如果你曾看過影片時空線索，你或許會有印象，丹佐華盛頓飾演的F B I鑒識調(diào)查組探員非常心急的要求影片技術(shù)員，回放監(jiān)控影片中的一個關(guān)鍵片段，但影片卻無法倒帶。因?yàn)榧夹g(shù)專家已發(fā)現(xiàn)一種利用「時空之窗」建立過去影像的方法，而并非將影像儲存在硬件儲存裝置中。

　　今天，大眾所期待的硬盤機(jī)設(shè)計主要是為了儲存龐大的數(shù)據(jù)量，但這些系統(tǒng)是否能滿足視訊監(jiān)控產(chǎn)業(yè)不斷攀升的儲存需求?

　　監(jiān)視質(zhì)量提升 帶動儲存需求

　　根據(jù)攝影機(jī)出貨的歷史記錄和這些設(shè)備裝置的預(yù)測使用期限，估計目前約有2億1千萬臺監(jiān)控攝影機(jī)部署于全球數(shù)字系統(tǒng)。

　　假設(shè)每一臺攝影機(jī)都采用最基本的分辨率、質(zhì)量和畫面張數(shù)(Frame-rate)收錄像像，全球監(jiān)控攝影機(jī)還需要超過184億gigabytes的儲存空間，才能儲存2個星期的影像。

　　這些儲存容量所支持的硬盤機(jī)數(shù)量，如果一臺接一臺排列的話，預(yù)估將可達(dá)到沿著公路環(huán)繞臺灣10周的距離，可見，監(jiān)控所需的儲存設(shè)備量，是很驚人的!

　　這些統(tǒng)計突顯監(jiān)控攝影和儲存技術(shù)在過去15年來的急速成長。現(xiàn)今監(jiān)控系統(tǒng)短短2個星期的儲存需求，是1995年整體制造容量的880倍以上。主要原因可歸咎于便宜的儲存方案不斷增加供應(yīng)。

　　儲存容量增加了，但價格則戲劇性的下滑。1995年，1 GB儲存成本約995美元，時至今日，相同的設(shè)備僅需0.08美元。

　　研究機(jī)構(gòu)In-Stat先前預(yù)測2011年，全球監(jiān)視攝影機(jī)出貨量超過4,100萬臺，到了2014年將達(dá)到5,100萬臺以上。而網(wǎng)絡(luò)攝影機(jī)在未來3年則會出現(xiàn)13.7%復(fù)合年成長率。

　　同時，In-Stat也預(yù)估較高百萬畫素分辨率的需求有明顯成長。更多攝影機(jī)加上更高分辨率，這顯示儲存需求也會相對增加。

　　儲存技術(shù)　不斷精進(jìn)

　　為了滿足安控市場對儲存依賴度不斷提高的需求，硬盤制造商利用極小分子的磁性涂層技術(shù)，克服硬碟機(jī)維護(hù)數(shù)據(jù)完整性的挑戰(zhàn)。

　　磁錄密度

　　最近硬盤機(jī)技術(shù)已將重心放在提高儲存媒體磁錄密度(A r e a lDensity)，磁錄密度是用于計量數(shù)位數(shù)據(jù)之個別位(記錄在磁性分子上)在硬盤機(jī)的密集度。這些位元群組越密集，則磁錄密度越高。磁錄密度的計量單位是每吋位數(shù)(Bits Per Inch，BPI)。若能提高一臺儲存裝置的BPI值，相對就可以增加它的容量。

　　垂直錄寫技術(shù)(PerpendicularRecording)的開創(chuàng)，讓專家們能夠?qū)崿F(xiàn)最大化的BPI，其方法是將位垂直排列而非水平排列，以達(dá)到較高BPI。這項(xiàng)技術(shù)是過去5年來儲存容量能不斷提升的最主要原因，不過垂直錄寫也已接近其最大密度，預(yù)估它的極限每平方吋約達(dá)到1~1.5TB。

　　增加硬盤機(jī)媒體基本扇區(qū)尺寸

　　人們越來越難以在維持每一位相互區(qū)別前提下，繼續(xù)朝更小型化技術(shù)發(fā)展。因?yàn)椴坏⒏〉拇判苑肿?，同時還必須維護(hù)數(shù)據(jù)完整性，這二者之間如何取得平衡，漸漸成為硬盤機(jī)產(chǎn)業(yè)的新挑戰(zhàn)。

　　那么， 還有什么方法可以增加儲存容量呢?硬盤機(jī)制造商也正絞盡腦汁，希望能開發(fā)出新一代的儲存技術(shù)。國際磁盤驅(qū)動器設(shè)備與材料協(xié)會(The International Disk DriveEquipment and Materials Association，IDEMA)，已于近期提出增加硬盤機(jī)媒體基本扇區(qū)尺寸的指令。

　　新的4K扇區(qū)先進(jìn)格式(AdvancedFormat)技術(shù)，能將硬盤機(jī)的扇區(qū)尺寸從512 Bytes變更為4096(4K)Bytes。這項(xiàng)技術(shù)獲得包括希捷及其他IDEMA會員的支持與采納，并認(rèn)為此技術(shù)將促成未來更高容量和更強(qiáng)韌的儲存錯誤修正能力。

　　增加磁道密度

　　另一可能增加儲存容量的關(guān)鍵為磁道密度，通常是以每吋磁道數(shù)(Tracks Per Inch，TPI)計量。硬盤機(jī)是將數(shù)據(jù)儲存在硬盤機(jī)盤片的同心圓。當(dāng)磁道緊密排列在一起，TPI和容量都將達(dá)到最大化。

　　有業(yè)者產(chǎn)品的TPI值，每吋可達(dá)到340,000軌，每條磁道僅75奈米寬，比一個單一孢子還要小100倍，密度可說是非常高。

　　SMR技術(shù)　讓TPI更上層樓

　　隨著垂直錄寫技術(shù)與磁道密度發(fā)展到一個極限，目前似乎已無法制造出一個可以寫入更小磁道的讀寫頭，因此，新的迭瓦式錄寫(Shingled Magnetic Recording，SMR)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。SMR技術(shù)預(yù)計近期將推出市場，并進(jìn)一步達(dá)到優(yōu)化的TPI效果。這項(xiàng)技術(shù)可以讓磁道像屋頂?shù)耐咂纬刹糠种氐?，以增加磁道密度。在SMR之下，每當(dāng)一個新的磁道進(jìn)行錄寫時，先前的磁軌會被削減而其后的磁道則會被覆寫。這可以增加40%的儲存容量，并且能延伸垂直錄寫技術(shù)的利用。盡管SMR并不是最理想的數(shù)據(jù)儲存技術(shù)，不過對視訊監(jiān)控而言，監(jiān)控數(shù)據(jù)通常會在一段設(shè)定的時間之后被覆蓋，SMR就顯得相當(dāng)實(shí)用。

　　未來幾年，新技術(shù)將陸續(xù)出現(xiàn)，以強(qiáng)化BPI和TPI，并盡量提升儲存裝置的磁錄密度。這些技術(shù)的累積效應(yīng)，將讓監(jiān)控系統(tǒng)高解析影像的收錄功能，達(dá)到最高的成本效益。

　　客制化儲存方案,滿足多元環(huán)境需求

　　視訊監(jiān)控對儲存的需求，將強(qiáng)化容量技術(shù)的發(fā)展。雖然容量是一個關(guān)鍵的因素，但是在尋找儲存方案時，仍有一些必須考慮的重點(diǎn)。

　　首先， 使用者須選擇一個針對特定工作負(fù)荷與數(shù)據(jù)類型設(shè)計的產(chǎn)品，這是強(qiáng)化效能、確保可靠性和節(jié)省成本的關(guān)鍵。

　　如圖一所示，各市場區(qū)隔的儲存需求差異極大。PC運(yùn)算相關(guān)數(shù)據(jù)，需要的是重視讀取能力，并且特別針對小區(qū)塊隨機(jī)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計的產(chǎn)品。消費(fèi)性電子市場區(qū)隔所需的硬碟設(shè)計必須針對大區(qū)塊的循序資料傳輸提供流暢的讀取能力。

　　相反的， 視訊監(jiān)控的儲存負(fù)荷特別重視寫入能力，這項(xiàng)功能約占硬盤機(jī)作業(yè)的95%。此種大量的資料寫入，結(jié)合了來自多重數(shù)據(jù)串流(攝影機(jī))的循序數(shù)據(jù)區(qū)塊，亦即全天候監(jiān)控環(huán)境的一般作業(yè)模式。

　　其次，一種單一方案可能無法滿足所有監(jiān)控應(yīng)用的需求。因此，重要的是要了解客戶的監(jiān)控組態(tài)，以及何種硬盤機(jī)最能符合客戶的需要。以下簡單提供選擇監(jiān)控儲存方案時，必須考慮的幾個重要因素：

　　? 攝影機(jī)數(shù)量、分辨率、儲存期間;

　　? 組態(tài)類型(JBOD或RAID);

　　? 硬盤機(jī)數(shù)量;

　　? 工作負(fù)荷內(nèi)容;

　　? 機(jī)箱設(shè)計。

　　提供適當(dāng)?shù)挠脖P機(jī)， 是供貨商展現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)整合的表現(xiàn)，能充分說明產(chǎn)品的可靠度、運(yùn)作效能與經(jīng)濟(jì)價值。如圖二所示，硬盤機(jī)能使用的領(lǐng)域很廣，有些人講求功率效益和低溫作業(yè)，有些人可能需要為多機(jī)監(jiān)控錄像(Surveillance DVR，SDVR)提供高速視訊寫入和串流技術(shù)，也有些人會要求針對典型I P和LAN環(huán)境，實(shí)施優(yōu)化設(shè)計的集中化儲存。

　　應(yīng)用面面觀

　　低功耗和低溫作業(yè)的硬盤機(jī)，會比較適合小型的嵌入式系統(tǒng)，但效能的犧牲，也是不可避免的。

　　比較傳統(tǒng)的SVDR組態(tài)，通常支持許多監(jiān)控攝影機(jī)的訊號輸入，因此需要較高效能的專業(yè)用途硬盤機(jī)。諸如具備全天候作業(yè)能力和高效能、具有大區(qū)塊循序傳輸微調(diào)等硬碟機(jī)，很適合處理HD DVR、SDVR、NVR以及混合DVR/NVR系統(tǒng)。

　　集中化儲存架構(gòu)常見的是，機(jī)架掛載式儲存和搭載較多硬盤機(jī)的儲存機(jī)箱，這類儲存方式將因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)為中心拓樸組態(tài)技術(shù)的成熟，而更普及。近線(Nearline)級硬盤機(jī)融合了全天候高速寫入功能、強(qiáng)化RAID效益以及高耐震性，是這種架構(gòu)較理想的儲存方案。近線硬盤機(jī)也允許結(jié)合更先進(jìn)的儲存技術(shù)，利用SAS接口提供較高效能，以提升資料可靠性。

　　安控儲存相輔相成，圓「超越時空」之美夢

　　監(jiān)控系統(tǒng)或許還要一段時日，才可能開發(fā)出「時空之窗」。但相信硬盤機(jī)制造商繼續(xù)探究新技術(shù)，以提升數(shù)據(jù)容量的同時，監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計者，也能找出最好的方式來滿足大量的儲存需求。