視頻監控系統大踏步邁入大數據時代，為市場和技術的各個層面都帶來了“質”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控系統中的地位無庸置疑。隨著高清視頻監控應用的日益普及，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化處理；而另一方面，存儲總容量的增大，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了視頻監控存儲市場的一場新變革。
傳輸流暢性至關重要
數據傳輸的流暢性是保證視頻監控系統正常運行的關鍵性因素，然而前提是要以足夠的網絡帶寬作支撐。尤其是在海量數據應用的高清視頻監控系統中，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字化監控系統，處理器性能的不斷提升極易造成存儲子系統與HDD硬盤之間的讀寫延遲；同時，數據流量的增加，促使監控系統對帶寬的要求越來越高，任何一個環節中的傳輸帶寬遇到瓶頸，都會增加數據讀寫的困難度，導致系統的延遲及不穩定。
伴隨著存儲市場的發展和進步，一些更新的技術實現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，增加了整個系統的穩定性，并可改善延誤現象，讓視頻數據的傳輸變得更暢順。PLX公司技術支持經理馬明輝表示，PCle芯片的高性能、輸出能力，以及與主機之間的連接技術，讓視頻數據在系統內部和不同主機之間能夠流暢地往來，滿足了監控系統發展對存儲產品日益增長的需求。目前，PCle轉換/橋接芯片的技術發展主要體現在端口數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，在數據讀寫時的速度可達到128Gbps(8Gx16)，大大提升了視頻數據的傳輸速度和流暢度。另一方面，監控鏡頭數量的不斷擴大使得客戶對PCle端口的數量要求也越來越高，新型PCle交換芯片具有3至24個端口，可為監控產品提供3至96通道高帶寬的傳輸環境，因而成為了高清監控數據傳輸環節的理想選擇之一。
據了解，PLX公司開發的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、InfiniBand和其他I/O技術相比，其無需任何協議轉換即可實現高帶寬通道內的數據傳輸。另外，它還具有業內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/芯片調試工具等，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實現主機之間的連接和數據傳輸，而DMA集成又極大地降低了在視頻數據傳輸中CPU的負載，多播傳輸可以減少數據在備份系統中重復傳輸的情況。
就市場最新的發展動向，世健系統(香港)有限公司產品市場部副總監鄭舒達介紹道：“處理器性能的提高、視頻數據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帶PCle界面的SSD，將其應用于主流的存儲產品中。”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的相關協議標準，能減少監控系統的延遲，真正地實現高性能存儲。作為PLX的中國區代理，世健可針對不同的應用環境和需求，為廠商提供PCle技術設計上的優化建議，并且還可以供應開發板和評估板，協助客戶作新產品或應用的評估，從而縮短開發周期，加快產品的上市時間。
全力滿足高清監控需求
監控系統從過去的CIF格式，到后來的D1格式，再到現在的1080P高清視頻監控，以至于未來的4K×2K超高清規格，視頻數據對存儲空間的要求已經擴大很多倍，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，系統硬盤的可靠性仍然是重要指標，如何減少系統故障、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據的利用價值，是專業硬盤廠商要集中解決的主要課題之一。
“高清視頻監控應用與其他行業對存儲系統的要求相比，有其獨特性，例如，它一般具有監控點多、攝像頭數量多、監控時間長、采集數據時間長等特點。”希捷科技(Seagate)全球副總裁暨中國區總裁孫丹說道。以希捷新推出的第七代監控硬盤為例，其最高容量達4TB，可存儲480小時的高清內容，同時該硬盤為擴展視頻存儲而設計，包含旋轉震動(RV)傳感器，可減少多硬盤運行環境中旋轉振動對硬盤性能的影響，保證能在配備16塊硬盤的系統中穩定運行。此外，希捷第七代監控硬盤可支持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據可靠性。該硬盤的設計具有低功耗和低散熱的特性，在節約用電成本的同時，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控圖像的存儲需求，從而成為高清監控市場發展的強大助力。
另據介紹，為了更好地服務于監控行業用戶，希捷還成立了設計服務中心(DSC)，向監控DVR/NVR廠商和系統集成商提供一系列全面的研發、設計和測試服務，用戶可在實驗室階段而不是研發階段的后期或現場使用時解決問題，從而能夠縮短產品上市時間、降低整體成本并提高可靠性。
談到高清監控存儲系統的最新發展動向，孫丹指出，在當前高清監控市場迅猛成長的狀況下，存儲已成為監控系統建設的又一個重點，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節。更重要的是，它為用戶節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展的一個必然方向。
在針對云存儲的技術開發上，希捷自主開發的Kinetic開放存儲平臺不僅簡化了數據管理模式，提高了產品性能和可擴展性，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的優勢，將新的即將開放源代碼的核心應用程序界面(API)、以太網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，幫助安防企業設計新的監控解決方案，以應對不同的使用情況。
定制化存儲方案受關注
視頻監控系統前所未有地面對著當前如此多不同環境下的監控需求，從海量視頻數據、集中存儲管理模式；到車載監控系統嚴酷操作環境下對于存儲產品提出的抗振及耐高低溫要求；再到云端監控的導入，借助3G UMTS/4G LTE無線通信、WiFi無線局域網絡、Bluetooth、RF射頻組件等技術，將實時影像壓縮編碼上傳至互聯網，并通過無線網絡實時觀看監控視頻等等。針對這些不同的視頻監控應用特點，監控存儲硬盤產品的進一步細分和定制化特征也越來越明顯。
西部數據(Western Digital)是監控行業中重要的硬盤供應商之一，該公司有關負責人表示，現階段，西部數據在安防監控專用硬盤的開發上不再追求產品的轉速、傳輸速度等傳統PC應用所關注的重點，而是更注重與視頻監控設備廠商的合作開發，提供與安防監控設備更緊密配合的存儲產品。西部數據目前的產品線主要包括監控專用硬盤和企業級硬盤兩大類。監控專用硬盤分為3.5”和2.5”兩種外形規格，分別適用于標準嵌入式/臺式DVR/NVR和車載式DVR，這類產品目前的發展趨勢是更看重產品對于DVR/NVR產品的兼容性，以及產品在針對監控視頻記錄方面的優化。
例如，西部數據在今年2月份推出的監控專用紫盤產品就是一款專門針對視頻監控應用而設計的產品。為了更好地與新裝或現有的視頻監控系統配合使用，紫盤針對監控級標準進行了特別的設計與測試，并與行業領先供應商的底座與芯片組兼容，可滿足全天候數字化PVR、DVR和NVR記錄環境的需求，提供了面向企業級存儲的低功耗、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)。而企業級硬盤產品則更多應用于對數據可靠性和數據訪問速度要求更高的集中存儲系統。RE企業級存儲系列在持續讀取和寫入性能方面發揮出色，140萬小時MTBF平均無故障時間為企業在7×24的高強度運轉環境下提供了高可靠性的存儲保障；還能滿足企業云和數據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數據保護方式能提供更好的支持，達到業績高水準的產品的可靠性表現。
特別值得一提的是，去年年底，西部數據與海康威視共同推出了HV78系列安防監控定制硬盤，這是一款專門針對海康威視DVR產品進行定制化開發的專用工業級監控硬盤。作為全球首款為安防監控應用而定制的硬盤，經過兩家公司產品研發部門的密切合作，產品從性能、兼容性等多方面進行優化，能夠更好地配合視頻監控應用的需求特點。
SSD成為有效補充
近一年來，在監控存儲行業中一股新興勢力不容忽視，那就是固態硬盤(SSD)技術已成為傳統硬盤的一個良好補充。大部分業內人士認為，SSD產品在針對隨機讀寫數據為主、對于容量要求較低的應用上會有更佳的性能，例如：數據庫、網頁服務器等；但是視頻監控領域更多還是視頻影像的連續讀寫，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硬盤仍將是安防監控主流的存儲方式，而固態硬盤和傳統硬盤將會在市場上長期共存。
“制約固態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、缺乏行業標準等。”孫丹談到：“但作為傳統硬盤的重要補充，SSD固態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。雖然今天的固態硬盤在性能方面已超越了傳統的機械式硬盤，同時在穩定性、功耗以及發熱控制方面也在后者之上，在企業級市場非常受歡迎，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展受到了一定的限制。”據介紹，希捷于去年下半年推出了全球運行速度最快的企業級Turbo固態混合型硬盤(SSHD)，融合了固態硬盤的容量以及固態閃存技術，能夠在處理任務關鍵型數據業務時提供高速的性能。
威剛(ADATA)科技目前已擠身為全球固態硬盤前五大供應商之一，針對安防監控存儲應用，該公司提供的產品以高效能、高可靠性及高C/P值為重點。威剛資深技術營銷經理洪旗徽認為，對比現今主要的監控存儲產品，硬盤的優勢在于單位成本較低，但其效能可靠性較差；固態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，且固態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。從整體發展趨勢來看，硬盤仍是市場主流，但隨著固態硬盤成本逐漸降低，在未來，固態硬盤將會有機會取代部分傳統硬盤市場。為了提供高品質的產品，威剛從產品閃存顆粒的篩選，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品，為客戶提供正確的產品組合及定制化的軟硬件服務。
宇瞻(Apacer)科技有限公司產品經理潘鴻文同樣指出，NAND Flash產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，但其產品質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可為監控廠商提供的產品包括SD/uSD、SATA DOM、2.5”SSD Half-slim SSD(MO-297)以及USB DOM。Apacer還可以在廠商產品開發時期提供SSD widget云端實時監控軟件，幫助客戶分析其使用行為模式，進而推算產品的使用壽命，并建議合適的顆粒型態(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、高壽命與低價格優勢的一款產品。在用戶選購方面，潘鴻文補充道：“NAND Flash產品因價格的因素，使得其將會以提升監控設備的效能為主要目標，廠商要特別注意所使用NAND Flash的質量與種類(SLC/MLC/TLC)，因為這些對于產品壽命與數據正確性等將產生重要的影響。”
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