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Explicação técnica Otimização da confiabilidade e desempenho de sistemas de videovigilância

A Seagate tem trabalhado com clientes que procuram níveis mais altos de desempenho e confiabilidade de disco para vídeo e identificou três principais abordagens para atingir esse objetivo: educação contínua, práticas aprimoradas em design e implementação de discos desenvolvidos especificamente para vigilância e controles relacionados.

Como empresa líder mundial no fornecimento de discos rígidos, a Seagate sabe bem que nem todos os clientes e aplicações de armazenamento são iguais. Às vezes, os requisitos exclusivos das aplicações de disco rígido são intuitivamente óbvios. Por exemplo, as necessidades de armazenamento de uma aplicação de banco de dados corporativo são claramente diferentes das de um MP3 player portátil guardado no bolso durante a corrida.

No entanto, os dois sistemas usam discos para armazenamento e, embora muito diferentes em tamanho, eles compartilham uma quantidade significativa de tecnologia em comum. Outras aplicações de armazenamento são muito mais sutis em suas diferenças, enquanto ainda mantêm características únicas que devem ser reconhecidas para garantir que os produtos de armazenamento ofereçam o melhor valor, desempenho e confiabilidade.

Essas diferenças sutis podem ser encontradas no crescente mercado de disco rígido, no setor de videovigilância. Aqui, a utilização de discos está expandindo a um ritmo extraordinário, refletindo a flexibilidade e o desempenho avançados do armazenamento de disco rígido em sistemas legados baseados em fita. De acordo com o IHS, o mercado mundial estimado para equipamentos de videovigilância valia mais de US$ 12,6 bilhões em 2012 e está previsto para crescer a uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 12,8% no decorrer dos próximos cinco anos, valendo US $23,2 bilhões em 2017. Em termos de receita, o tamanho do mercado de equipamentos de videovigilância em rede está previsto para superar o mercado de equipamentos de videovigilância analógica em 2014.1

Embora a adoção de discos rígidos em detrimento da fita nos sistemas de videovigilância esteja alcançando 100%, há bastante espaço para aprimoramento na interoperabilidade de sistema, sendo a confiabilidade ainda um desafio para todo o setor. Muitos clientes que passaram a usar sistemas de vigilância digital e armazenamento baseado em disco ficam satisfeitos com a capacidade, o desempenho e a flexibilidade aprimorados, mas ficam decepcionados com as taxas de falha altas inesperadas. Além disso, eles desejam desempenho superior para tirar vantagem das tendências em gravação de megapixels e análise de vídeo inteligente.

A Seagate tem trabalhado com clientes que procuram níveis mais altos de desempenho e confiabilidade e identificou três principais abordagens para atingir esse objetivo: educação contínua, práticas aprimoradas em design e implementação de discos desenvolvidos especificamente para vigilância e controles relacionados.

Qual é o impacto das condições ambientais na confiabilidade de um sistema de videovigilância digital?

Para fornecer um exemplo específico, o gráfico a seguir exibe a taxa anual de falhas (AFR) prevista do Seagate® Surveillance HDD como uma função da temperatura no gabinete e das horas em atividade (POH):

Como mostra o gráfico, as taxas de falha aumentam drasticamente à medida que as temperaturas no gabinete sobem. Vendedores e integradores de sistemas, instaladores e até mesmo clientes devem ser instruídos a respeito das condições operacionais apropriadas para equipamentos de videovigilância, se desejarem mitigar os danos aos eletrônicos e outros equipamentos devido à exposição a condições difíceis.

Onde posso obter mais informações sobre as condições operacionais apropriadas para meu equipamento de vigilância digital?

A Seagate fornece aos parceiros e clientes uma variedade de ferramentas educacionais que podem ser usadas para ajudar a informar pessoas sobre as oportunidades, áreas de risco e melhores práticas relativas a discos. A Seagate mantém uma biblioteca de artigos de tecnologia que podem auxiliar nesse esforço educacional.

Além do ambiente operacional, há outros fatores que afetam a confiabilidade dos sistemas de vigilância digital?

O design de gabinete e chassi adequado é um fator importante para alcançar confiabilidade otimizada. Os sistemas eletrônicos devem ser acondicionados em gabinetes bem projetados específicos para o gerenciamento de temperatura e controle ou compensação de vibração. Como os discos rígidos são componentes cruciais nos sistemas de vigilância digital, a Seagate desenvolveu seus serviços de Engenharia de experiência do cliente, que oferecem conhecimento em engenharia dedicado para ajudar clientes a avaliar gabinetes de sistema em relação às melhores práticas de temperatura e gerenciamento de vibração/impacto.

O que a Seagate está fazendo para ajudar a otimizar a confiabilidade do disco rígido nos sistemas de vigilância digital?

A filosofia da Seagate sobre o aprimoramento de produtos para um determinado segmento de armazenamento diz respeito ao envolvimento. O conhecimento íntimo sobre as necessidades específicas de um determinado segmento de armazenamento só é alcançado envolvendo-se ativamente com os clientes e parceiros de modo focado e de baixo nível.
Essa filosofia é refletida no Surveillance HDD, o disco líder do setor, desenvolvido e otimizado especificamente para o mercado de videovigilância.
O Surveillance HDD representa um investimento significativo da Seagate em recursos de engenharia e suporte para um mercado em expansão. Esses compromissos resultam em um aprendizado e avanço valiosos em tecnologia, funcionalidade, desempenho e confiabilidade, que simplesmente não ocorrem tão rapidamente sem uma abordagem focada.

Como o Surveillance HDD difere de outros produtos da Seagate? 

Os fabricantes de componentes projetam e comercializam produtos por segmento ou modelo de uso. Desktop, notebook, servidor e equipamentos eletrônicos de consumo recentes foram as plataformas que os fabricantes projetam em torno de processadores a discos rígidos. Entretanto, a Seagate reconheceu que o DVR de vigilância não se encaixa em nenhuma dessas plataformas, forçando os clientes de vigilância a escolher os produtos de disco rígido que se ajustem melhor às suas soluções. O Surveillance HDD foi desenvolvido especificamente para atender às necessidades do mercado de DVR de vigilância. Abaixo há uma comparação entre diversos produtos de disco da Seagate especializados para atender a diferentes nichos do segmento.

Esta tabela compara os discos rígidos e mostra os recursos e funcionalidades otimizados para tarefas específicas associadas a cada um deles.

Quais recursos específicos à vigilância eu devo procurar?

Com o Surveillance HDD, a Seagate se concentrou na confiabilidade e no desempenho de transmissão de vídeo aprimorados por meio do gerenciamento de energia e controle térmico e na leitura/gravação de carga útil de dados otimizada.
Embora muitos gravadores de videovigilância digital (SDVRs) sejam implementados em uma plataforma PC, a maioria passou para sistemas integrados que utilizam componentes otimizados. Por exemplo, é comum utilizar fontes de alimentação menores e mais eficientes para economizar custos de sistema e controlar o aquecimento de forma mais eficiente. O Surveillance HDD apoia essa prática de design oferecendo a melhor taxa de consumo de energia da categoria em corrente de ativação e corrente de busca. Essa abordagem não prejudica o desempenho e possibilita o uso de fontes de alimentação de preço mais baixo que não geram tanto calor e coolers mais eficientes, reduzindo o custo geral do SDVR e aumentando a confiabilidade e a vida útil do disco.

Há outras maneiras de reduzir a saída de calor do sistema de vigilância?

Geralmente, os designs de SDVR incluem armazenamento suficiente para manter uma quantidade desejada de armazenamento de vídeo de arquivamento online. As necessidades de arquivamento de sistema podem variar incrivelmente de apenas alguns dias de vídeo para muitos meses. Em geral, as necessidades de armazenamento de arquivamento exigem o uso de mais de um disco no sistema de SDVR.
Obviamente, a função mais comum de um sistema de SDVR é gravar vídeo ativamente. Após as imagens serem gravadas no sistema, elas raramente são analisadas e, muitas vezes, nunca mais são visualizadas antes de serem sobrescritas. Para satisfazer esse modelo de uso, a maioria dos sistemas de SDVR incorpora armazenamento suficiente para atender às necessidades de arquivamento do cliente e grava nos discos um após o outro, sobrescrevendo os dados antigos assim que o período de arquivamento termina.
Como resultado, é provável que um ou mais discos no sistema sempre estejam funcionando com níveis de desempenho máximo, apesar de não estarem sendo usados ativamente pelo sistema. O Surveillance HDD oferece recursos que colocam o disco em modo de suspensão quando não está em uso ativo. Isso reduz drasticamente o consumo de energia e a geração de calor do disco, além de ampliar sua vida útil.
Além disso, a fim de satisfazer os requisitos de capacidade de armazenamento, alguns profissionais de segurança escolheram utilizar vários discos para desktop de capacidade moderada em seus sistemas de segurança de vídeo. Seu objetivo é minimizar os custos de armazenamento, mas, infelizmente, esses esforços tiveram pouco sucesso.
A implementação de discos para desktop de capacidade restrita impõe limitações e cargas significativas aos sistemas de segurança de vídeo, impossibilitando qualquer economia de custo teórica.
Sem recursos específicos à aplicação de gerenciamento de energia, os discos para desktop podem apresentar falhas relacionadas a aquecimento causadas pelos rigorosos requisitos de ativação e ciclo de trabalho da videovigilância.
Além disso, mais discos para desktop de capacidade moderada necessários para atender a um determinado requisito de capacidade, infelizmente, significam mais pontos possíveis de falha . Os discos adicionais ocupam mais espaço do que o necessário, consomem mais energia e produzem mais calor, sendo o último um fator-chave na redução da longevidade de disco e, consequentemente, na confiabilidade do sistema de vigilância.

Por que é importante otimizar o desempenho de leitura/gravação?

As soluções de armazenamento de vigilância devem ser projetadas com o desempenho de disco ajustado para transmissão de vídeo e cargas de trabalho de gravação altas. A otimização do desempenho para fluxos de vídeo de leitura ou gravação depende da execução de comandos confiável, previsível e oportuna. Os sistemas de vigilância atuais costumam incluir avanços em análise de vídeo inteligente e gravação de imagens em megapixel. A fim de gerenciar as grandes quantidades de vídeo e metadados relacionados em uma solução de vigilância inteligente ou de megapixel, geralmente se usa um banco de dados relacional ou um sistema de dados tradicional semelhante. É fundamental que as leituras e gravações nesses sistemas empreguem os mais altos níveis de desempenho e de detecção e correção de erros para garantir que a integridade dos dados não seja comprometida.
Um recurso importante do Surveillance HDD é a compatibilidade com o conjunto de comandos de transmissão ATA-7. ATA-7 é uma extensão do conjunto de comandos ATA padrão do setor para o controle de discos rígidos. Com o componente de transmissão desse padrão, as leituras e gravações do disco SV35 Series podem ser personalizadas para as cargas úteis de vídeo ou de dados. Usando esses comandos de transmissão ATA-7, esses dois requisitos são atendidos.2Além disso, o Surveillance HDD é otimizado para desempenho de gravação em firmware de cache de busca e gravação. Essa é a chave para as cargas de trabalho de armazenamento de vídeo, nas quais os dados de gravação podem representar até 95% da operação do HD. O desempenho favorável e a longevidade do disco dependem dessa funcionalidade de gravação aprimorada.

Por que a interface do disco é importante? E por que o setor de vigilância está passando a adotar a SATA em detrimento da PATA tradicional?

Os tamanhos de arquivo cada vez maiores na videovigilância estão por trás da insaciável fome por maior capacidade de armazenamento, pois essa quantidade de dados pode rapidamente preencher até mesmo o sistema de armazenamento mais abundante. No entanto, só a capacidade de disco não é suficiente. A transferência eficiente desses arquivos volumosos exige discos com um throughput extraordinário, bem como recursos de correção de erros robustos para assegurar que a integridade de dados seja mantida durante a transmissão. A interface SATA tira vantagem de inovações na tecnologia VLSI (very large scale integration, integração em altíssima escala) e transceptores seriais de alta velocidade, possibilitando que os discos SATA forneçam uma combinação sem precedente de desempenho, flexibilidade, integridade de dados e confiabilidade.
Os dispositivos de armazenamento SATA foram adotados em todo o mundo da computação, de OEMs a arquitetos/integradores de sistemas e usuários finais. Os enormes volumes de vendas ajudaram a reduzir os preços dos discos até níveis bastante acessíveis. Junte a isso os diversos benefícios atraentes da SATA e é fácil entender por que os discos rígidos SATA viraram o padrão para a maioria dos fabricantes, instaladores e arquitetos/integradores de sistemas de vigilância.

Resumo do Surveillance HDD
Com o conjunto exclusivo de recursos oferecidos no Surveillance HDD, os clientes podem imediatamente começar a avançar em direção ao desempenho e confiabilidade aprimorados em aplicações de videovigilância. A tradicional estratégia da Seagate de focar categorias de produtos em plataformas de armazenamento específicas para gerar aprimoramento contínuo deve pagar ainda mais dividendos no futuro.

1 Fonte: IHS, The World Market for CCTV and Video Surveillance Equipment- 2013 Edition, maio de 2013.
2 Para obter orientação e descrições específicas sobre como implementar os recursos do Surveillance HDD, incluindo os comandos ATA-7, consulte o Manual do produto Surveillance HDD (anteriormente chamado SV35 Series®).

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