视频监控系统迈入大数据时代 存储技术引变革

视频监控系统大踏步迈入大数据时代，为市场和技术的各个层面都带来了“质”的飞跃。作为事后取证的重要技术手段，存储技术在整个视频监控系统中的地位无庸置疑。随着高清视频监控应用的日益普及，一方面海量存储的压力加大，集中管理的需求增强，同时迫切要求专门针对视频性能进行存储的优化处理;而另一方面，存储总容量的增大，也造成了总体价格成本的上升，市场对单位容量成本(每TB价格)的要求越来越高，所有这些因素都引发了视频监控存储市场的一场新变革。

传输流畅性至关重要

数据传输的流畅性是保证视频监控系统正常运行的关键性因素，然而前提是要以足够的网络带宽作支撑。尤其是在海量数据应用的高清视频监控系统中，高清前端设备必须要与高清存储设备进行有效的融合，才能实现前端与后端存储整体运行效果的最大化。面对日渐复杂的高清数字化监控系统，处理器性能的不断提升极易造成存储子系统与HDD硬盘之间的读写延迟;同时，数据流量的增加，促使监控系统对带宽的要求越来越高，任何一个环节中的传输带宽遇到瓶颈，都会增加数据读写的困难度，导致系统的延迟及不稳定。

PLX公司技术支持经理马明辉

伴随着存储市场的发展和进步，一些更新的技术实现方式被引入到这一应用中来。其中包括PCle技术，它提供了一个超高的带宽通道，增加了整个系统的稳定性，并可改善延误现象，让视频数据的传输变得更畅顺。PLX公司技术支持经理马明辉表示，PCle芯片的高性能、输出能力，以及与主机之间的连接技术，让视频数据在系统内部和不同主机之间能够流畅地往来，满足了监控系统发展对存储产品日益增长的需求。目前，PCle转换/桥接芯片的技术发展主要体现在端口数量和带宽通道两方面。新一代的PCle芯片具备最高x16的带宽通道，在数据读写时的速度可达到128Gbps(8Gx16)，大大提升了视频数据的传输速度和流畅度。另一方面，监控镜头数量的不断扩大使得客户对PCle端口的数量要求也越来越高，新型PCle交换芯片具有3至24个端口，可为监控产品提供 3至96通道高带宽的传输环境，因而成为了高清监控数据传输环节的理想选择之一。

据了解，PLX公司开发的PCIe交换芯片和桥接芯片目前占整个市场80%以上的份额。以PLX全新第三代PCle交换芯片为例，与以太网、InfiniBand和其他I/O技术相比，其无需任何协议转换即可实现高带宽通道内的数据传输。另外，它还具有业内最低功耗和最小的延迟、小尺寸、NT(非透明桥)端口、多主机连接、DMA、多播传输 (Multi-Cast)、虚拟通道和独特的系统/芯片调试工具等，可以为CPU连接提供高带宽的上游端口，同时为不同的终端提供更多下游端口。PLX的 NT技术还可通过PCle实现主机之间的连接和数据传输，而DMA集成又极大地降低了在视频数据传输中CPU的负载，多播传输可以减少数据在备份系统中重复传输的情况。

世健系统(香港)有限公司产品市场部副总监郑舒达

就市场最新的发展动向，世健系统(香港)有限公司产品市场部副总监郑舒达介绍道：“处理器性能的提高、视频数据的加量和高清视频的应用等趋势，使得越来越多的厂商在开发带PCle界面的SSD，将其应用于主流的存储产品中。”拥有快闪记忆体的SSD具有持久的记忆能力，PCle和SSD的结合可支持包括NVMe、SCSI over PCle (SOP)和SATA Express的相关协议标准，能减少监控系统的延迟，真正地实现高性能存储。作为PLX的中国区代理，世健可针对不同的应用环境和需求，为厂商提供 PCle技术设计上的优化建议，并且还可以供应开发板和评估板，协助客户作新产品或应用的评估，从而缩短开发周期，加快产品的上市时间。

全力满足高清监控需求

监控系统从过去的CIF格式，到后来的D1格式，再到现在的1080P高清视频监控，以至于未来的4K×2K超高清规格，视频数据对存储空间的要求已经扩大很多倍，再加上存储时间的要求不断延长，从7天到两周，再到一个月、三个月，某些领域甚至要求半年、一年等等，高清视频对于高容量存储设备的要求成为了必然。除此之外，系统硬盘的可靠性仍然是重要指标，如何减少系统故障、降低服务成本，从真正意义上降低建设总成本并提升视频数据的利用价值，是专业硬盘厂商要集中解决的主要课题之一。

希捷科技全球副总裁暨中国区总裁孙丹

“高清视频监控应用与其他行业对存储系统的要求相比，有其独特性，例如，它一般具有监控点多、摄像头数量多、监控时间长、采集数据时间长等特点。”希捷科技 (Seagate)全球副总裁暨中国区总裁孙丹说道。以希捷新推出的第七代监控硬盘为例，其最高容量达4TB，可存储480小时的高清内容，同时该硬盘为扩展视频存储而设计，包含旋转震动(RV)传感器，可减少多硬盘运行环境中旋转振动对硬盘性能的影响，保证能在配备16块硬盘的系统中稳定运行。此外，希捷第七代监控硬盘可支持32路高清视频流，支持更高的写入负载，平均无故障时间高达100万小时，确保了更长的正常运行时间和更高的数据可靠性。该硬盘的设计具有低功耗和低散热的特性，在节约用电成本的同时，赋予了解决方案提供商更大的设计灵活性，很好地满足了高清视频监控图像的存储需求，从而成为高清监控市场发展的强大助力。

另据介绍，为了更好地服务于监控行业用户，希捷还成立了设计服务中心(DSC)，向监控 DVR/NVR厂商和系统集成商提供一系列全面的研发、设计和测试服务，用户可在实验室阶段而不是研发阶段的后期或现场使用时解决问题，从而能够缩短产品上市时间、降低整体成本并提高可靠性。

谈到高清监控存储系统的最新发展动向，孙丹指出，在当前高清监控市场迅猛成长的状况下，存储已成为监控系统建设的又一个重点，云存储作为一种新型的存储运行模式，可以完全将存储进行虚拟化，简化了存储的应用环节。更重要的是，它为用户节省了配备大量存储设备的费用，只需要支付少量的存储服务费，即可享受强大的存储和共享服务，大大方便了视频监控管理人员的日常工作，因而这也使得云存储必将是未来发展的一个必然方向。

在针对云存储的技术开发上，希捷自主开发的Kinetic开放存储平台不仅简化了数据管理模式，提高了产品性能和可扩展性，还可以同时将一般云基础设施的总体拥有成本(TCO)降低至50%。该平台充分利用了希捷在硬件及软件存储系统的优势，将新的即将开放源代码的核心应用程序界面(API)、以太网和希捷硬盘技术相结合，专为在各种云存储软件栈快速实施和部署而设计，可广泛应用于各种存储设施，帮助安防企业设计新的监控解决方案，以应对不同的使用情况。

定制化存储方案受关注

视频监控系统前所未有地面对着当前如此多不同环境下的监控需求，从海量视频数据、集中存储管理模式;到车载监控系统严酷操作环境下对于存储产品提出的抗振及耐高低温要求;再到云端监控的导入，借助3G UMTS/4G LTE无线通信、WiFi无线局域网络、Bluetooth、RF射频组件等技术，将实时影像压缩编码上传至互联网，并通过无线网络实时观看监控视频等等。针对这些不同的视频监控应用特点，监控存储硬盘产品的进一步细分和定制化特征也越来越明显。

西部数据(Western Digital)是监控行业中重要的硬盘供应商之一，该公司有关负责人表示，现阶段，西部数据在安防监控专用硬盘的开发上不再追求产品的转速、传输速度等传统PC应用所关注的重点，而是更注重与视频监控设备厂商的合作开发，提供与安防监控设备更紧密配合的存储产品。西部数据目前的产品线主要包括监控专用硬盘和企业级硬盘两大类。监控专用硬盘分为3.5”和2.5”两种外形规格，分别适用于标准嵌入式/台式DVR/NVR和车载式DVR，这类产品目前的发展趋势是更看重产品对于DVR/NVR产品的兼容性，以及产品在针对监控视频记录方面的优化。

例如，西部数据在今年2月份推出的监控专用紫盘产品就是一款专门针对视频监控应用而设计的产品。为了更好地与新装或现有的视频监控系统配合使用，紫盘针对监控级标准进行了特别的设计与测试，并与行业领先供应商的底座与芯片组兼容，可满足全天候数字化PVR、DVR和NVR记录环境的需求，提供了面向企业级存储的低功耗、高性能特点，且备有独多项专利技术(如AllFrame、高级格式化AFT技术等)。而企业级硬盘产品则更多应用于对数据可靠性和数据访问速度要求更高的集中存储系统。 RE企业级存储系列在持续读取和写入性能方面发挥出色，140万小时MTBF平均无故障时间为企业在7×24的高强度运转环境下提供了高可靠性的存储保障;还能满足企业云和数据中心所追求的高密度储存、低耗电量和安全性等要求;并且对于RAID数据保护方式能提供更好的支持，达到业绩高水准的产品的可靠性表现。

特别值得一提的是，去年年底，西部数据与海康威视共同推出了HV78系列安防监控定制硬盘，这是一款专门针对海康威视DVR产品进行定制化开发的专用工业级监控硬盘。作为全球首款为安防监控应用而定制的硬盘，经过两家公司产品研发部门的密切合作，产品从性能、兼容性等多方面进行优化，能够更好地配合视频监控应用的需求特点。

SSD成为有效补充

近一年来，在监控存储行业中一股新兴势力不容忽视，那就是固态硬盘(SSD)技术已成为传统硬盘的一个良好补充。大部分业内人士认为，SSD产品在针对随机读写数据为主、对于容量要求较低的应用上会有更佳的性能，例如：数据库、网页服务器等;但是视频监控领域更多还是视频影像的连续读写，并且对于存储容量方面有更高的要求，因此，在未来的一段时间内硬盘仍将是安防监控主流的存储方式，而固态硬盘和传统硬盘将会在市场上长期共存。

“制约固态硬盘应用的因素有很多，如价格昂贵、消费者对其可靠性/耐久性的顾虑、市场混乱、缺乏行业标准等。”孙丹谈到：“但作为传统硬盘的重要补充，SSD固态硬盘或闪存可以为低存储容量的移动应用提供存储解决方案。虽然今天的固态硬盘在性能方面已超越了传统的机械式硬盘，同时在稳定性、功耗以及发热控制方面也在后者之上，在企业级市场非常受欢迎，但由于受到单位存储成本高、容量低等因素的影响，SSD在价格敏感的安防市场上的发展受到了一定的限制。”据介绍，希捷于去年下半年推出了全球运行速度最快的企业级Turbo固态混合型硬盘(SSHD)，融合了固态硬盘的容量以及固态闪存技术，能够在处理任务关键型数据业务时提供高速的性能。

威刚(ADATA)科技资深技术营销经理洪旗徽

威刚(ADATA)科技目前已挤身为全球固态硬盘前五大供应商之一，针对安防监控存储应用，该公司提供的产品以高效能、高可靠性及高C/P值为重点。威刚资深技术营销经理洪旗徽认为，对比现今主要的监控存储产品，硬盘的优势在于单位成本较低，但其效能可靠性较差;固态硬盘虽具有较高的成本，但相对来说，具有高性能及高可靠性表现，且固态硬盘的容量最高已可支持到1TB;SD记忆卡的价格较便宜，但由于容量较小及效能较差，因而目前只能支持短时间的存储录像。从整体发展趋势来看，硬盘仍是市场主流，但随着固态硬盘成本逐渐降低，在未来，固态硬盘将会有机会取代部分传统硬盘市场。为了提供高品质的产品，威刚从产品闪存颗粒的筛选，到固件与软件的支持，以及针对不同的客户需求，设计专属的定制化产品，为客户提供正确的产品组合及定制化的软硬件服务。

宇瞻(Apacer)科技有限公司产品经理潘鸿文

宇瞻(Apacer)科技有限公司产品经理潘鸿文同样指出，NAND Flash产品的纳米微缩工艺与多层单元(Multi-Level Cell)技术使得SSD的价格越来越便宜，但其产品质量与使用寿命仍有待提高，如何有效地使用与管理较差的NAND Flash颗粒将是未来的重要议题。目前Apacer可为监控厂商提供的产品包括SD/uSD、SATA DOM、2.5”SSD Half-slim SSD(MO-297)以及USB DOM。Apacer还可以在厂商产品开发时期提供SSD widget云端实时监控软件，帮助客户分析其使用行为模式，进而推算产品的使用寿命，并建议合适的颗粒型态(SLC或MLC)及所需最低容量，使客户能在有限的预算下购买到足够用的容量。

此外，Apacer自行开发SLC-lite模式固件，搭配MLC NAND Flash颗粒，以仿真SLC的操作模式可延长寿命为原本MLC的6倍之多，传输速度更增快约2倍而产品价格较SLC减少一半以上，是兼顾高速度、高寿命与低价格优势的一款产品。在用户选购方面，潘鸿文补充道：“NAND Flash产品因价格的因素，使得其将会以提升监控设备的效能为主要目标，厂商要特别注意所使用NAND Flash的质量与种类(SLC/MLC/TLC)，因为这些对于产品寿命与数据正确性等将产生重要的影响。”

车载监控存储系统构建新思维

宜鼎国际(Innodisk)股份有限公司工控Flash事业处资深协理李孟厚

现阶段，在车载监控这一特殊领域，SSD固态硬盘的应用得到了越来越多的重视，这是因为车载系统通常体积较小，同时还要面对车辆运行过程中的温度与震动等挑战，传统HDD硬盘较难应付这些问题，需要仰赖SSD技术来解决。对车载系统来说，搭载优良Flash的SSD将会逐步取代HDD，主因是HDD是机械式读写，抗震能力比较弱，而SSD没有机械操作部分，应用在车载系统时，抗震防震能力强，甚至承受极高低温的能力都要比HDD还好。

另外，省电、轻薄短小绝对是主流的市场需求趋势，随着技术规格的演进，在硬件与固件的配合下，可以让储存产品发挥出更优异的省电功能。与过去的差别在于，过去储存装置的省电模式做法一般是降低Flash传输速度的频率，也就是降频;而现在的省电模式则是直接做休眠，在储存装置休眠的时候完全没有信号的传输，而只剩下一个重新启动的功能。对比起来，过去有省电模式大概功耗为50mW，现在只剩下5mW，大幅降低了电力消耗。

除此之外，也不能忽略防电磁波干扰的认证。车载系统之所以会很在意电磁波信号，是因为现在交通工具中以计算机控制的系统越来越多。例如在一台公交车中，里面可能包括监控、Wi-Fi服务、无线通信、车队管理、乘客电子广告牌、付费系统等等，这些都有不同的电磁波信号，一旦系统内组件互相干扰时，就会影响系统的稳定度。因此，储存系统应具备防止电磁波干扰的能力，最好的解决方法是系统内的原件都要通过相关的认证，以确保每一部分在终端应用时都能保持系统的稳定性。

还有一个不能忽略的重要特色，是车载环境相较于一般应用来说电源较不稳定，即使储存设备在整个系统中属于被动组件，都必须要有自我保护机制，如产品本身内建突然断电启动数据防护机制，防止电源不稳时造成数据遗失的问题，保证数据的完整性。

在车载系统中添购存储产品时，建议即使是组件也须通过多种车载认证，以防范电磁波干扰。另外，也应注意储存装置是否能符合严苛环境的要求，如具有一定程度的抗震性，以及掉电保护与宽温度范围等性能。在选择客制化服务时，SSD厂商是否拥有固件研发团队是非常重要的，它决定了能否让硬件与固件做到最好的优化。举例来说，在高低温环境下如何让SSD的运作更稳定，这是可以通过固件调整来调校的;另外在一些高端应用中，如航天或军用车辆时，也可以提供类似储存区块切割来提高资料安全机制。