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SSD存储技术如何助力智慧安防布局?

来源:芯达人-企鹅号 发布时间:2021/7/27浏览:12691
  随着人工智能、信息化技术的发展,安防领域也出现了新的变化,安防产品也快速朝着智能化、智慧化发展。
 
  据统计,2019年我国各类安防产品产值达到2500亿元,同比增长10%,占整个安防行业产值约为30%。根据IDC的预测,到2025年,全球视频安防摄像头市场规模将从2019年的236亿美元增长至440亿美元。
 
  一、智慧安防的快速发展推动视频存储的变革
 
  到目前为止,我国安防监控系统主要历经了模拟化、数字化、网络化以及智能化四个阶段。在这四个阶段都分别出现了不同形态的监控数据存储系统,从早先的VCR到DVR,混合DVR到NVR和SAN存储网络。
 
  在现阶段开始大规模部署高清和网络化视频监控系统以后,智能存储服务器出现,以呈现更高品质的视频图像以及精准的智能数据分析和挖掘。
 
  由于视频监控系统具有监控点多、录像通道多、视频监控时间长、视频数据多等特点,这就向视频存储技术提出了一个挑战——即如何保证对大量的视频数据文件提供足够的存储空间。
 
  在大规模的高清视频监控系统应用中,海量高清的视频数据存储,如720P、1080P、5MP、8MP等高分辨率IPC的接入,大路数并发大码流的实时数据读写对存储的性能挑战很大。
 
  同时由于越来越多的监控应用趋向视频图像的高清显示、海量数据存储、多元信息融合、信息智能挖掘以及大规模数据的智能分析及决策等,在平安城市、智慧城市以及跨地域的大规模行业应用当中,对于海量高清视频数据存储系统的需求意味着数据存储能力和计算性能的提升,存储产品应具备高性能、高容量、高可靠性以及可扩展性,同时实现与监控系统应用的深度结合,满足视频监控系统对视频数据管理的特殊业务应用。
 
  在监控视频方面,从人工图像监控和数据分析到使用智能分析技术实现智能化的实时视频分析和智能监控,通过对海量视频监控数据的计算和处理,能够实现高清视频画质的细节分析,智能挖掘出类似特征和行为数据,为事件决策和业务分析提供精准的数据依据。
 
  传统机械硬盘并不适用于安防监控领域的发展需求,首先在海量数据存储、云存储、人工智能以及智能分析等应用下要求顺序和随机读写的速度越来越高,远超出传统机械硬盘的性能;其次长时间的工作需求和恶劣的工作环境对普通硬盘来说都是一个巨大的考验。
 
  在这里就要说到我们存储中重要的一个固件SSD固态硬盘及相关存储技术。作为安防监控系统内至关重要的设备之一,SSD承载着数据存储和保护数据安全的作用,同时SSD最显著的特点之一就是抗震防摔,在这一点上是远胜于传统硬盘的。
 
  视频存储技术的进步,能够极大的推动安防监控行业的发展。目前视频监控系统正处于网络化发展阶段,监控系统的网络化也将要求视频存储技术的网络化。更高性能、持久可靠、稳定、低耗以及低噪音的专业性的固态硬盘将更适用于安防监控领域的特殊要求。
 
  二、智能安防监控对硬盘存储提出新要求
 
  1.硬盘必须适应监控视频应用的读写、耐久等特性
 
  随着中国平安城市等大型项目建设,长时间人工实时监控带来的“盲视”,需要人脸识别等图像分析技术,在数据采集的边缘端就开始参与协助筛选,而AI运用的复杂化,对存储设备的随机数据读写性能是一个挑战。
 
  因此,硬盘的控制固件必须优化使其能更加有效率地分配缓存,让来自不同摄像头的视频数据能快速无阻地写入硬盘。另外,监控视频存储硬盘其缓存量是否足够、能支持多少高清摄像头、每年的工作负荷参数是否能满足需求等因素,也需要考虑在内。
 
  2.硬盘需具备抗震动功能和严苛工作环境的设计
 
  随着5G、人工智能与安防结合以及公共安全需求的提升,安防领域也出现了新的变化,而视频监控在现代安防系统中又占据了极其重要的地位。
 
  视频监控硬盘一般安装在 NCR/DVR、NAS或外置磁盘阵列的插槽。由于硬盘在工作状态是会产生一定的抖动,在多个硬盘的工作环境中这些抖动会叠加从而影响硬盘读写的准确性。情况严重的话会导致数据写入的过程出错,甚至可能损坏已记录的数据。
 
  SSD基本由电子半导体器件构成,决定其有电子产品的特点,主要有速度快、防振抗摔、低功耗、无噪音、温升低、启动快、温度范围更大、体积小以及寿命长、可靠等优点。
 
  现今,大数据增长迅猛的环境促使着存储技术的变革和进步,据IHS Markit公司预期数据显示,在未来几年内,兼容4K及高分辨率网络摄像机的增长将对监控级存储提出更高的要求,用以支持已采用这些技术的监控系统。
 
  SSD固态硬盘作为存储应用未来发展的主力,目前已被列入到公共安全视频监控应用标准中,而且,国内大数据量增长迅猛的环境促使着中国在存储技术的变革和进步,未来固态硬盘取代机械硬盘是必然的趋势。
 
  三、固态硬盘技术在安防行业的应用
 
  以前所有的内容都是直接存储到NVR和DVR中,随着安防升级,原来的单级存储无法满足这个行业发展需求。总体来看,监控领域主要可以分为三类应用场景,独立应用、与HDD相结合的应用以及集成到云端的应用。
 
  第一类是小商户使用的监控设备,即独立应用场景。在这样的场景下,如果加装的摄像头只摄不录,也就没有意义了,因而在摄像头终端加入存储器,以存储摄像内容。这样的应用对存储卡性能要求较低,只要存储容量能达到基本应用要求即可。
 
  第二类是在公共安全方面或者专业摄像方面的应用,这类场景需要有多个摄像头连接到NVR(NetworkVideo Recorder,网络硬盘录像机)或DVR(Digital Video Recorder,硬盘录像机)端。现在应用是在摄像头端做一级数据备份,这使得即使NVR或DVR由于人为断网或各种不可预测风险的问题,也不至于数据丢失。
 
  第三类是做云端集成,将摄像头直接连到云端,也可以做一些AI的分析。这类应用适用于需要集中管理功能的中小企业和分散在多地的大企业部门。
 
  在典型的监控应用场景中,由于监控系统每秒产生大量的视频数据和小量的日志信息,并伴有随机读取视频数据进行回放的需求,就需要固态硬盘保持高速稳态写入速度的同时快速响应视频数据的随机读取。
 
  消费类固态硬盘的固件主要是满足消费者日常生活中的存储需求,无法适应7x24小时高数据量的读写模型需求,往往会出现写入速度大幅波动。常见故障形象就是录像数据的丢帧造成用户关键数据的丢失,这是在安防监控领域无法接受的故障现象。
 
  而SSD技术具有读写速度快、防振抗摔、低功耗、无噪音、温升低以及轻便小巧等特点,更能满足4K高清视频、多路并发存储保证速度不丢帧、大数据云存储随机访问速度快、AI人工智能、人脸识别/车牌识别的搜图以及快速精准比对等需求,这些都是传统HDD不可比拟的优势。势必让SSD在新一轮技术变革的浪潮之巅游刃有余。
 
  四、SSD存储技术在安防行业的应用机遇与挑战
 
  随着4K、大数据、云存储技术以及人工智能等新兴技术在安防领域的逐步应用,视频监控高清化和智能化成为行业标准。
 
  智能化技术的深入推进提升了安防视频监控领域中复杂的动态数据要求,比如需要支持网络与AI摄像系统,以及要满足其他终端智能视频设备对高性能、大容量及高耐久性的需求。而SSD具备这些优势,在应用方面更加实用。
 
  同时我们也看到SSD在安防行业应用的挑战:由于SSD发展历程相对HDD较短,其也具有容量小、价格高以及磨损限制等缺点。SSD技术发展还不够充分完善,未来新兴存储技术的出现可能颠覆现有的存储技术。
 
  随着个人PC、普通电脑等应用对SSD的需求越来越大,半导体技术发展越来越成熟,FLASH存储芯片的成本不断下降,SSD将来应用会越来越广泛。
 
  当SSD的价格接近HDD时,在安防监控存储领域SSD预计会大规模的替换HDD,到那时SSD将会大规模取代HDD,SSD可能成为新时代的存储霸主。当然目前来看,在安防存储领域,因SSD(速度快,不能断电长久存储)和HDD(速度一般,可以断电永久存储)本身特点,SSD不太可能完全取代HDD,在相当长一段时间内二者会同时并存。
 
  在未来,随着大数据、物联网、人工智能、5G等技术的不断突破与发展,智慧城市建设的进程也在不断加速,海量视频监控数据呈井喷式增长,全球的数据量将越来越大,高清视频、智能分析、云计算和大数据等技术的发展需要存储企业为用户提供兼具创新、低成本、高性能和高可靠性的存储解决方案,而数据的存储随着技术的推进也将带来更多可能性。
 
  同时随着技术和存储技术的持续发展,以及半导体技术的不断进步,成本也会越来越低。固态存储技术必然会成为未来主流技术,面对智能安防、大数据时代提出新的要求,存储的容量、效能、读写性能、稳定可靠性以及能耗是甄别新时代硬盘合格性最为贴切的指标。相应的,固态存储技术也会推动安防新技术的不断进步,为视频监控应用保驾护航,推动整个安防行业发展。

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