Каждой цели - свой винчестер

При построении системы видеонаблюдения — от небольшой домашней с одной-двумя камерами до промышленной с сотнями, а то и тысячами камер — придется решать вопрос с хранением видеозаписей. Неотъемлемая составляющая системы — жесткие диски, залог надежного сохранения данных, ценность которых может превосходить стоимость всей системы. На рынке присутствуют винчестеры нескольких типов, поэтому перед потребителем стоит двойная задача: выбрать диск, соответствующий потребностям, и не  переплатить за него.

Все представленные на рынке жесткие диски условно можно разделить на 4 класса: Desktop, NAS, Surveillance и Enterprise.

DESKTOP

Диски, применяемые в ПК, ноутбуках, внешних USB-боксах. Как правило, имеют низкую цену, предназначены для совсем не большой нагрузки. По словам производителей, максимальная нагрузка — 55 ТБ в год, режим работы — 5 дней в неделю по 8 часов, устройства также обладают низкой устойчивостью к вибрации. Применять такие диски в серверах и в целях видеонаблюдения не только небезопасно для данных, но и невыгодно: срок жизни устройства под нагрузкой редко составляет один год, а ежегодная замена — дорогое удовольствие.

Диски класса Desktop: WD Blue, WD Green, Seagate Barracuda.

Разновидности класса Desktop

Отдельно нужно сказать о SSD-дисках. В отличие от традиционных накопителей на жестких магнитных дисках, хранение на SSD осуществляется на микросхемах памяти под управлением контроллера. Основная разница — в типе доступа к информации.

Для HDD свойственен последовательный доступ, чтение или запись «дорожка за дорожкой», у SSD — доступ случайный, то есть максимально быстро, друг за другом могут запрашиваться данные из разных ячеек хранения. Это дает прирост производительности при работе, например, с большим количеством мелких файлов, базами данных. Такой тип доступа обеспечивает ощутимый прирост производительности при загрузке и работе различных ОС и приложений.

Минусом SSD является высокая стоимость хранения за 1 Гб, а также ограниченное количество циклов перезаписи ячейки данных. Диски SSD представлены в домашнем и корпоративном классах. Последний отличает бóльшие производительность, срок жизни и, как следствие, цена.

Применение SSD для систем видеонаблюдения неоправданно дорого, так как их основное преимущество — высокая производительность — при случайном чтении/записи в видеонаблюдении не требуется.

Также есть так называемые гибридные диски — симбиоз SSD и HDD. Производитель обещает увеличение отклика приложений при работе с таким диском и общее повышение производительности операционной системы. На деле же они не дают серьезного прироста в скорости загрузки ОС, особенно в первое время.

Для того чтобы быстродействующая область накопителя была задействована, требуется некоторое время на «обучение», а также немаловажной является поддержка со стороны ОС.

К сожалению, представленные сейчас на рынке диски SSHD не так глубоко адаптированы и проинтегрированы в ОС, чтобы давать показатели SSD-диска при загрузке. Наилучший вариант реализации «гибридного» диска предлагает Apple в своей MacOS X в виде FusionDrive, когда два диска в системе (SSD и HDD) объединяются и система сама выбирает, что хранить на SSD, что — на HDD.

Ввиду небольшой разницы в цене между обычным диском Desktop и гибридным можно ради небольшого увеличения производительности использовать SSHD в домашних ПК или ноутбуках. Поскольку диски этого типа представлены только в сегменте Desktop, применение в серверах видеонаблюдения и хранения данных не рассматривается.

NAS

Диски, по сути своей, выросли из типа Desktop, но с более высокими показателями по надежности и режиму работы. Рекомендованная производителем нагрузка заметно выше, чем у Desktop, что позволяет использовать диск в домашних NAS с количеством не более 5-8. Это обусловлено вибрацией при увеличении количества устройств в системе и повышении вероятности годового отказа диска.

Диски класса NAS: Seagate Iron Wolf и WD Red.

SURVEILLANCE

Недавно на рынке стали появляться жесткие диски класса Surveillance, специально разработанные для видеонаблюдения. При их производстве подбираются компоненты с наилучшими показателями при работе на запись. Это и есть основная задача диска — обеспечить потоковую запись на него. Соотношение записи чтения равняется 90 к 10, т. е. пишем 90% времени, читаем 10%. И диску будет не очень «комфортно», если чтение будет происходить в момент записи потока с камер. Класс Surveillance хорошо показывает себя в небольших (до 8 дисков) массивах данных, причем желательно не установленных в серверную стойку, потому что в ней вибрация передается еще и от соседних устройств. Почему же именно до 8 дисков? Чтобы ответить на этот вопрос, достаточно сравнить два диска одного производителя и одного объема классов NAS и Surveillance. Аппаратно они не отличимы, поэтому к Surveillance следует применять те же ограничения, что и к NAS-дискам.

Диски класса Surveillance: WD Purple и Seagate SkyHawk.

ENTERPRISE

Диски корпоративного класса, рекомендуемые для применения в серверах. Обладают высокой надежностью, высоким показателем наработки на отказ и большей, по сравнению с NAS-дисками, годовой нагрузкой. Такие диски, как правило, готовы годами записывать и отдавать информацию круглосуточно с максимальной скоростью. Их главные отличия — улучшенная механика, двустороннее крепление шпинделя, что повышает виброустойчивость диска, более развитые алгоритмы чтения и записи, дополнительные аппаратные модули коррекции ошибок и проверки целостности данных, высокая скорость работы. Пожалуй, единственным минусом является высокая стоимость.

Но по опыту — Enterprise могут оказаться экономичнее, чем NAS, Surveillance и Desktop, благодаря меньшим затратам на эксплуатацию и обслуживание. Диски класса Enterprise: WD Gold и Seagate Enterprise Capacity 3.5

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Для наглядности возьмем диски одного производителя, представленные во всех указанных классах, и сравним наиболее важные значения из технических характеристик этих дисков (Табл. 1).

КАК ПОВЫСИТЬ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Обеспечить увеличение емкости массива и отказоустойчивость в случае выхода из строя жесткого диска может применение технологии RAID — Redundant Array of Independent Disks (избыточный массив независимых дисков). Объединение дисков в единый массив с обеспечением отказоустойчивости находит применение не только в больших вычислительных центрах, но и в домашнем оборудовании. Все чаще на рынке можно встретить внешние носители, включающие в себя два диска, объединенных в зеркало, или, иначе говоря, RAID 1.

Использование RAID подразумевает слаженную и синхронную работу всех дисков. В массивах, в отличие от одиночных дисков, контроллер не будет долго ожидать отклика «задумавшегося» устройства и быстро исключит его из состава массива.

Диски подвержены повышенной нагрузке за счет вибрационного воздействия соседних HDD. Если устройство сервера не имеет виброзащиты в виде демпфирующих и виброгасящих прокладок между диском, салазками и корпусом — воздействие на диск оказывается всей серверной стойкой. При таких сложных условиях, да еще и в круглосуточном и круглогодичном режиме обычный жесткий диск класса Desktop очень быстро перестает работать. Жесткие диски класса NAS и Surveillance также подвержены воздействию вибрации и не рекомендуются для работы в стойке. Остается использовать диски, предназначенные для такой нагрузки, — класса Enterprise.

ПРАВИЛЬНЫЙ ВЫБОР

Рассмотрим моменты правильного выбора дисков на примере трех пользователей. Пользователь 1, приобрел для домашнего использования NAS сервер на пять накопителей для хранения видео, фото, музыки, закачки торрентов и, как небольшое дополнение, записи двух камер. Одну он повесил в подъезде, вторую — в квартире для наблюдения за ребенком. Обе камеры ведут запись по движению и хранят архив две недели. Пользователь 1 поставил в свой накопитель диски серии NAS.

Пользователь 2 — владелец небольшого кафе. На объекте установлено 8 камер с постоянной записью и небольшой NVR на 4 диска. Запись с камер ведется постоянно, кроме ночного времени; просмотр записей требуется только в конфликтных ситуациях. Свой выбор Пользователь 2 остановил на дисках типа Surveillance.

Пользователь 3 — администратор в крупном сетевом гипермаркете. Сотни камер, установленных по всему торговому залу, выполняют запись круглосуточно, а специальное программное обеспечение анализирует видео, выводя статистику посещений. При покупке системы хранения для видеонаблюдения Пользователь 3 настоял на дорогих дисках Enterprise, чтобы обеспечить бесперебойность работы системы в условиях высокой нагрузки.

Подводя итог всему вышесказанному, главная рекомендация при выборе HDD —его соответствие требованиям заказчика. Неоправданная экономия может привести к нестабильной работе неподходящих дисков и, как следствие, дополнительным расходам. При эксплуатации дисков любого типа всегда нужно делать резервное копирование на случай непредвиденных ситуаций и сбоев.