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Explicação técnica Armazenamento de vigilância digital de alta capacidade: as economias de escala

Solução? Expandir a capacidade com uma quantidade menor de HDDs grandes (1 TB, 2 TB ou 3 TB), desenvolvidos especificamente para a tarefa de armazenamento de vigilância.

Enormes capacidades de armazenamento

Introdução
Os profissionais de segurança experientes estão migrando para as soluções de vídeo digital em massa e com bom motivo: os gravadores de videovigilância digital (SDVR) têm uma combinação sem precedente de qualidade de vídeo, capacidade de armazenamento e flexibilidade, possibilitando que os sistemas baseados em SDVR forneçam uma variedade impressionante de recursos avançados:

  • Resolução de imagem mais alta
  • Mais câmeras ativas
  • Períodos de arquivamento mais longos
  • Reconhecimento de vídeo inteligente

A capacidade de armazenamento abundante é um capacitador fundamental desses recursos e é aí que algumas implementações de videovigilância pecam. Em um esforço para minimizar custos, alguns sistemas de SDVR podem utilizar vários discos rígidos (HDDs) de baixo custo e baixa capacidade para atender aos seus requisitos de armazenamento. Na superfície, essa abordagem parece ser uma opção viável para reduzir os gastos com armazenamento.
No entanto, o preço de compra inicial é apenas uma parte do custo total de propriedade e, sob outros aspectos, essa abordagem voltada para o orçamento, na realidade, infla os custos do sistema de SDVR. Especificamente, a implementação de uma variedade de discos para desktop baratos consome mais slots de disco, exige mais energia (produzindo mais calor indesejado) e reduz significativamente a confiabilidade do sistema. Em muitos SDVRs, há um número limitado de slots de disco disponíveis e discos mais baratos não oferecem capacidade suficiente para armazenar fluxos de vídeo de qualidade mais alta ou manter os dados de vídeo por mais tempo.
Solução? Expandir a capacidade com uma quantidade menor de HDDs grandes (1 TB, 2 TB ou 3 TB), desenvolvidos especificamente para a tarefa de armazenamento de vigilância. Os benefícios dessa abordagem são significativos e variados: sistemas de SDVR compactos e com uso de espaço mais eficiente podem atender às necessidades de capacidade elevada dos ambientes de vigilância sofisticados, o consumo de energia e aquecimento causador de falha são reduzidos e a redução no número de discos garante menos pontos possíveis de falha e, portanto, confiabilidade mais alta.

As economias de escala
Aumentar a escala (ou capacidade) dos discos que um SDVR utiliza e reduzir sua quantidade gera diversas vantagens, fiscais e físicas. Como ilustrado nas tabelas seguintes, um único disco de vigilância de 3 TB oferece muito mais capacidade, consome muito menos energia (produzindo menos calor) e fornece confiabilidade mais alta do que o armazenamento de SDVR que utiliza vários discos para desktop baratos.

Capacidade máxima
Um benefício óbvio dos HDDs desenvolvidos especificamente para vigilância vem de suas capacidades excepcionalmente altas. Um disco de vigilância de 3 TB pode armazenar 42 dias de transmissão de vídeo em alta qualidade (1280×1024 de resolução de quadros, 30 fps, vídeo comprimido H.264). Se a configuração for reduzida para 704×480 resolução/10 fps, esse disco pode armazenar impressionantes 402 dias de dados de vídeo. Com a maior capacidade, mais fluxos de vídeo podem ser adicionados facilmente para ampliar a cobertura de vigilância. Somando mais de seis vezes a capacidade de alguns discos para desktop baratos, um disco de vigilância de 3 TB possibilita que inúmeras câmeras de vídeo sejam implementadas, aumentando significativamente a relação custo-benefício dos sistemas de SDVR mais compactos. Por exemplo, um único disco de 3 TB pode armazenar mais de oito meses de fluxos de vídeo de dez câmeras (352×240 de resolução/10 fps).
Observação: os números anteriores e os da tabela refletem a compressão H.264; os resultados podem variar dependendo dos formatos de compressão de vídeo e aplicativos de gravação de vídeo específicos usados.

* Comparação entre um Seagate® Surveillance HDD de 3 TB e um disco para desktop padrão de 500 GB.

Eficiência no uso de energia
Reduzir o consumo de energia dos HDDs usados em sistemas de SDVR é um objetivo importante por vários motivos. As economias de custo produzidas pelo menor volume de watts usados pelos discos de vigilância são um benefício óbvio, mas sua maior eficiência energética também resulta em menor geração de calor. O calor é o inimigo de todos os dispositivos eletrônicos e temperaturas de disco reduzidas garantem que o sistema funcione mais frio, aumentando a confiabilidade dos discos e do SDVR que os abriga.
Além disso, com os discos de vigilância impondo uma carga térmica inferior aos recursos de refrigeração do sistema de SDVR, os integradores de SDVR ficam livres para empregar um número maior de codificadores e decodificadores MPEG e/ou codificadores e decodificadores MPEG mais potentes no sistema, sem medo de sobrecarregar suas capacidades de dissipação de calor.

* * Comparação entre um Seagate® Surveillance HDD de 3 TB e um disco para desktop padrão de 500 GB.

Confiabilidade superior
Uma variável externa importante que afeta a longevidade do sistema e do HDD é o calor. Encher um sistema com discos de menor capacidade para atingir um determinado nível de capacidade pode aumentar significativamente as temperaturas operacionais do sistema e do disco. Como esses discos para desktop mais baratos carecem de recursos específicos à aplicação para gerenciar energia, eles são mais propensos a apresentar falhas relacionadas ao calor causadas pelos rigorosos requisitos de ativação e ciclo de trabalho da vigilância 24×7.
Mais discos em um sistema de armazenamento também significam mais pontos possíveis de falha. Observe que a taxa de falhas anuais (AFR) de um sistema é cumulativa, ou seja, a AFR de todos os discos no sistema deve ser combinada para calcular a AFR líquida. Além disso, a AFR especificada dos discos para desktop é obtida em ambientes computacionais de desktop 8×5 pouco exigentes e pode subestimar drasticamente a AFR real que esses discos apresentarão nos pesados ambientes de vigilância 24×7.

* Comparação entre um Seagate® Surveillance HDD de 3 TB e um disco para desktop padrão de 500 GB.

Vantagem específica
Os discos de vigilância são otimizados especificamente para uso em segurança por vídeo digital e, portanto, incorporam recursos avançados de gerenciamento de energia. Nos sistemas de SDVR em que enormes quantidades de informações são armazenadas, o grande número de discos necessário pode apresentar desafios de consumo de energia quando o sistema é inicializado. Os discos de vigilância solucionam isso captando menos energia durante a inicialização, o que possibilita o uso de fontes de alimentação menores que produzem menos calor.
Os discos de vigilância aproveitam os recursos de conservação de energia também durante a operação normal. Qualquer disco no sistema pode ter sua rotação reduzida para entrar no modo de economia de energia quando não estiver em uso ativo. Isso aprimora bastante a eficiência de refrigeração do sistema e, consequentemente, a confiabilidade geral do sistema.
Além dos recursos de gerenciamento de energia que reduzem o consumo de energia e a geração de calor, os HDDs de alta capacidade desenvolvidos especificamente para vigilância contam com um firmware otimizado para transmissão de vídeo. Os comandos de transmissão ATA-7, juntamente com perfis de busca otimizados, possibilitam que os HDDs prontos para vigilância gerenciem vários fluxos de vídeo simultâneos sem prejudicar a confiabilidade ou o desempenho (o que é comum no uso de discos para desktop padrão).

Conclusão
Embora implementar inúmeros discos para desktop de baixa capacidade baratos em um sistema de SDVR pareça uma forma tentadora de cortar custos, rapidamente fica óbvio que é uma falsa economia. Os discos desenvolvidos especificamente para vigilância custam apenas um pouco mais em termos de relação GB/preço do que vários discos para desktop, mas exigem menos slots de disco do SDVR para fornecer muito mais capacidade, consomem muito menos energia e geram menor calor prejudicial ao sistema, tudo isso fornecendo confiabilidade superior.

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