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降低成本 “磁盘+磁带” 存储技术厚积薄发

安防行业高清化时代的到来,海量高清视频不仅对编解码技术提出新的要求,对后端存储设备的容量及性价比也提出了挑战。从用户层面考虑,既要长时间存储海量视频数据,又要尽可能地降低存储成本,以当前硬盘存储作为主流存储介质来计算,显然用户存储成本太高。
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  据业内人士分析,一般在一个安防监控项目中,后端存储所需要的成本约占整个项目费用的27-50%。因此,视频数据让用户无法承受之重,已然成为行业技术探讨的热点,如何在存储技术及介质上不断创新,以满足用户日益增长的视频数据成为当下研究人员头疼的事情。而反观当前存储技术,主流的硬盘存储在价格上是个硬伤,磁带存储又有不足,新的存储解决方案能否结合两者优点,将离线数据进行长期保存,业内已经有了成熟的解决方案。
监控存储

  当前主流的存储技术及产品

  存储硬盘作为当前主流的数据存储介质,是指采用磁存储技术,利用涂抹磁性物质的盘片来存储数据,然后通过磁头实现数据的写入和读出(更改磁性物质的指向)。传统硬盘的分类以采用不同类型接口来区分——如FC接口的磁盘,称为FC磁盘;SAS接口的磁盘称为SAS磁盘,还有就是SATA磁盘(NL-SAS磁盘)。从性能角度分析,SAS和FC磁盘最优;从性价比来看,NL-SAS更佳(所谓性价比是指每字节存储成本,成本越低当然性价比就越高)。

  SAS/FC磁盘通常容量较低,有300GB/600GB/900GB,SAS磁盘业界也刚刚有1.8TB容量的,SAS/FC磁盘转速高10000转、15000转,价格较高,通常用于联机应用;而NL-SAS/SATA磁盘有2TB/3TB/4TB/6TB,最近也有8TB容量磁盘面世,这种磁盘容量大、性价比高,但硬盘转速较低,只有7200转,通常用于存储容量大、性能要求不高的应用,例如安防领域的视频数据存储。

  业界还有一款新的硬盘——SSD固态硬盘,它是通过闪存芯片进行数据存储,不再使用磁存储技术,有点像我们常用的U盘,SSD的性能更高,这种磁盘更多是用于满足用户一些需要高访问性能的数据库应用,SSD固态盘主要是容量、成本因素制约了其市场份额。目前业界最大容量的固态盘的容量为1.2TB。

  磁带存储的发展历程及优劣

  磁带技术是随着计算机技术一起发展起来的,如今已有50多年的历史。早期的数据存储一般分两种:在线用磁盘,离线用磁带;稍后磁带库设备的出现,磁带存储技术作为近线存储资源被广泛使用。

  存储业界出现很多的磁带技术,比如4mm、8mm、AIT、DLT、SDLT、3480、3590、LTO等等。这些技术最终在市场的检验下形成分化,目前业界的主流是LTO存储技术,容量最大的磁带是LTO7,一盘LTO7磁带不压缩容量超过6TB。

  与磁盘存储相比,磁带存储在容量提升、存储时间和价格上有优势。据统计,全球80%数字信息存储在移动存储介质上,主要是磁带,其次是磁盘。未来磁带有望继续以比磁盘快的速度提升容量,从而拉开与磁盘的性价比差异。磁带技术经过50多年持续发展和积累,目前已经变得成熟可靠,特别是随着用户有越来越多的数据需要长久保存时,让磁带比磁盘在大数据量存储方面更具优势。

  此外,存储到磁带中的数据可以保存30年,而硬盘中都是电子元件。做个假设,如果先在磁盘中存好数据,放个五年不加电,等到了时间再加电,那就可能什么数据都读取不出来,因为电子元件老化出现故障,所以即使目前很多企业使用低成本的NL-SAS/SATA磁盘作为数据的备份存储设备,但是更多企业用户仍需要把磁带作为备份、历史数据存储的介质,以实现数据长久保留。所以,磁带存储技术的更大空间在于存储固定内容(所谓固定内容,是指写后不再变化的数据)、数据归档和法规遵从应用。

  虽然早期的磁带存储存在很多问题,不适应行业的发展,但经过技术创新之后,磁带存储不适宜长期存储、易受电磁辐射而损坏、受潮发霉、数据信号变弱等缺点有了很大的改进。在核心技术方面,磁带存储技术的改进,主要在容量和读写速度方面,容量越来越大、读写访问速度越来越快,例如LTO7可达到300MB/s的读写速率,计划发布的LTO8磁带存储技术一盘磁带容量将超过12TB、读写速率将接近500MB/s,而目前最快的SAS硬盘,也仅能达到247MB/s的读写速率;再一个是存储技术标准的统一,如LTO线性存储技术,不同厂商采用的技术标准是一致的,HP的LTO磁带机可以直接读取IBM LTO磁带机写入到磁带中数据。

  磁盘+磁带的技术创新突破

  不可置否,由于在可靠性、低功耗、低散热、流媒体优化及高抗震性方面的优势,使得硬盘存储技术在市场上独占鳌头,不过在成本方面,面对安防视频监控海量数据的存储,用户的预算成本非常,这方面磁带存储有着明显的优势,据核算,存储每TB的数据成本,磁带是磁盘的1/5、甚至更低。

  那么,随着高清视频监控时代的到来,未来安防监控摄像机的分辨率会朝着720P、1080P、4K、8K等高清及超高清的方向发展,海量存储不可避免。而安防的历史数据一般是出了问题才会去访问,所以将这些大量的低价值的数据放在硬盘上,成本负担对用户而言是一个的挑战。现在,随着安防技术创新的突破,磁盘+磁带的存储技术已经成熟并成功应用到诸如广州公安等项目上。大概的方案是在线的数据存放在硬盘上,静态的数据放在磁带库商,如果用户的重要数据安全性比较高,可以做多重的拷贝备份。对于前端的合作伙伴,在应用软件上,视频摄像机可以访问NSA/CSS的存储设备,只要能够达成接口协议,而且视频数据也是写到一个系统文件里,那么双方分级存储管理的解决方案就能很好地结合在一起。到目前为止,国内外主流的安防领域厂商的产品都已经完成了兼容性测试。

  可以预估,基于后端存储成本的巨大优势,未来冷数据或离线数据的高清存储市场,磁带存储的解决方案的市场占有率会提高。而推动磁带存储市场占有率提升的关键就在于数据量的大小,如果用户的存储数据量没有达到一定的程度,比如磁盘阵列能够存储,那其实没必要用硬盘+磁带库的解决方案,但当用户的数据采集量增加时,并且需要存储更长的时间,那么纯粹用磁盘阵列存储方案能解决的成本就会很高。

  (本文作者为美国昆腾国际公司亚太区存储专家)

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