視頻監(jiān)控系統(tǒng)邁入大數(shù)據(jù)時代 存儲技術引變革

視頻監(jiān)控系統(tǒng)大踏步邁入大數(shù)據(jù)時代，為市場和技術的各個層面都帶來了“質(zhì)”的飛躍。作為事后取證的重要技術手段，存儲技術在整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的地位無庸置疑。隨著高清視頻監(jiān)控應用的日益普及，一方面海量存儲的壓力加大，集中管理的需求增強，同時迫切要求專門針對視頻性能進行存儲的優(yōu)化處理;而另一方面，存儲總?cè)萘康脑龃?，也造成了總體價格成本的上升，市場對單位容量成本(每TB價格)的要求越來越高，所有這些因素都引發(fā)了視頻監(jiān)控存儲市場的一場新變革。

傳輸流暢性至關重要

數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧鲿承允潜ＷC視頻監(jiān)控系統(tǒng)正常運行的關鍵性因素，然而前提是要以足夠的網(wǎng)絡帶寬作支撐。尤其是在海量數(shù)據(jù)應用的高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，高清前端設備必須要與高清存儲設備進行有效的融合，才能實現(xiàn)前端與后端存儲整體運行效果的最大化。面對日漸復雜的高清數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)，處理器性能的不斷提升極易造成存儲子系統(tǒng)與HDD硬盤之間的讀寫延遲;同時，數(shù)據(jù)流量的增加，促使監(jiān)控系統(tǒng)對帶寬的要求越來越高，任何一個環(huán)節(jié)中的傳輸帶寬遇到瓶頸，都會增加數(shù)據(jù)讀寫的困難度，導致系統(tǒng)的延遲及不穩(wěn)定。

PLX公司技術支持經(jīng)理馬明輝

伴隨著存儲市場的發(fā)展和進步，一些更新的技術實現(xiàn)方式被引入到這一應用中來。其中包括PCle技術，它提供了一個超高的帶寬通道，增加了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并可改善延誤現(xiàn)象，讓視頻數(shù)據(jù)的傳輸變得更暢順。PLX公司技術支持經(jīng)理馬明輝表示，PCle芯片的高性能、輸出能力，以及與主機之間的連接技術，讓視頻數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)部和不同主機之間能夠流暢地往來，滿足了監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展對存儲產(chǎn)品日益增長的需求。目前，PCle轉(zhuǎn)換/橋接芯片的技術發(fā)展主要體現(xiàn)在端口數(shù)量和帶寬通道兩方面。新一代的PCle芯片具備最高x16的帶寬通道，在數(shù)據(jù)讀寫時的速度可達到128Gbps(8Gx16)，大大提升了視頻數(shù)據(jù)的傳輸速度和流暢度。另一方面，監(jiān)控鏡頭數(shù)量的不斷擴大使得客戶對PCle端口的數(shù)量要求也越來越高，新型PCle交換芯片具有3至24個端口，可為監(jiān)控產(chǎn)品提供 3至96通道高帶寬的傳輸環(huán)境，因而成為了高清監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)的理想選擇之一。

據(jù)了解，PLX公司開發(fā)的PCIe交換芯片和橋接芯片目前占整個市場80%以上的份額。以PLX全新第三代PCle交換芯片為例，與以太網(wǎng)、InfiniBand和其他I/O技術相比，其無需任何協(xié)議轉(zhuǎn)換即可實現(xiàn)高帶寬通道內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸。另外，它還具有業(yè)內(nèi)最低功耗和最小的延遲、小尺寸、NT(非透明橋)端口、多主機連接、DMA、多播傳輸 (Multi-Cast)、虛擬通道和獨特的系統(tǒng)/芯片調(diào)試工具等，可以為CPU連接提供高帶寬的上游端口，同時為不同的終端提供更多下游端口。PLX的 NT技術還可通過PCle實現(xiàn)主機之間的連接和數(shù)據(jù)傳輸，而DMA集成又極大地降低了在視頻數(shù)據(jù)傳輸中CPU的負載，多播傳輸可以減少數(shù)據(jù)在備份系統(tǒng)中重復傳輸?shù)那闆r。

世健系統(tǒng)(香港)有限公司產(chǎn)品市場部副總監(jiān)鄭舒達

就市場最新的發(fā)展動向，世健系統(tǒng)(香港)有限公司產(chǎn)品市場部副總監(jiān)鄭舒達介紹道：“處理器性能的提高、視頻數(shù)據(jù)的加量和高清視頻的應用等趨勢，使得越來越多的廠商在開發(fā)帶PCle界面的SSD，將其應用于主流的存儲產(chǎn)品中。”擁有快閃記憶體的SSD具有持久的記憶能力，PCle和SSD的結合可支持包括NVMe、SCSI over PCle (SOP)和SATA Express的相關協(xié)議標準，能減少監(jiān)控系統(tǒng)的延遲，真正地實現(xiàn)高性能存儲。作為PLX的中國區(qū)代理，世健可針對不同的應用環(huán)境和需求，為廠商提供 PCle技術設計上的優(yōu)化建議，并且還可以供應開發(fā)板和評估板，協(xié)助客戶作新產(chǎn)品或應用的評估，從而縮短開發(fā)周期，加快產(chǎn)品的上市時間。

全力滿足高清監(jiān)控需求

監(jiān)控系統(tǒng)從過去的CIF格式，到后來的D1格式，再到現(xiàn)在的1080P高清視頻監(jiān)控，以至于未來的4K×2K超高清規(guī)格，視頻數(shù)據(jù)對存儲空間的要求已經(jīng)擴大很多倍，再加上存儲時間的要求不斷延長，從7天到兩周，再到一個月、三個月，某些領域甚至要求半年、一年等等，高清視頻對于高容量存儲設備的要求成為了必然。除此之外，系統(tǒng)硬盤的可靠性仍然是重要指標，如何減少系統(tǒng)故障、降低服務成本，從真正意義上降低建設總成本并提升視頻數(shù)據(jù)的利用價值，是專業(yè)硬盤廠商要集中解決的主要課題之一。

希捷科技全球副總裁暨中國區(qū)總裁孫丹

“高清視頻監(jiān)控應用與其他行業(yè)對存儲系統(tǒng)的要求相比，有其獨特性，例如，它一般具有監(jiān)控點多、攝像頭數(shù)量多、監(jiān)控時間長、采集數(shù)據(jù)時間長等特點。”希捷科技 (Seagate)全球副總裁暨中國區(qū)總裁孫丹說道。以希捷新推出的第七代監(jiān)控硬盤為例，其最高容量達4TB，可存儲480小時的高清內(nèi)容，同時該硬盤為擴展視頻存儲而設計，包含旋轉(zhuǎn)震動(RV)傳感器，可減少多硬盤運行環(huán)境中旋轉(zhuǎn)振動對硬盤性能的影響，保證能在配備16塊硬盤的系統(tǒng)中穩(wěn)定運行。此外，希捷第七代監(jiān)控硬盤可支持32路高清視頻流，支持更高的寫入負載，平均無故障時間高達100萬小時，確保了更長的正常運行時間和更高的數(shù)據(jù)可靠性。該硬盤的設計具有低功耗和低散熱的特性，在節(jié)約用電成本的同時，賦予了解決方案提供商更大的設計靈活性，很好地滿足了高清視頻監(jiān)控圖像的存儲需求，從而成為高清監(jiān)控市場發(fā)展的強大助力。

另據(jù)介紹，為了更好地服務于監(jiān)控行業(yè)用戶，希捷還成立了設計服務中心(DSC)，向監(jiān)控 DVR/NVR廠商和系統(tǒng)集成商提供一系列全面的研發(fā)、設計和測試服務，用戶可在實驗室階段而不是研發(fā)階段的后期或現(xiàn)場使用時解決問題，從而能夠縮短產(chǎn)品上市時間、降低整體成本并提高可靠性。

談到高清監(jiān)控存儲系統(tǒng)的最新發(fā)展動向，孫丹指出，在當前高清監(jiān)控市場迅猛成長的狀況下，存儲已成為監(jiān)控系統(tǒng)建設的又一個重點，云存儲作為一種新型的存儲運行模式，可以完全將存儲進行虛擬化，簡化了存儲的應用環(huán)節(jié)。更重要的是，它為用戶節(jié)省了配備大量存儲設備的費用，只需要支付少量的存儲服務費，即可享受強大的存儲和共享服務，大大方便了視頻監(jiān)控管理人員的日常工作，因而這也使得云存儲必將是未來發(fā)展的一個必然方向。

在針對云存儲的技術開發(fā)上，希捷自主開發(fā)的Kinetic開放存儲平臺不僅簡化了數(shù)據(jù)管理模式，提高了產(chǎn)品性能和可擴展性，還可以同時將一般云基礎設施的總體擁有成本(TCO)降低至50%。該平臺充分利用了希捷在硬件及軟件存儲系統(tǒng)的優(yōu)勢，將新的即將開放源代碼的核心應用程序界面(API)、以太網(wǎng)和希捷硬盤技術相結合，專為在各種云存儲軟件棧快速實施和部署而設計，可廣泛應用于各種存儲設施，幫助安防企業(yè)設計新的監(jiān)控解決方案，以應對不同的使用情況。

定制化存儲方案受關注

視頻監(jiān)控系統(tǒng)前所未有地面對著當前如此多不同環(huán)境下的監(jiān)控需求，從海量視頻數(shù)據(jù)、集中存儲管理模式;到車載監(jiān)控系統(tǒng)嚴酷操作環(huán)境下對于存儲產(chǎn)品提出的抗振及耐高低溫要求;再到云端監(jiān)控的導入，借助3G UMTS/4G LTE無線通信、WiFi無線局域網(wǎng)絡、Bluetooth、RF射頻組件等技術，將實時影像壓縮編碼上傳至互聯(lián)網(wǎng)，并通過無線網(wǎng)絡實時觀看監(jiān)控視頻等等。針對這些不同的視頻監(jiān)控應用特點，監(jiān)控存儲硬盤產(chǎn)品的進一步細分和定制化特征也越來越明顯。

西部數(shù)據(jù)(Western Digital)是監(jiān)控行業(yè)中重要的硬盤供應商之一，該公司有關負責人表示，現(xiàn)階段，西部數(shù)據(jù)在安防監(jiān)控專用硬盤的開發(fā)上不再追求產(chǎn)品的轉(zhuǎn)速、傳輸速度等傳統(tǒng)PC應用所關注的重點，而是更注重與視頻監(jiān)控設備廠商的合作開發(fā)，提供與安防監(jiān)控設備更緊密配合的存儲產(chǎn)品。西部數(shù)據(jù)目前的產(chǎn)品線主要包括監(jiān)控專用硬盤和企業(yè)級硬盤兩大類。監(jiān)控專用硬盤分為3.5”和2.5”兩種外形規(guī)格，分別適用于標準嵌入式/臺式DVR/NVR和車載式DVR，這類產(chǎn)品目前的發(fā)展趨勢是更看重產(chǎn)品對于DVR/NVR產(chǎn)品的兼容性，以及產(chǎn)品在針對監(jiān)控視頻記錄方面的優(yōu)化。

例如，西部數(shù)據(jù)在今年2月份推出的監(jiān)控專用紫盤產(chǎn)品就是一款專門針對視頻監(jiān)控應用而設計的產(chǎn)品。為了更好地與新裝或現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)配合使用，紫盤針對監(jiān)控級標準進行了特別的設計與測試，并與行業(yè)領先供應商的底座與芯片組兼容，可滿足全天候數(shù)字化PVR、DVR和NVR記錄環(huán)境的需求，提供了面向企業(yè)級存儲的低功耗、高性能特點，且備有獨多項專利技術(如AllFrame、高級格式化AFT技術等)。而企業(yè)級硬盤產(chǎn)品則更多應用于對數(shù)據(jù)可靠性和數(shù)據(jù)訪問速度要求更高的集中存儲系統(tǒng)。 RE企業(yè)級存儲系列在持續(xù)讀取和寫入性能方面發(fā)揮出色，140萬小時MTBF平均無故障時間為企業(yè)在7×24的高強度運轉(zhuǎn)環(huán)境下提供了高可靠性的存儲保障;還能滿足企業(yè)云和數(shù)據(jù)中心所追求的高密度儲存、低耗電量和安全性等要求;并且對于RAID數(shù)據(jù)保護方式能提供更好的支持，達到業(yè)績高水準的產(chǎn)品的可靠性表現(xiàn)。

特別值得一提的是，去年年底，西部數(shù)據(jù)與?？低暪餐瞥隽薍V78系列安防監(jiān)控定制硬盤，這是一款專門針對?？低旸VR產(chǎn)品進行定制化開發(fā)的專用工業(yè)級監(jiān)控硬盤。作為全球首款為安防監(jiān)控應用而定制的硬盤，經(jīng)過兩家公司產(chǎn)品研發(fā)部門的密切合作，產(chǎn)品從性能、兼容性等多方面進行優(yōu)化，能夠更好地配合視頻監(jiān)控應用的需求特點。

SSD成為有效補充

近一年來，在監(jiān)控存儲行業(yè)中一股新興勢力不容忽視，那就是固態(tài)硬盤(SSD)技術已成為傳統(tǒng)硬盤的一個良好補充。大部分業(yè)內(nèi)人士認為，SSD產(chǎn)品在針對隨機讀寫數(shù)據(jù)為主、對于容量要求較低的應用上會有更佳的性能，例如：數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)頁服務器等;但是視頻監(jiān)控領域更多還是視頻影像的連續(xù)讀寫，并且對于存儲容量方面有更高的要求，因此，在未來的一段時間內(nèi)硬盤仍將是安防監(jiān)控主流的存儲方式，而固態(tài)硬盤和傳統(tǒng)硬盤將會在市場上長期共存。

“制約固態(tài)硬盤應用的因素有很多，如價格昂貴、消費者對其可靠性/耐久性的顧慮、市場混亂、缺乏行業(yè)標準等。”孫丹談到：“但作為傳統(tǒng)硬盤的重要補充，SSD固態(tài)硬盤或閃存可以為低存儲容量的移動應用提供存儲解決方案。雖然今天的固態(tài)硬盤在性能方面已超越了傳統(tǒng)的機械式硬盤，同時在穩(wěn)定性、功耗以及發(fā)熱控制方面也在后者之上，在企業(yè)級市場非常受歡迎，但由于受到單位存儲成本高、容量低等因素的影響，SSD在價格敏感的安防市場上的發(fā)展受到了一定的限制。”據(jù)介紹，希捷于去年下半年推出了全球運行速度最快的企業(yè)級Turbo固態(tài)混合型硬盤(SSHD)，融合了固態(tài)硬盤的容量以及固態(tài)閃存技術，能夠在處理任務關鍵型數(shù)據(jù)業(yè)務時提供高速的性能。

威剛(ADATA)科技資深技術營銷經(jīng)理洪旗徽

威剛(ADATA)科技目前已擠身為全球固態(tài)硬盤前五大供應商之一，針對安防監(jiān)控存儲應用，該公司提供的產(chǎn)品以高效能、高可靠性及高C/P值為重點。威剛資深技術營銷經(jīng)理洪旗徽認為，對比現(xiàn)今主要的監(jiān)控存儲產(chǎn)品，硬盤的優(yōu)勢在于單位成本較低，但其效能可靠性較差;固態(tài)硬盤雖具有較高的成本，但相對來說，具有高性能及高可靠性表現(xiàn)，且固態(tài)硬盤的容量最高已可支持到1TB;SD記憶卡的價格較便宜，但由于容量較小及效能較差，因而目前只能支持短時間的存儲錄像。從整體發(fā)展趨勢來看，硬盤仍是市場主流，但隨著固態(tài)硬盤成本逐漸降低，在未來，固態(tài)硬盤將會有機會取代部分傳統(tǒng)硬盤市場。為了提供高品質(zhì)的產(chǎn)品，威剛從產(chǎn)品閃存顆粒的篩選，到固件與軟件的支持，以及針對不同的客戶需求，設計專屬的定制化產(chǎn)品，為客戶提供正確的產(chǎn)品組合及定制化的軟硬件服務。

宇瞻(Apacer)科技有限公司產(chǎn)品經(jīng)理潘鴻文

宇瞻(Apacer)科技有限公司產(chǎn)品經(jīng)理潘鴻文同樣指出，NAND Flash產(chǎn)品的納米微縮工藝與多層單元(Multi-Level Cell)技術使得SSD的價格越來越便宜，但其產(chǎn)品質(zhì)量與使用壽命仍有待提高，如何有效地使用與管理較差的NAND Flash顆粒將是未來的重要議題。目前Apacer可為監(jiān)控廠商提供的產(chǎn)品包括SD/uSD、SATA DOM、2.5”SSD Half-slim SSD(MO-297)以及USB DOM。Apacer還可以在廠商產(chǎn)品開發(fā)時期提供SSD widget云端實時監(jiān)控軟件，幫助客戶分析其使用行為模式，進而推算產(chǎn)品的使用壽命，并建議合適的顆粒型態(tài)(SLC或MLC)及所需最低容量，使客戶能在有限的預算下購買到足夠用的容量。

此外，Apacer自行開發(fā)SLC-lite模式固件，搭配MLC NAND Flash顆粒，以仿真SLC的操作模式可延長壽命為原本MLC的6倍之多，傳輸速度更增快約2倍而產(chǎn)品價格較SLC減少一半以上，是兼顧高速度、高壽命與低價格優(yōu)勢的一款產(chǎn)品。在用戶選購方面，潘鴻文補充道：“NAND Flash產(chǎn)品因價格的因素，使得其將會以提升監(jiān)控設備的效能為主要目標，廠商要特別注意所使用NAND Flash的質(zhì)量與種類(SLC/MLC/TLC)，因為這些對于產(chǎn)品壽命與數(shù)據(jù)正確性等將產(chǎn)生重要的影響。”

車載監(jiān)控存儲系統(tǒng)構建新思維

宜鼎國際(Innodisk)股份有限公司工控Flash事業(yè)處資深協(xié)理李孟厚

現(xiàn)階段，在車載監(jiān)控這一特殊領域，SSD固態(tài)硬盤的應用得到了越來越多的重視，這是因為車載系統(tǒng)通常體積較小，同時還要面對車輛運行過程中的溫度與震動等挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)HDD硬盤較難應付這些問題，需要仰賴SSD技術來解決。對車載系統(tǒng)來說，搭載優(yōu)良Flash的SSD將會逐步取代HDD，主因是HDD是機械式讀寫，抗震能力比較弱，而SSD沒有機械操作部分，應用在車載系統(tǒng)時，抗震防震能力強，甚至承受極高低溫的能力都要比HDD還好。

另外，省電、輕薄短小絕對是主流的市場需求趨勢，隨著技術規(guī)格的演進，在硬件與固件的配合下，可以讓儲存產(chǎn)品發(fā)揮出更優(yōu)異的省電功能。與過去的差別在于，過去儲存裝置的省電模式做法一般是降低Flash傳輸速度的頻率，也就是降頻;而現(xiàn)在的省電模式則是直接做休眠，在儲存裝置休眠的時候完全沒有信號的傳輸，而只剩下一個重新啟動的功能。對比起來，過去有省電模式大概功耗為50mW，現(xiàn)在只剩下5mW，大幅降低了電力消耗。

除此之外，也不能忽略防電磁波干擾的認證。車載系統(tǒng)之所以會很在意電磁波信號，是因為現(xiàn)在交通工具中以計算機控制的系統(tǒng)越來越多。例如在一臺公交車中，里面可能包括監(jiān)控、Wi-Fi服務、無線通信、車隊管理、乘客電子廣告牌、付費系統(tǒng)等等，這些都有不同的電磁波信號，一旦系統(tǒng)內(nèi)組件互相干擾時，就會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定度。因此，儲存系統(tǒng)應具備防止電磁波干擾的能力，最好的解決方法是系統(tǒng)內(nèi)的原件都要通過相關的認證，以確保每一部分在終端應用時都能保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

還有一個不能忽略的重要特色，是車載環(huán)境相較于一般應用來說電源較不穩(wěn)定，即使儲存設備在整個系統(tǒng)中屬于被動組件，都必須要有自我保護機制，如產(chǎn)品本身內(nèi)建突然斷電啟動數(shù)據(jù)防護機制，防止電源不穩(wěn)時造成數(shù)據(jù)遺失的問題，保證數(shù)據(jù)的完整性。

在車載系統(tǒng)中添購存儲產(chǎn)品時，建議即使是組件也須通過多種車載認證，以防范電磁波干擾。另外，也應注意儲存裝置是否能符合嚴苛環(huán)境的要求，如具有一定程度的抗震性，以及掉電保護與寬溫度范圍等性能。在選擇客制化服務時，SSD廠商是否擁有固件研發(fā)團隊是非常重要的，它決定了能否讓硬件與固件做到最好的優(yōu)化。舉例來說，在高低溫環(huán)境下如何讓SSD的運作更穩(wěn)定，這是可以通過固件調(diào)整來調(diào)校的;另外在一些高端應用中，如航天或軍用車輛時，也可以提供類似儲存區(qū)塊切割來提高資料安全機制。