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SSD存儲技術如何助力智慧安防布局？

2021-07-27 09:17:52來源：芯達人-企鵝號閱讀量：165 評論

導讀：隨著人工智能、信息化技術的發(fā)展，安防領域也出現(xiàn)了新的變化，安防產(chǎn)品也快速朝著智能化、智慧化發(fā)展。

　　隨著人工智能、信息化技術的發(fā)展，安防領域也出現(xiàn)了新的變化，安防產(chǎn)品也快速朝著智能化、智慧化發(fā)展。

　　據(jù)統(tǒng)計，2019年我國各類安防產(chǎn)品產(chǎn)值達到2500億元，同比增長10%，占整個安防行業(yè)產(chǎn)值約為30%。根據(jù)IDC的預測，到2025年，全球視頻安防攝像頭市場規(guī)模將從2019年的236億美元增長至440億美元。

　　一、智慧安防的快速發(fā)展推動視頻存儲的變革

　　到目前為止，我國安防監(jiān)控系統(tǒng)主要歷經(jīng)了模擬化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化以及智能化四個階段。在這四個階段都分別出現(xiàn)了不同形態(tài)的監(jiān)控數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，從早先的VCR到DVR，混合DVR到NVR和SAN存儲網(wǎng)絡。

　　在現(xiàn)階段開始大規(guī)模部署高清和網(wǎng)絡化視頻監(jiān)控系統(tǒng)以后，智能存儲服務器出現(xiàn)，以呈現(xiàn)更高品質(zhì)的視頻圖像以及精準的智能數(shù)據(jù)分析和挖掘。

　　由于視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有監(jiān)控點多、錄像通道多、視頻監(jiān)控時間長、視頻數(shù)據(jù)多等特點，這就向視頻存儲技術提出了一個挑戰(zhàn)——即如何保證對大量的視頻數(shù)據(jù)文件提供足夠的存儲空間。

　　在大規(guī)模的高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)應用中，海量高清的視頻數(shù)據(jù)存儲，如720P、1080P、5MP、8MP等高分辨率IPC的接入，大路數(shù)并發(fā)大碼流的實時數(shù)據(jù)讀寫對存儲的性能挑戰(zhàn)很大。

　　同時由于越來越多的監(jiān)控應用趨向視頻圖像的高清顯示、海量數(shù)據(jù)存儲、多元信息融合、信息智能挖掘以及大規(guī)模數(shù)據(jù)的智能分析及決策等，在平安城市、智慧城市以及跨地域的大規(guī)模行業(yè)應用當中，對于海量高清視頻數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的需求意味著數(shù)據(jù)存儲能力和計算性能的提升，存儲產(chǎn)品應具備高性能、高容量、高可靠性以及可擴展性，同時實現(xiàn)與監(jiān)控系統(tǒng)應用的深度結(jié)合，滿足視頻監(jiān)控系統(tǒng)對視頻數(shù)據(jù)管理的特殊業(yè)務應用。

　　在監(jiān)控視頻方面，從人工圖像監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析到使用智能分析技術實現(xiàn)智能化的實時視頻分析和智能監(jiān)控，通過對海量視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)的計算和處理，能夠?qū)崿F(xiàn)高清視頻畫質(zhì)的細節(jié)分析，智能挖掘出類似特征和行為數(shù)據(jù)，為事件決策和業(yè)務分析提供精準的數(shù)據(jù)依據(jù)。

　　傳統(tǒng)機械硬盤并不適用于安防監(jiān)控領域的發(fā)展需求，首先在海量數(shù)據(jù)存儲、云存儲、人工智能以及智能分析等應用下要求順序和隨機讀寫的速度越來越高，遠超出傳統(tǒng)機械硬盤的性能；其次長時間的工作需求和惡劣的工作環(huán)境對普通硬盤來說都是一個巨大的考驗。

　　在這里就要說到我們存儲中重要的一個固件SSD固態(tài)硬盤及相關存儲技術。作為安防監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)至關重要的設備之一，SSD承載著數(shù)據(jù)存儲和保護數(shù)據(jù)安全的作用，同時SSD最顯著的特點之一就是抗震防摔，在這一點上是遠勝于傳統(tǒng)硬盤的。

　　視頻存儲技術的進步，能夠極大的推動安防監(jiān)控行業(yè)的發(fā)展。目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)正處于網(wǎng)絡化發(fā)展階段,監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡化也將要求視頻存儲技術的網(wǎng)絡化。更高性能、持久可靠、穩(wěn)定、低耗以及低噪音的專業(yè)性的固態(tài)硬盤將更適用于安防監(jiān)控領域的特殊要求。

　　二、智能安防監(jiān)控對硬盤存儲提出新要求

　　1.硬盤必須適應監(jiān)控視頻應用的讀寫、耐久等特性

　　隨著中國平安城市等大型項目建設，長時間人工實時監(jiān)控帶來的“盲視”，需要人臉識別等圖像分析技術，在數(shù)據(jù)采集的邊緣端就開始參與協(xié)助篩選，而AI運用的復雜化，對存儲設備的隨機數(shù)據(jù)讀寫性能是一個挑戰(zhàn)。

　　因此，硬盤的控制固件必須優(yōu)化使其能更加有效率地分配緩存，讓來自不同攝像頭的視頻數(shù)據(jù)能快速無阻地寫入硬盤。另外，監(jiān)控視頻存儲硬盤其緩存量是否足夠、能支持多少高清攝像頭、每年的工作負荷參數(shù)是否能滿足需求等因素，也需要考慮在內(nèi)。

　　2.硬盤需具備抗震動功能和嚴苛工作環(huán)境的設計

　　隨著5G、人工智能與安防結(jié)合以及公共安全需求的提升，安防領域也出現(xiàn)了新的變化，而視頻監(jiān)控在現(xiàn)代安防系統(tǒng)中又占據(jù)了極其重要的地位。

　　視頻監(jiān)控硬盤一般安裝在 NCR/DVR、NAS或外置磁盤陣列的插槽。由于硬盤在工作狀態(tài)是會產(chǎn)生一定的抖動，在多個硬盤的工作環(huán)境中這些抖動會疊加從而影響硬盤讀寫的準確性。情況嚴重的話會導致數(shù)據(jù)寫入的過程出錯，甚至可能損壞已記錄的數(shù)據(jù)。

　　SSD基本由電子半導體器件構成，決定其有電子產(chǎn)品的特點，主要有速度快、防振抗摔、低功耗、無噪音、溫升低、啟動快、溫度范圍更大、體積小以及壽命長、可靠等優(yōu)點。

　　現(xiàn)今，大數(shù)據(jù)增長迅猛的環(huán)境促使著存儲技術的變革和進步，據(jù)IHS Markit公司預期數(shù)據(jù)顯示，在未來幾年內(nèi)，兼容4K及高分辨率網(wǎng)絡攝像機的增長將對監(jiān)控級存儲提出更高的要求，用以支持已采用這些技術的監(jiān)控系統(tǒng)。

　　SSD固態(tài)硬盤作為存儲應用未來發(fā)展的主力，目前已被列入到公共安全視頻監(jiān)控應用標準中，而且，國內(nèi)大數(shù)據(jù)量增長迅猛的環(huán)境促使著中國在存儲技術的變革和進步，未來固態(tài)硬盤取代機械硬盤是必然的趨勢。

　　三、固態(tài)硬盤技術在安防行業(yè)的應用

　　以前所有的內(nèi)容都是直接存儲到NVR和DVR中，隨著安防升級，原來的單級存儲無法滿足這個行業(yè)發(fā)展需求?？傮w來看，監(jiān)控領域主要可以分為三類應用場景，獨立應用、與HDD相結(jié)合的應用以及集成到云端的應用。

　　第一類是小商戶使用的監(jiān)控設備，即獨立應用場景。在這樣的場景下，如果加裝的攝像頭只攝不錄，也就沒有意義了，因而在攝像頭終端加入存儲器，以存儲攝像內(nèi)容。這樣的應用對存儲卡性能要求較低，只要存儲容量能達到基本應用要求即可。

　　第二類是在公共安全方面或者專業(yè)攝像方面的應用，這類場景需要有多個攝像頭連接到NVR(NetworkVideo Recorder，網(wǎng)絡硬盤錄像機)或DVR(Digital Video Recorder，硬盤錄像機)端。現(xiàn)在應用是在攝像頭端做一級數(shù)據(jù)備份，這使得即使NVR或DVR由于人為斷網(wǎng)或各種不可預測風險的問題，也不至于數(shù)據(jù)丟失。

　　第三類是做云端集成，將攝像頭直接連到云端，也可以做一些AI的分析。這類應用適用于需要集中管理功能的中小企業(yè)和分散在多地的大企業(yè)部門。

　　在典型的監(jiān)控應用場景中，由于監(jiān)控系統(tǒng)每秒產(chǎn)生大量的視頻數(shù)據(jù)和小量的日志信息，并伴有隨機讀取視頻數(shù)據(jù)進行回放的需求，就需要固態(tài)硬盤保持高速穩(wěn)態(tài)寫入速度的同時快速響應視頻數(shù)據(jù)的隨機讀取。

　　消費類固態(tài)硬盤的固件主要是滿足消費者日常生活中的存儲需求，無法適應7x24小時高數(shù)據(jù)量的讀寫模型需求，往往會出現(xiàn)寫入速度大幅波動。常見故障形象就是錄像數(shù)據(jù)的丟幀造成用戶關鍵數(shù)據(jù)的丟失，這是在安防監(jiān)控領域無法接受的故障現(xiàn)象。

　　而SSD技術具有讀寫速度快、防振抗摔、低功耗、無噪音、溫升低以及輕便小巧等特點，更能滿足4K高清視頻、多路并發(fā)存儲保證速度不丟幀、大數(shù)據(jù)云存儲隨機訪問速度快、AI人工智能、人臉識別/車牌識別的搜圖以及快速精準比對等需求，這些都是傳統(tǒng)HDD不可比擬的優(yōu)勢。勢必讓SSD在新一輪技術變革的浪潮之巔游刃有余。

　　四、SSD存儲技術在安防行業(yè)的應用機遇與挑戰(zhàn)

　　隨著4K、大數(shù)據(jù)、云存儲技術以及人工智能等新興技術在安防領域的逐步應用，視頻監(jiān)控高清化和智能化成為行業(yè)標準。

　　智能化技術的深入推進提升了安防視頻監(jiān)控領域中復雜的動態(tài)數(shù)據(jù)要求，比如需要支持網(wǎng)絡與AI攝像系統(tǒng)，以及要滿足其他終端智能視頻設備對高性能、大容量及高耐久性的需求。而SSD具備這些優(yōu)勢，在應用方面更加實用。

　　同時我們也看到SSD在安防行業(yè)應用的挑戰(zhàn)：由于SSD發(fā)展歷程相對HDD較短，其也具有容量小、價格高以及磨損限制等缺點。SSD技術發(fā)展還不夠充分完善，未來新興存儲技術的出現(xiàn)可能顛覆現(xiàn)有的存儲技術。

　　隨著個人PC、普通電腦等應用對SSD的需求越來越大，半導體技術發(fā)展越來越成熟，F(xiàn)LASH存儲芯片的成本不斷下降，SSD將來應用會越來越廣泛。

　　當SSD的價格接近HDD時，在安防監(jiān)控存儲領域SSD預計會大規(guī)模的替換HDD，到那時SSD將會大規(guī)模取代HDD，SSD可能成為新時代的存儲霸主。當然目前來看，在安防存儲領域，因SSD(速度快，不能斷電長久存儲)和HDD(速度一般，可以斷電永久存儲)本身特點，SSD不太可能完全取代HDD，在相當長一段時間內(nèi)二者會同時并存。

　　在未來，隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G等技術的不斷突破與發(fā)展，智慧城市建設的進程也在不斷加速，海量視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)呈井噴式增長，全球的數(shù)據(jù)量將越來越大，高清視頻、智能分析、云計算和大數(shù)據(jù)等技術的發(fā)展需要存儲企業(yè)為用戶提供兼具創(chuàng)新、低成本、高性能和高可靠性的存儲解決方案，而數(shù)據(jù)的存儲隨著技術的推進也將帶來更多可能性。

　　同時隨著技術和存儲技術的持續(xù)發(fā)展，以及半導體技術的不斷進步，成本也會越來越低。固態(tài)存儲技術必然會成為未來主流技術，面對智能安防、大數(shù)據(jù)時代提出新的要求，存儲的容量、效能、讀寫性能、穩(wěn)定可靠性以及能耗是甄別新時代硬盤合格性最為貼切的指標。相應的，固態(tài)存儲技術也會推動安防新技術的不斷進步，為視頻監(jiān)控應用保駕護航，推動整個安防行業(yè)發(fā)展。