2

2N*

< RAID 6

R > 1 диск W = 1 диск

до 2 х 1 диск W = 1 диск

малые файл-серверы

2

7

2N<x<n+1< p="">

< RAID 1

~ RAID 3

Низкая

мейнфреймы

3

3

N+1

< RAID 1

< RAID 7

Низкая

Графика, видео

4

3

N+1

< RAID 1

R < RAID 3 W < RAID 5

R = RAID 0 W << 1 диск

файл-серверы

5

3

N+1

< RAID 1

R < RAID 4 W < RAID 3

R = RAID 0 W < 1 диск

серверы баз данных

6

4

N+2

самая высокая

низкая

R > 1 диск W < RAID 4

используется крайне редко

7

12

N+1

< RAID 1

самая высокая

самая высокая

разные типы приложений

 

 

Уточнения:

  • – рассматривается обычно используемый вариант;
  • k – количество подсегментов;
  • R – чтение;
  • W – запись.

 

Специальные линейки жестких дисков для видеонаблюдения

Жесткие диски компаний Seagate Technology и Western Digital активно присутствуют на рынке видеонаблюдения и охранного телевидения, включая специальные линейки HDD. Реже встречаются жесткие диски от компании Toshiba Electronics Europe (TEE).

 

Seagate® SurveillanceHDD

Так в феврале 2014 года компания Seagate представила свои новые жёсткие диски Seagate® Surveillance HDD (прежнее название – SV35 Series™) – накопители седьмого поколения, созданные специально для систем видеонаблюдения и работы с видеоданными. Винчестеры выполнены в форм-факторе 3.5 дюйма и используют для подключения к компьютеру интерфейс Serial ATA 3.0 с пропускной способностью до 6 Гбит/с. Скорость вращения шпинделя составляет 5900 оборотов в минуту, ёмкость буфера – 64 Мбайт. Жёсткие диски Surveillance HDD выпускаются в модификациях ёмкостью 3 или 4 Тбайт. Их габариты равны 147 х 101.6 х 26.1 мм.

Производитель отмечает, что эта линейка дисков специально спроектирована с учётом высокой нагрузки, возникающей в системах видеонаблюдения с большим количеством камер. Накопители рассчитаны на эксплуатацию в круглосуточном режиме. Устройства Surveillance HDD комплектуются датчиками вибрации, что позволяет им эффективно и стабильно работать в системах, насчитывающих до 16 накопителей. Диски поддерживают до 32 каналов записи и обладают средним временем наработки на отказ (MTBF) в 1 миллион часов.

Новая линейка накопителей разработана с целью хранения и получения быстрого доступа к видеоданным, обеспечения целостности информации и более продолжительной работы всех систем. «В наши дни потребность в анализе и обработке огромных массивов данных видеонаблюдения возрастает с фантастической скоростью. Эта потребность распространяется на многие сферы нашей жизни, например, данные видеонаблюдения являются основой приложений, позволяющих городским службам прогнозировать и совершенствовать транспортные потоки, сократить время ожидания в аэропортах, а службам спасения быстрее реагировать на запросы, возможности почти безграничны, – говорит Скотт Хорн (Scott Horn), вице-президент по маркетингу компании Seagate. – Мы были первыми на этом рынке, создав более десяти лет назад первый в мире жесткий диск для систем круглосуточноговидеонаблюдения, и теперь можем использовать богатый накопленный опыт, чтобы обеспечить наших клиентов самым оптимальным решением для записи и доступа к даннымвидеонаблюдения». Так 3,5-дюймовый Surveillance HDD емкостью до 4 Тб способен хранить до 480 часов видео в формате HD.

На сайтах компаний Seagate Technology и Western Digital можно найти портфолио разно-уровневых решений для хранения данных видеонаблюдения, в зависимости от предполагаемой конфигурации системы и хранилища видеоданных.

 

WDPurple

WD®, подразделение компании Western Digital, одновременно с компанией Seagate, представила собственную линейку жестких дисков для систем видеонаблюдения.

Новые 3.5-дюймовые накопители линейки WD Purple™ созданы специально для применения в составе систем видеонаблюдения и прекрасно подходят как для домашних, так и небольших офисных систем безопасности, в которых установлено до восьми накопителей и до 32-х HD- видеокамер. Новые жёсткие диски представлены модельным рядом от 1 до 4 Тб. Все они комплектуются внешним интерфейсом SATA 6 Гбит/с и кэш-памятью объемом 64 Мб.

«Жесткие диски серии WD Purple™ призваны расширить спектр продукции, предлагаемой в рамках инициативы «Свобода выбора» и, тем самым, упростить нашим пользователям и партнерам поиск накопителей, которые не только соответствуют всем основным техническим требованиям, существующим в этой области, но и были одобрены лидирующими производителями систем видеонаблюдения, – говорит Мэтт Ратледж (Matt Rutledge), вице-президент корпорации WD и генеральный директор подразделения по разработке технологий для систем хранения данных. – Жесткие диски WD Purple™ изначально создавались с учетом условий эксплуатации в составе комплексов видеонаблюдения и позволяют улучшить качество воспроизведения видео в формате HD, а также способны функционировать в круглосуточном режиме».

«В отличие от стандартных настольных жестких дисков, предназначенных для эксплуатации в режиме обычного восьмичасового рабочего дня, новая линейка накопителей характеризуется высокой надежностью и полностью отвечает всем требованиям, которые предъявляются к подсистеме хранения данных комплексов видеонаблюдения Hikvision, ориентированных на домашних пользователей и заказчиков из сферы малого бизнеса, – говорит Инь Янг (Ying Yang), руководитель направления тестирования компании Hikvision. – Кроме того, накопители WD Purple™ могут использоваться в конфигурациях, насчитывающих до 8 жестких дисков, и способны обслуживать до 32 HD-видеокамер, что открывает широкие возможности для масштабирования созданных на их основе систем».

Оптимизированные для комплексов безостановочной круглосуточной цифровой видеозаписи, включая персональные цифровые и сетевые видеомагнитофоны, жесткие диски WD Purple™ отличаются низким уровнем потребляемой мощности и поддержкой ряда современных технологий, обычно используемых в устройствах промышленного класса, включая:

  • AllFrame™. При использовании в комбинации с командами потоковой передачи данных по шине ATA данная технология позволяет снизить вероятность пропуска кадров за счет применения уникального алгоритма управления кэшем. Накопители WD Purple™ снабжены обновленными микропрограммами, помогающими бороться с пикселизацией и нежелательными паузами в видеозаписях.
  • Advanced Format Technology™ (AFT). Более эффективный стандарт форматирования жестких дисков, позволяющий увеличить плотность записи информации и, следовательно, общую емкость накопителей, который применяется компанией WD, а также рядом других производителей.

Проверенная совместимость:

  • Накопители серии WD Purple™ созданы с учетом существующих стандартов в сфере систем видеонаблюдения и совместимы с шасси и чипсетами ведущих производителей в этой отрасли. В отсутствие общепризнанного стандарта, компания WD, в тесном сотрудничестве с работающими в этой индустрии поставщиками, создала собственный набор тестов, который позволяет измерить и оценить производительность жестких дисков в составе систем видеонаблюдения. В ходе испытаний накопители WD Purple™ продемонстрировали свое превосходство над аналогичными продуктами других марок, доказав способность поддерживать конфигурации с большим количеством подключенных видеокамер и каналов.

 

Toshiba MD03ACA-V

Не оставила без внимания рынок видеонаблюдения и компания Toshiba Electronics Europe (TEE) – европейское подразделение корпорации Toshiba, которое специализируется на производстве электронных компонентов, со штаб-квартирой в г. Дюссельдорф, Германия. Так 14 мая 2014 г. компания выпустила пресс-релиз о начале выпуска жестких дисков (HDD) высокой емкости серии MD03ACA-V для применения в системах наблюдения. Линейка специализированных 3.5-дюймовых жестких дисков Toshiba включает устройства емкостью до 4 Тб. Диски SATA со скоростью вращения 7200 оборотов/мин. поддерживают секторы промышленного стандарта 512n и RV-компенсацию, позволяющую сохранять производительность при различных конфигурациях жесткого диска. Благодаря этому серия MD03ACA-V хорошо подходит заказчикам, нуждающимся в хранилище для систем круглосуточного видеонаблюдения. Надежная конструкция позволяет использовать диски серии MD03ACA-V в различных видеорегистраторах, включая DVR, NVR и гибридные регистраторы, для круглосуточной эксплуатации со средним временем безотказной работы (MTTF) 1 миллион часов.

«Видеонаблюдение продолжает играть важную роль для широкого спектра предприятий и учреждений, – говорит Мартин Ларссон (Martin Larsson), вице-президент подразделения по производству устройств для хранения данных компании Toshiba Electronics Europe. – Серия дисков MD03ACA-V предназначена для использования в системах наблюдения. Она поддерживает воспроизведение видео высокого разрешения и рассчитана на круглосуточную эксплуатацию».

Энергопотребление дисков в режиме чтение/запись – 11.3 Вт, в режиме экономии энергии при простое – 6.0 Вт, температура при работе от 0 до 70 градусов Цельсия, при простое – от -40 до +70 градусов Цельсия. Диски Toshiba MD03ACA-V поддерживают работу с несколькими видеопотоками высокого разрешения, а максимальная емкость 4 Тб позволяет использовать диски для задач, где требуется записывать и хранения повышенный объем видеоданных. Производитель заявляет, что диски серии Toshiba MD03ACA-V уже доступны к заказу.

 

Особенности линеек HDD для видеонаблюдения

Следует обратить внимание на то, что у производителей имеется собственное представление о специализированных жестких дисках для систем видеонаблюдения.

Так в предыдущей линейке жестких дисков для систем видеонаблюдения компании Seagate – SV35 Series™ скорость вращения шпинделя для диска емкостью 3Тб составляла 7200 оборотов/мин., со средней потребляемой мощностью в рабочем режиме 8.0 Вт. В этой же линейке были модели на 1 и 2Тб. В новой линейке Surveillance HDD представлены диски емкостью 3Тб и 4Тб. У новинок понизилась не только скорость вращения шпинделя – 5900 оборотов/мин., но и средняя потребляемая мощность – 7.5 Вт. Вес обоих новинок составляет 610 грамм, в предыдущей линейке HDD диски емкостью 3Тб и 4Тб весили 626 грамм. Седьмое поколение линейки Surveillance HDD компании Seagate поддерживает совместную работу до 16 дисков емкостью 4 Тб и до 32 камер в системе, что по заявлению самих производителей, достигнуто благодаря установке в новую линейку дисков датчиков вибрации вращения.

Линейка HDD от WD Purple™ включает в себя модели 1, 2, 3 и 4 Тб, которые могут использоваться в конфигурациях, насчитывающих до 8 жестких дисков, и способны обслуживать до 32 HD-видеокамер. Фирменная технология IntelliPower™, позволяет получить точно выверенное соотношение скорости вращения, скорости передачи данных и алгоритмов кэширования, призвана обеспечить как значительную экономию электроэнергии, так и достойное быстродействие дисков. Потребляемая мощность в режимах чтение/запись – 5.10 Вт. Как уже отмечали выше, фирменная технология AllFrame™ делает новую линейку дисков максимально адаптированной для работы в составе систем видеонаблюдения.

 

Выбор оптимальной линейки HDD в зависимости от конфигурации системы видеонаблюдения

На сайтах компаний Seagate Technology и Western Digital представлены положительные отзывы на новые линейки дисков со стороны ведущих игроков рынка видеонаблюдения и охранного телевидения, и как уже отмечали – размещены рекомендации для самостоятельного подбора оптимальной линейки дисков, необходимых при построении системывидеонаблюдения. Выбор зависит от количества дисков в конфигурации, количества камер, как в системе в целом, так и одновременно работающих с одним диском, а также от требуемого срока сохранности видеоконтента в архиве:

  • В конфигурациях, насчитывающих до 6 жестких дисков с количеством камер в системе до 18 и временем хранения видеоданных меньше месяца, компания Seagate Technology на своем сайте рекомендует использовать 2.5-дюймовые жесткие диски Video 2.5 HDD, каждый из которых поддерживает до 12 одновременных потоков в формате HD. В этой линейке представлены жесткие диски емкостью 250, 320 и 500 Гб. Если же требуется архив со временем хранения видеоданных больше месяца, этот же производитель рекомендует использовать уже жесткие диски Video 3.5 HDD, которые выполнены в форм-факторе 3.5 дюйма и имеют емкость от 250 Гб до 4 Тб. Каждый диск поддерживает одновременную запись до 16 видеопотоков в формате HD.
  • В конфигурациях, насчитывающих до 8 жестких дисков, с менее чем 32 камерами для организации видеонаблюдения дома, домашнем офисе или на малом предприятии, компания Western Digital рекомендует использовать новую серию дисков WD Purple™ в форм-факторе 3.5 дюйма, которая поддерживает одновременную работу до 32 HD- видеокамер.
  • Компания Seagate Technology рекомендует использовать новое седьмое поколение линейки Surveillance в составе систем видеонаблюдения, содержащих до 16 жестких дисков. Впрочем, аналогичным было позиционирование и ее предыдущего – SV35 Series™ поколения жестких дисков. Эти же диски производитель рекомендует использовать для локальных хранилищ в системах видеонаблюдения с конфигурацией от 6 до 15 дисков.
  • Для системы наблюдения с менее чем 64 камерами на среднем или крупном предприятии, с конфигурацией больше 6 отсеков, компания Western Digital рекомендует использовать накопители корпоративного класса – по разумной цене WD Se, которые обеспечивают надежность при круглосуточной работе. Диски выполнены в форм-факторе 3.5 дюйма, с емкостью 1, 2, 3, 4 Тб. Среди преимуществ линейки: многоосный датчик сотрясения, который автоматически обнаруживает едва уловимые сотрясения и компенсирует их с целью защиты данных, технология Rotary Acceleration Feed Forward (RAFF) нового поколения для защиты от вращательной вибрации. Данная технология предусматривает применение сложных электронных схем для слежения за работой накопителя и одновременной корректировки как линейной, так и угловой вибрации в реальном времени, что позволяет значительно повысить быстродействие накопителей в условиях сильной вибрации по сравнению с моделями предыдущего поколения.

Эти диски также обладают рядом других преимуществ. Накопители имеют интерфейс SATA, ограниченную гарантию на 5 лет и позиционируются в качестве основы для систем хранения, специально разработанную для NAS классом от МСП до высшего и для круглосуточно функционирующих систем репликации.

  • Для системы наблюдения, в том числе особой важности, с неограниченным числом камер на среднем или крупном предприятии и конфигурацией больше 6 отсеков, этот же производитель предлагает использовать линейку жестких дисков WD Re. Диски выполнены в формфакторе 3,5 дюйма, с емкостью от 250 Гб до 4 Тб, интерфейсами: SATA или SAS и ограниченной гарантией на 5 лет. Компания Western Digital позиционирует данную линейку в качестве самых емких накопителей для систем хранения второго эшелона, которые подойдут даже для самых требовательных систем хранения. Оптимальные области применения линейки жестких дисков WD Re: емкие системы хранения для ЦОД, требовательные высокоскоростные вычислительные комплексы, корпоративные системы особой важности, сети хранения данных (SAN), сетевые устройства хранения (NAS), средства хранения с непосредственным подключением (DAS), сетевые системы видеонаблюдения и облачные хранилища данных.
  • Для хранения данных большого объема, центров обработки данных и облачных систем с функцией хранения видеоданных высокой четкости и анализа видеоизображения, компания Seagate рекомендует использовать линейку дисков Enterprise Capacity 3.5 HDD, выполненных в форм-факторе 3.5 дюйма, с емкостью 500 Мб, 1, 2, 3, 4 Тб. Также в линейке представлены и высокоскоростные жесткие диски емкостью 6 Тб. Эта же линейка рекомендуется для систем, с конфигурацией более 15 HDD. По заявлениям производителя, диски Enterprise Capacity 3.5 HDD служат идеальной основой для создания серверов и СХД с максимальной плотностью хранения. Семейство 3.5-дюймовых дисков с емкостью 6, 5, 4, и 2 Тб поддерживает наивысшую плотность хранения и обеспечивает отличную окупаемость инвестиций. Также компания Seagate заявляет, что модель HDD, емкостью 6 Тб – самые производительные в мире жесткие диски быстрого доступа емкостью 6 Тб, они обладают возможностью 10-кратного увеличения номинальной рабочей нагрузки по сравнению с дисками для настольных систем, высокой надежностью систем хранения данных – среднее время наработки на отказ составляет 1.4 млн. часов. Интерфейсы SAS 12 Гбит/с и SATA 6 Гбит/с упрощают интеграцию. Эти диски имеют лучшие в своем классе показатели количества операций ввода-вывода в секунду в расчете на 1 Тб неструктурированных данных. Технология мгновенного безопасного стирания на дисках с самошифрованием обеспечивает безопасную, легкую и экономичную утилизацию дисков. Так же для хранения большого объема неструктурированных данных в облаке, этот же производитель предлагает доступный по цене жесткий диск корпоративного класса с большой емкостью и низким энергопотреблением – диск Seagate® Terascale HDD (бывший Constellation® CS). Характеристики данной линейки дисков, в виду не массовости проектов с облачным видеонаблюдением и их собственной специфики мы приводить не будем. Впрочем, желающие могут самостоятельно ознакомиться с ними на сайте самого производителя.

Стоечные решения для хранения видеоданных актуальны в системах видеонаблюдения большого масштаба на объектах крупного бизнеса и государственных объектов. Проектирование и построение решений такого уровня рекомендуется доверять профессионалам из числа системных интеграторов, в команде которых присутствуют ИТ- специалисты, имеющие большой опыт создания и эксплуатации подобных решений.

Как мы видим, специализированные жесткие диски для систем видеонаблюдения спроектированы для непрерывного процесса запись/просмотр с учетом высоких требований к пропуску и потере информации, они работают с набором команд обработки потоковых данных с целью уменьшения потери кадров, улучшения воспроизведения и увеличения числа поддерживаемых дисковых отсеков. Такие диски имеют специальные функции, позволяющие контролировать нагрев и энергопотребление. У них могут быть заниженные требований к силе тока при включении питания, что позволяет использовать блоки питания пониженной мощности, выделяющие меньше тепла. Кроме того, в процессе обычной работы диски для систем видеонаблюдения могут использовать преимущество функций энергосбережения. Предпочтительно, чтобы любой жесткий диск мог переводиться в режим экономии энергопотребления в отсутствие активного использования. Это значительно увеличивает эффективность охлаждения всей системы и тем самым повышает ее надежность в целом (к тому же меньшее число жестких дисков в случае применения дисков большой емкости означает меньшее число возможных точек отказа и меньший нагрев системы). Такие диски должны быть рассчитаны на функционирование в условиях вибрации, нагрева и перепадов температур, характерных для систем наблюдения и обладают целым рядом других специфических функций.

Что же сподвигло производителей жестких дисков к проектированию специальных дисков для использования в составе систем видеонаблюдения?

 

Мировой рынок хранения видеоданных

Так исследовательская компания IHS Technology, доходы от продаж внутренних и внешних жестких дисков на мировом рынке видеонаблюдения оценивала в 2012 году в $ 521 100 000 (что составляло 2.4 млн. единиц), в 2013 году – с $ 638 700 000 (что составляло 3.5 млн. единиц), а к 2017 году планирует рост до $ 1.0 млрд. (что составит 7.3 млн. единиц).

Другое исследовательское агентство – Research and Markets, весь мировой рынок видеонаблюдения к концу 2014 года оценивало в 23.5 млрд. $ США, а мировой рынок хранения видеоданных в 2013 году – в $ 4.90 млрд., и прогнозировало его рост до $ 10 410 млн. в 2018 году. Исследования, проводились по технологиям, включая DAS, SAN, NVR, NAS, DVR, Unified Storage, по носителям информации, включая HDD, SSD, Optical Drives, Linear Tapes и по локализации мест хранения видеоконтента, включая запись и хранение на собственных системах видеонаблюдения, либо в качестве сервиса – удаленно в облаке и т.д.

По сценарию, среднегодовой темп роста этого рынка с 2013 по 2018 год должен составлять 16.3%, а наибольший рост должны показать системы видеонаблюдения на базе NAS.

В этих исследованиях не учтено много параметров, в том числе, и то, что летом 2013 года компании HGST вместе с Seagate, Toshiba и WD стали основателями и членами ассоциации производителей устройств для хранения данных SPA (Storage Products Association).

По задумке, ассоциация SPA должна стать новым игроком в отрасли хранения данных, который будет пропагандировать важную растущую роль жестких дисков (HDD) и гибридных накопителей (SSHD) в современном мире.

Возможно, такой союз позволит не только продлить спрос на жесткие диски, но и усилить его. В текущий момент, для целого ряда задач, твердотельные и гибридные накопители обладают лучшими характеристиками, чем жесткие диски. Не смотря на это, оптимальными по соотношению: емкость-цена-срок службы в решениях, где требуется организовать хранения большого объема данных до сих пор остаются 3.5” HDD. И велика вероятность, что эта тенденция сохраниться еще надолго. Подтверждением этому служит приведенная далее информация:

На рынке у компаний Seagate Technology и Western Digital уже появились модели жестких дисков емкостью 6 Тбайт (компания Toshiba Electronics Europe (TEE) в своей продуктовой линейке имеет жесткие диски с максимальным объемом 5 Тбайт). В ноябре 2013 года компания HGST (Hitachi Global Storage Technologies), структурное подразделение Western Digital, объявила о доступности первых жёстких дисков Ultrastar He6 ёмкостью 6 Тб, заполненных гелием. Это также первый в истории коммерческий HDD, в котором используется сразу семь 3.5-дюймовых магнитных пластин. Разработчики установили в «гелиевые» накопители магнитные пластины нового поколения. Их максимальная ёмкость, снижена с 1 Тб до 857 Гб, однако это позволило компании Western Digital получить накопитель рекордной ёмкости, равной 6 Тб. При этом компания не стала слишком снижать скорость вращения шпинделя, она составляет 7200 оборотов/мин.

«В условиях постоянного ужесточения требований к облачным дата-центрам и корпоративным системам в аспекте повышения эффективности хранения данных и сокращения издержек, компания HGST как лидер инноваций предлагает новое революционное решение, способное значительно улучшить показатель TCO для центров хранения и обработки информации практически на всех уровнях – ёмкость, энергопотребление, охлаждение, плотность хранения данных – в рамках единого формфактора 3.5”, – сказал вице-президент по маркетингу HGST Брендан Коллинз (Brendan Collins). – Наш новый HDD Ultrastar с использованием гелия не просто предлагает ответ на вызовы времени в сегменте дата-центров наша платформа для массового сегмента, использующая преимущества гелия, послужит средством стимулирования развития продуктов и технологий в будущем. Это яркая демонстрация высокого мастерства, и наши усилия вознаграждаются поддержкой наших клиентов в развитии этого направления».

Передовая платформа HelioSeal, представленная HGST еще в сентябре 2012 года, создаёт условия для производства герметичных накопителей повышенной ёмкости с перспективой на несколько десятилетий с учётом значительного снижения общей стоимости владения (TCO – total cost of ownership). Использование природных преимуществ гелия, более легкого газа (с плотностью, равной 1/7 плотности воздуха) позволяет уменьшить сопротивление вращению пластин, благодаря чему уменьшается их нагрев и появляется возможность уменьшить высоту считывающей головки над дорожками пластины, т. е. плотнее разместить пластины внутри диска. Инновационная запатентованная технология HGST HelioSeal позволила создать Ultrastar He6 – первый в отрасли герметичный HDD с гелиевым наполнителем, допускающий возможность массового производства HDD с высокими экономическими показателями.

«Темпы роста плотности записи в индустрии HDD не поспевают за темпами роста объёмов хранимых данных в дата-центрах корпоративного класса, – сказал вице-президент аналитического отдела IDC Джон Риднинг (John Rydning). – Предложенная компанией HGST новая запатентованная технология создания герметичных HDD с гелиевым наполнителем первых в отрасли решений подобного рода, обеспечивающих увеличение ёмкости накопителя параллельно с сокращением энергопотребления и снижением рабочей температуры – выходит на рынок в тот момент, когда руководители IT-проектов проявляют интерес к ёмким энергоэффективным HDD нового поколения, способным снизить общую стоимость владения для корпоративных систем хранения информации».

Рост объёмов корпоративных данных, предназначенных для хранения, происходит экспоненциально, тогда как бюджеты IT-отделов остаются на прежнем уровне. Благодаря объёму в 6 Тб, низкому энергопотреблению в 5,3 Вт в режиме простоя (Idle), облегчённому исполнению в 640 граммов и рабочей температуре, на 4-5°C ниже таковой в стандартных решениях, применение новейшего Ultrastar He6 позволяет снизить общую стоимость владения практически по всем уровням. Ниже представлены ключевые преимущества новинки при оценке TCO в сравнении с обычным (работающим в воздушной среде) винчестером формата 3.5” ёмкостью 4 Гб на базе 5-ти магнитных пластин:

  • 6 терабайт – максимальная ёмкость из всех HDD, представленных на рынке; 7 пластин; лучший показатель TCO.
  • Меньшее энергопотребление с лучшими значениями потребляемой мощности на терабайт данных:
    • -23% от энергопотребления в режиме простоя (Idle) на 1 HDD;
    • -49% от потребляемой мощности на 1 Тб.
  • Наилучший показатель плотности записи данных для стандартного формфактора 3.5”:
    • +50% к ёмкости.
  • Меньший вес в сравнении с обычным 3.5” HDD с 5-ю пластинами:
    • -50 г. от веса, несмотря на присутствие ещё 2-х пластин, позволяющих на 50% увеличить суммарную ёмкость накопителя на одно посадочное место;
    • -38% от показателя веса на терабайт данных (вес накопителя по отношению к ёмкости).
  • На 30% снижен уровень рабочего шума (благодаря меньшей плотности газовой среды).
  • На 4 градуса по Цельсию снижена рабочая температура накопителей.

Актуальность прорывной технологии производства HDD в герметичном корпусе обусловлена наблюдаемым противоречием между главными требованиями рынка и ограниченной возможностью роста плотности записи данных на магнитные пластины. Аналитики из IDC отмечают замедление темпов роста плотности хранения данных, которое в период 2011 – 2016 гг. ожидается на уровне не выше 20%. Кроме того, использующая гелий платформа HGST сыграет главную роль в реализации таких технологий, как SMR (Shingled Magnetic Recording) и HAMR (Heat-Assisted Magnetic Recording), в отношении которых HGST продолжит продвижение концепции повышения плотности хранения данных на HDD. Эта платформа также послужит своеобразным строительным материалом в создании новых, растущих рыночных сегментов, таких как охлаждаемые системы хранения информации – сфера деятельности, которая должна стать объектом повышенного внимания HGST в течение двух последующих лет.

На фоне продолжающегося стремления проектировщиков дата-центров и производителей серверного оборудования к насыщению функционала параллельно с уменьшением размеров, особую актуальность приобретает проблема эффективного охлаждения, обусловленная затруднением циркуляции воздушных потоков вследствие повышения количества выделяемого тепла на фоне уплотнённой компоновки. Одним из популярных вариантов решения этой проблемы является применение охлаждающей жидкости. Как вещество, обладающее большей в сравнении с воздухом плотностью, жидкость лучше отводит тепло, обеспечивая поддержание рабочей температуры на более стабильном уровне. Вместе с тем обычные накопители не могут погружаться в жидкую среду вследствие конструктивных особенностей, допускающих попадание влаги внутрь корпуса с последующим повреждением или выходом из строя накопителя. Только платформа HGST HelioSeal обеспечивает экономически эффективное решение для систем хранения с жидкостным охлаждением благодаря герметичному исполнению. Сегодня HGST ведёт активные исследования в этом направлении в сотрудничестве с ведущими инновационными игроками в этом сегменте, включая Huawei и Green Revolution Cooling.

По словам производителя, выпуск 6 Тб жёстких дисков позволил улучшить все эксплуатационно-технические характеристики жёстких дисков. Одним словом, владельцы ЦОД получают в руки устройство для хранения данных, которое обещает снизить стоимость владения СХД. Безусловно, наполненные гелием жёсткие диски дороже обычных, но в целом хранить данные дальше станет дешевле.

Новая «гелиевая» серия HDD Western Digital Ultrastar He6 (платформа HelioSeal) доступна в виде единственной 6-Тб модели с интерфейсами SAS 6 Гбит/с и SATA 6 Гбит/с. Уровень шума накопителя в простое равен 20 дБ, потребление энергии в простое – 5,3 Вт для версии SAS 6 Гбит/с. Ограниченная гарантия на накопители составляет 5 лет.

В ответ на появление WD Ultrastar He6, в Seagate весной этого года также выпустили собственный жесткий диск на 6 Тбайт. Это винчестер корпоративного уровня, работающий на 28% быстрее, чем выпускавшаяся компанией предыдущая топ-модель, чья емкость составляет 4 Тбайт. В то время, как в Western Digital считают использование гелия обязательной особенностью будущих жестких дисков высокой емкости, в Seagate заявляют, что пока не нуждаются в использовании более легкого газа, меньше сопротивляющегося вращению пластин, благодаря чему уменьшается их нагревание.

«Нам не понадобился гелий, чтобы создать диск емкостью 6 Тбайт, и к тому же он на 25% быстрее, чем гелиевый, – заявила Барбара Крейг, менеджер по маркетингу Seagate. – Но можете не сомневаться: когда будет нужно, мы гелием воспользуемся».

По ее словам, новый жесткий диск Seagate снабжен датчиком влажности, который позволит накопителю работать во влажных средах.

Винчестер получил название Seagate Enterprise Capacity 3.5 HDD v4. Он предназначен для облачных центров обработки данных, где преобладают системы хранения данных для близкого к оперативному (near-line) доступа.

Компания применила ту же технологию перпендикулярной магнитной записи, которая была использована в предыдущих моделях, но увеличила плотность от 831 бит на квадратный дюйм до 1000.

Винчестеры выполнены в формфакторе 3.5 дюйма. Заказчикам доступны версии с интерфейсами Serial Attached SCSI (SAS) и Serial ATA 3.0, обеспечивающими пропускную способность до 12 и 6 Гбит/с соответственно. Как и прежние жесткие диски Seagate для предприятий, новый диск имеет технологию самошифрования SED и систему мгновенного удаления Instant Secure Erase, при необходимости многократно перезаписывающую все данные. Жесткий диск сертифицирован по американскому стандарту защищенности FIPS, который разрешает использование накопителя в системах госучреждений.

Микропрограммное обеспечение Seagate Super Parity, реализующее функцию восстановления данных на массивах RAID, размещено в контроллере SAS, благодаря чему, как утверждают в Seagate, процесс восстановления после ошибки диска проходит быстрее: по словам Крейг, данные восстанавливаются «за несколько часов, а не дней».

  • Ёмкость буфера составляет 128 Мбайт;
  • Скорость вращения шпинделя – 7200 оборотов в минуту;
  • Среднее время безотказной работы, согласно техническим характеристикам, достигает 1.4 млн часов.

Как утверждают в Seagate, накопитель способен выдерживать запись до 550 Тбайт в год – на порядок больше, чем лучшие жесткие диски компании для настольных ПК.

Диски рассчитаны на работу в круглосуточном режиме. Размеры винчестеров составляют 147 х 102 х 26 мм.

«Жесткие диски для полуоперативного доступа – самый быстрорастущий сегмент рынка накопителей для предприятий, – замечает Крейг. – Причем для этих целей до сих пор пытаются использовать накопители, рассчитанные на настольные компьютеры».

Расценки в Seagate не сообщили, поскольку компания большую часть жестких дисков уровня предприятия продает производителям дисковых массивов, но, по словам Крейг, новый винчестер будет стоить столько же, сколько и предыдущая модель емкостью 4 Тбайт.

(Продолжение следует)

 

С сайта: http://daily.sec.ru