民用選購(gòu)監(jiān)控存儲(chǔ)的誤區(qū)

我們選購(gòu)監(jiān)控設(shè)備時(shí)，無(wú)論是pc式dvr還是嵌入式dvr，都要搭配存儲(chǔ)硬盤(pán)進(jìn)行監(jiān)控錄像的載體，這時(shí)往往我們?cè)谟脖P(pán)的選擇上有所忽視，認(rèn)為只要容量滿足要求便可以，其實(shí)在dvr的領(lǐng)域，硬盤(pán)的應(yīng)用除了大容量之外，還有就是出色的穩(wěn)定性，盲目的選擇，可能會(huì)造成不必要的麻煩。

對(duì)于成熟的dvr系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，一旦出問(wèn)題有60%的可能性來(lái)自硬盤(pán)，一般硬盤(pán)的問(wèn)題都比較嚴(yán)重，對(duì)經(jīng)銷(xiāo)商來(lái)說(shuō)，監(jiān)控系統(tǒng)中硬盤(pán)出問(wèn)題多了以后，服務(wù)成本就會(huì)增加，獲得利潤(rùn)就會(huì)減少，而對(duì)于我們用戶來(lái)說(shuō)，如果硬盤(pán)故障多了，那么數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)就增大，系統(tǒng)變得不安全，沒(méi)有起到監(jiān)控系統(tǒng)真正起到應(yīng)有的作用。而在這方面，專屬定位于監(jiān)控錄像的硬盤(pán)產(chǎn)品無(wú)疑Zui具備條件，下面筆者就針對(duì)dvr系統(tǒng)在硬盤(pán)的選擇上進(jìn)行詳細(xì)的解讀：

pc硬盤(pán)與dvr專用硬盤(pán)含義：

● 普通pc硬盤(pán)

普通pc硬盤(pán)的設(shè)計(jì)是為了滿足pc應(yīng)用不斷發(fā)展的趨勢(shì)----較可靠的系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、多樣性的應(yīng)用支持以及較快的存儲(chǔ)響應(yīng)時(shí)間，設(shè)計(jì)為8x5小時(shí)連續(xù)工作時(shí)間。較可靠的系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是指在一個(gè)硬盤(pán)(包括陣列)系統(tǒng)下，硬盤(pán)系統(tǒng)可以保障多種系統(tǒng)數(shù)據(jù)的可靠安全存儲(chǔ)。多樣性的應(yīng)用支持指硬盤(pán)可以支持多種應(yīng)用環(huán)境：pc桌面應(yīng)用、多媒體應(yīng)用和游戲等。

● dvr專用硬盤(pán)

dvr專用硬盤(pán)的設(shè)計(jì)是為了滿足數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)和數(shù)字圖像信息的存儲(chǔ)要求，可以達(dá)到7x24小時(shí)的工作時(shí)間。dvr專用硬盤(pán)對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的可靠支持是極其穩(wěn)定的。這與數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)的系統(tǒng)特點(diǎn)有關(guān)，pc式數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)的系統(tǒng)相當(dāng)單一(不可能出現(xiàn)多系統(tǒng)并存的情況)，系統(tǒng)內(nèi)支持的應(yīng)用是為數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)特別定制的(也不存在多種應(yīng)用并存的情況);而嵌入式數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)一般沒(méi)有所謂系統(tǒng)的概念，其系統(tǒng)都是內(nèi)置的，和硬盤(pán)無(wú)關(guān)。dvr專用硬盤(pán)極好地滿足數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)以文件方式進(jìn)行數(shù)字圖像的存入及回放，并針對(duì)數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)錄入和回放的特點(diǎn)對(duì)硬盤(pán)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)以充分保障對(duì)流媒體的支持。

企業(yè)硬盤(pán)與dvr專用硬盤(pán)：

有人會(huì)問(wèn)企業(yè)級(jí)硬盤(pán)和dvr系列硬盤(pán)都是采用7x24小時(shí)的工作時(shí)間設(shè)計(jì)，是否用企業(yè)級(jí)硬盤(pán)代替dvr硬盤(pán)更加保險(xiǎn)可靠?答案是不可以!首先我們要了解：dvr硬盤(pán)的特點(diǎn)是專門(mén)為視頻和數(shù)據(jù)定制的不同讀寫(xiě)模式，不但確保了視頻的流暢可靠和數(shù)據(jù)的高度完整性，還能有效提升錄象的時(shí)間或者質(zhì)量。而企業(yè)硬盤(pán)適用于磁盤(pán)陣列、raid保護(hù)、數(shù)據(jù)快照(snapshot)、nas，或是各種需要大容量的儲(chǔ)存設(shè)備中。雖然兩者都針對(duì)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行進(jìn)行了優(yōu)化，但是企業(yè)級(jí)針對(duì)raid更特別優(yōu)化，尋道較監(jiān)控級(jí)硬盤(pán)快，因此兩種硬盤(pán)使用，從根本上所設(shè)計(jì)的需求就是不相同，就好比用專業(yè)顯卡去替代家用顯卡一樣，雖然都具備視頻的輸出，但是功能和性能卻相差很多。

pc硬盤(pán)與dvr專用硬盤(pán)具體差別：

● 硬盤(pán)的壽命

普通硬盤(pán)在上電啟動(dòng)的時(shí)候會(huì)全速啟動(dòng)，瞬間電流可能達(dá)到2安，甚至更高。而監(jiān)控硬盤(pán)啟動(dòng)的時(shí)候會(huì)緩慢加速，啟動(dòng)電流會(huì)控制在2安以下。因?yàn)楸O(jiān)控系統(tǒng)中通常會(huì)安裝多個(gè)硬盤(pán)，這樣在啟動(dòng)的瞬間會(huì)產(chǎn)生很大的啟動(dòng)電流，如果是普通硬盤(pán)的話，電源會(huì)難以承受，甚至燒毀。另外，監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)硬盤(pán)的傳輸速度要求一般不高，但是會(huì)頻繁的小數(shù)據(jù)量的讀寫(xiě)。 所以需要在磁頭讀寫(xiě)機(jī)構(gòu)上針對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的讀寫(xiě)特點(diǎn)做結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以延長(zhǎng)磁頭壽命。監(jiān)控硬盤(pán)的理論平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間比普通硬盤(pán)要長(zhǎng)的多，穩(wěn)定性、可靠性要更高。

● 連續(xù)工作時(shí)間差別

普通pc硬盤(pán)的設(shè)計(jì)以8×5為基礎(chǔ)。8×5指的是普通pc硬盤(pán)每天工作8個(gè)小時(shí)，每周工作5天(硬盤(pán)工作是指硬盤(pán)處于讀寫(xiě)狀態(tài)。需要特別注意的是硬盤(pán)加電后有兩個(gè)狀態(tài)：工作狀態(tài)和等待狀態(tài)，其中工作狀態(tài)是硬盤(pán)進(jìn)行讀寫(xiě)工作，等待狀態(tài)是硬盤(pán)沒(méi)有進(jìn)行讀寫(xiě)工作但處于待命狀態(tài)。)dvr專用硬盤(pán)是按24×7的企業(yè)級(jí)環(huán)境要求進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的。24×7就是每天工作24個(gè)小時(shí)，每周工作7天(就是連續(xù)不斷的進(jìn)行工作)。所以普通pc硬盤(pán)并不適合長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)讀寫(xiě)，如果要求普通pc硬盤(pán)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)讀寫(xiě)就會(huì)極大的損傷硬盤(pán)，使硬盤(pán)出現(xiàn)異常聲音、讀寫(xiě)錯(cuò)誤、工作中止等多種問(wèn)題并由此導(dǎo)致硬盤(pán)Zui終損壞。數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)是常年不間斷運(yùn)行的，因此要求硬盤(pán)必須可以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，能滿足這個(gè)要求的就是dvr專用硬盤(pán)。

● 啟動(dòng)差別

所有的3.5寸硬盤(pán)都包含電機(jī)系統(tǒng)，因此硬盤(pán)加電啟動(dòng)的時(shí)候與電機(jī)加電啟動(dòng)的情況相類(lèi)似：就是在加電的初始時(shí)間會(huì)出現(xiàn)較大的啟動(dòng)電流以完成硬盤(pán)啟動(dòng)。如果加電啟動(dòng)的時(shí)候硬盤(pán)外部供電系統(tǒng)不能保障足夠的電流支持，則硬盤(pán)會(huì)啟動(dòng)失敗，導(dǎo)致硬盤(pán)不可用。并且如果多次出現(xiàn)這種情況，容易造成硬盤(pán)的損壞。由于硬盤(pán)電機(jī)的供電是由外部電源系統(tǒng)直流12v滿足的，因此在評(píng)價(jià)硬盤(pán)啟動(dòng)電流的時(shí)候都以直流12v的電流為標(biāo)準(zhǔn)。

普通pc硬盤(pán)啟動(dòng)電流一般在2.8a～3.2a之間。dvr專用硬盤(pán)的啟動(dòng)電流Zui高為2.0a。數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)經(jīng)常采用多硬盤(pán)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，以安裝8片硬盤(pán)為例：普通pc硬盤(pán)啟動(dòng)電流2.8×8=22.4a，Zui低的功耗為22.4a×12v=268.8w。dvr專用硬盤(pán)啟動(dòng)電流2.0a×8=16a，Zui高的功耗為16a×12v=192w。

可以看出，在相同硬盤(pán)數(shù)量的情況下dvr專用硬盤(pán)對(duì)外部電源系統(tǒng)的要求更低(在同樣輸出功率的外部電源支持下，可以安裝的dvr專用硬盤(pán)的數(shù)量會(huì)更多)。注：在上例的情況中，如果外部電源系統(tǒng)供電只能保障250w，則采用普通pc硬盤(pán)的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)某些硬盤(pán)可以識(shí)別，某些硬盤(pán)不可以識(shí)別，并且沒(méi)有規(guī)律性。

● 運(yùn)行功耗及散熱差別

這里運(yùn)行功耗是指硬盤(pán)在正常讀寫(xiě)狀態(tài)時(shí)的功耗。普通pc硬盤(pán)的運(yùn)行功耗一般為14.5瓦左右，dvr專用硬盤(pán)的運(yùn)行功耗一般為8瓦左右。可以看出，dvr專用硬盤(pán)運(yùn)行功耗僅相當(dāng)于普通pc硬盤(pán)功耗55%，低的運(yùn)行功耗不僅對(duì)電源系統(tǒng)有重要意義，而且對(duì)數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)系統(tǒng)的散熱也有重要的意義(運(yùn)行功耗中大概75%會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。

在數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)中，如果安裝8片硬盤(pán)，那普通pc硬盤(pán)的運(yùn)行總功耗為14.5w×8=116w，dvr專用硬盤(pán)的運(yùn)行總功耗為8w×8=64w。如果采用普通pc硬盤(pán)，可以想像在數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)這么小的空間內(nèi)有這么高的發(fā)熱源，對(duì)系統(tǒng)的散熱要求是很高的，為了保障硬盤(pán)有一個(gè)合理的環(huán)境溫度(0～60℃)，必須對(duì)硬盤(pán)系統(tǒng)進(jìn)行有效的散熱。而采用dvr專用硬盤(pán)，發(fā)熱情況就好得多----降低了系統(tǒng)散熱要求使系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性更強(qiáng)。

● 傳輸差別

dvr專用硬盤(pán)除了采用傳統(tǒng)pc硬盤(pán)的傳輸模式，還引入了一個(gè)更新的傳輸模式----不間斷傳輸模式，該傳輸模式Zui大為65mb/s。通過(guò)引入不間斷傳輸模式，使硬盤(pán)對(duì)流媒體的支持更加可靠，充分保障數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)在錄入的同時(shí)進(jìn)行回放的流暢性和穩(wěn)定性。這是其它硬盤(pán)所不具備的特性。

● 價(jià)格差別

相比普通pc硬盤(pán)，dvr硬盤(pán)在價(jià)格上與其相差無(wú)幾，只是在特殊技術(shù)上的支持有所不同，前者更注重性能后者則注重穩(wěn)定讀寫(xiě)。只有企業(yè)級(jí)硬盤(pán)才相對(duì)貴一些，畢竟要求更加苛刻一些。

與以上兩種盤(pán)體相比固態(tài)硬盤(pán)由于采用nand閃存作為存儲(chǔ)介質(zhì)，摒棄了傳統(tǒng)機(jī)械硬盤(pán)通過(guò)機(jī)械運(yùn)動(dòng)在磁介質(zhì)上讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的方式，不存在旋轉(zhuǎn)部件，因此使用ssd固態(tài)硬盤(pán)延遲非常小，ssd訪問(wèn)時(shí)間為0.01到0.1毫秒，而Zui先進(jìn)的15000轉(zhuǎn)硬盤(pán)的訪問(wèn)時(shí)間則為4到10毫秒。同時(shí)ssd固態(tài)盤(pán)由于無(wú)機(jī)械裝置，完全半導(dǎo)體化，所以它具有普通機(jī)械硬盤(pán)所不具備的特點(diǎn)：不怕震動(dòng)，溫度范圍寬（形變小），運(yùn)轉(zhuǎn)安靜沒(méi)有噪音，而這些恰恰是傳統(tǒng)硬盤(pán)的性能瓶頸。 由于視頻監(jiān)控在許多特定的場(chǎng)合，對(duì)整個(gè)監(jiān)控硬件性能要求非常高，任何單點(diǎn)出現(xiàn)故障，都會(huì)引發(fā)整個(gè)系統(tǒng)的崩潰。我們?cè)趯?shí)時(shí)監(jiān)控使用機(jī)械硬盤(pán)，對(duì)于監(jiān)控?cái)z像頭采取的數(shù)據(jù)需要寫(xiě)入硬盤(pán)，所以硬盤(pán)一般長(zhǎng)期處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，硬盤(pán)的長(zhǎng)期數(shù)據(jù)寫(xiě)入，勢(shì)必會(huì)造成傳統(tǒng)機(jī)械硬盤(pán)機(jī)械部件，包括磁片的磨損，且一旦損壞，往往會(huì)造成數(shù)據(jù)無(wú)法恢復(fù)而讓整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)失去應(yīng)有的效用。ssd硬盤(pán)采用閃存介質(zhì)，閃存單點(diǎn)可達(dá)到40萬(wàn)次的擦寫(xiě)次數(shù)，mtbf可達(dá)200萬(wàn)小時(shí)，工業(yè)固態(tài)硬盤(pán)使用壽命為10年以上，為您在視頻解決方案中提供安全可靠的存儲(chǔ)設(shè)備，保障整個(gè)系統(tǒng)性能上大的提升。
在進(jìn)行采購(gòu)硬盤(pán)研究的時(shí)候，必然會(huì)考慮硬盤(pán)其本身的品質(zhì)，其中Zui重要的一點(diǎn)則是硬盤(pán)的耐用性。而傳統(tǒng)的機(jī)械硬盤(pán)的內(nèi)置馬達(dá)讓其故障率居高不下，而ssd的耐用性如何呢?

固態(tài)硬盤(pán)耐用性是指經(jīng)受長(zhǎng)期重復(fù)數(shù)據(jù)寫(xiě)入的能力。固態(tài)硬盤(pán)的耐用性是有限的，因?yàn)閚and閃存的耐用性是有限。nand閃存耐用性用寫(xiě)入/擦除次數(shù)(p/e cycle)來(lái)衡量。一個(gè)寫(xiě)入/擦除周期是指寫(xiě)入數(shù)據(jù)到閃存然后在寫(xiě)入新的數(shù)據(jù)前擦除。

面向各行業(yè)的固態(tài)硬盤(pán)需要多少的耐用性呢?據(jù)seagate/emc與microsoft的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，每天寫(xiě)入數(shù)據(jù)量< 50gb, 或者說(shuō)數(shù)據(jù)更新率<0.5/天(那時(shí)候的硬盤(pán)容量差不多是100gb左右)。

實(shí)際使用數(shù)據(jù) vs 固態(tài)硬盤(pán)的耐用性

根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用需求來(lái)選擇合適的耐用性級(jí)別，從而達(dá)到降低成本的目的。研究數(shù)據(jù)表明，2pb的耐用性就能很好滿足企業(yè)it的需要。

nand 閃存存儲(chǔ)單元是一個(gè)可以存儲(chǔ)電荷的浮柵場(chǎng)效應(yīng)管，編程(寫(xiě))操作將電子聚集到浮柵，擦除操作則將電子拉離浮柵。一個(gè)寫(xiě)入/擦除(p/e)周期就是 電子束 的一次 往返移動(dòng)，電子通過(guò)量子遂穿效應(yīng)穿過(guò)隧道氧化層，耐用性之所以有限正是因?yàn)殡娮拥耐狄苿?dòng)會(huì)逐漸對(duì)隧道氧化層造成損傷。

耐用性限制的基本表現(xiàn)形式

壞塊

　　– 擦除操作的耗時(shí)會(huì)隨著擦寫(xiě)次數(shù)的增加而變長(zhǎng), 從而導(dǎo)致擦除失效和壞塊的替換

　　– 失效區(qū)塊數(shù)超過(guò)固態(tài)硬盤(pán)備用區(qū)塊數(shù)的臨界點(diǎn)就是Zui基本的耐用性限制

寫(xiě)數(shù)據(jù)差錯(cuò)

　　– 原始比特差錯(cuò)率(rber)隨著擦寫(xiě)次數(shù)增加而逐漸增加

　　– rber vs. uber (無(wú)法校正的比特差錯(cuò)率)

　　– uber達(dá)到規(guī)定上限的臨界點(diǎn)時(shí)，則構(gòu)成了另外一個(gè)耐用性限制

數(shù)據(jù)維持能力

　　– 一定數(shù)目的p/e周期后，rber一定會(huì)隨著時(shí)間推移而增加

　　– ecc能校正比特跳變差錯(cuò), 但校正能力是有限的

　　– 選擇一個(gè)合適的數(shù)據(jù)維持時(shí)間以及uber，從而以此來(lái)確定一個(gè)安全的可擦寫(xiě)次數(shù)，這就是另外一個(gè)耐用性限制

缺陷

　　– 所有的集成電路都有缺陷，大多數(shù)nand閃存的缺陷誘發(fā)的失效都是由p/e操作造成, 因?yàn)閜/e過(guò)程中的高電壓容易造成缺陷短路。

　　– 缺陷造成的失效率達(dá)到可接受的臨界點(diǎn)是另一個(gè)耐用性限制

 

所有的nand閃存都有損耗極限,耐用性挑戰(zhàn)就是把這個(gè)極限往右移直至超過(guò)期望的壽命期。另外，使用過(guò)程中由于寫(xiě)操作缺陷導(dǎo)致隨機(jī)故障的產(chǎn)生，耐用性挑戰(zhàn)就是把這類(lèi)故障率盡可能降低.當(dāng)上述可能得以實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，固態(tài)硬盤(pán)對(duì)企業(yè)級(jí)應(yīng)用的承諾就能很好的實(shí)現(xiàn)了。

假設(shè)主機(jī)要重寫(xiě)新的數(shù)據(jù)到到一個(gè)區(qū)塊(block)中,但nand閃存不能直接覆蓋數(shù)據(jù)，而是需要把數(shù)據(jù)寫(xiě)到一個(gè)擦除過(guò)的區(qū)塊(block)中然后擦除原來(lái)的區(qū)塊(block)，結(jié)果: 主機(jī)要求寫(xiě)2個(gè)頁(yè)(page)數(shù)據(jù)但物理上寫(xiě)了64個(gè)頁(yè)，這就是所說(shuō)的寫(xiě)入放大，這里為32。固態(tài)硬盤(pán)的耐用性是nand耐用性除以寫(xiě)入放大因子(waf)，因此低的waf至關(guān)重要。

寫(xiě)入負(fù)載同樣也會(huì)影響耐用性，寫(xiě)入負(fù)載影響寫(xiě)入放大因子(waf)因而影響耐用性，寫(xiě)入的數(shù)據(jù)越大，其放大因子越低，使得固態(tài)硬盤(pán)耐用性越高。而增加隨機(jī)寫(xiě)數(shù)據(jù)塊的大小也會(huì)減小waf從而提高耐用性。類(lèi)似，增加數(shù)據(jù)的隨機(jī)性會(huì)增加waf從而降低耐用性;增加隨機(jī)數(shù)據(jù)的lba覆蓋范圍 ，會(huì)降低臟數(shù)據(jù)整 理(garbage collection)的效率 ，從而增加waf，降低耐用性。優(yōu)化負(fù)載，使wafZui小化，是提高固態(tài)硬盤(pán)耐用性Zui根本的方法。

廠商耐用性指標(biāo)

耐用性指標(biāo)對(duì)消費(fèi)級(jí)和企業(yè)級(jí)有不同的需求規(guī)范。使用條件包括兩個(gè)方面: 具體的i/o工作負(fù)載和溫度。耐用性限制包括了所有我們所討論的：

　　– 數(shù)據(jù)保持時(shí)間

　　– 功能故障率需求(缺陷&短路)

　　– 無(wú)法校正的比特差錯(cuò)率 (寫(xiě)入比特差錯(cuò))

　耐用性驗(yàn)證測(cè)試(evt): 基本方法

evt是一種加速性的、全壽命期測(cè)試，而傳統(tǒng)機(jī)械硬盤(pán)的可靠性測(cè)試(rdt)則不是。對(duì)于高耐用性固態(tài)硬盤(pán)的耐用性則可以使用推斷法來(lái)進(jìn)行評(píng)估。

當(dāng)我們了解了ssd固態(tài)硬盤(pán)的工作原理和測(cè)試方法之后，那么我們?cè)撊绾芜x擇固態(tài)硬盤(pán)呢?首先，我們要明白，耐用性越高，那么所花費(fèi)的成本就越高，價(jià)格也就越昂貴。消費(fèi)者必須清晰地了解自己的需求，到底需要多少耐用性? 
了解了自身的需求，那如何尋求適合自身應(yīng)用的ssd？smartcom 客制化ssd固態(tài)電子硬盤(pán)更能滿足各行業(yè)定制需求 （功能定制，成本定制，規(guī)格定制，服務(wù)定制）
 定制化項(xiàng)目