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Dettagli tecnici Ottimizzazione delle prestazioni e dell'affidabilità dei sistemi di sorveglianza video

Seagate ha collaborato con i clienti alla ricerca di soluzioni per la sorveglianza a un livello più elevato in termini di prestazioni e affidabilità e ha identificato tre tipi principali di approccio per raggiungere tali obiettivi: formazione continua, procedure ottimizzate per la progettazione, distribuzione di unità create specificamente per le applicazioni di sorveglianza e controlli correlati.

Seagate, essendo il più grande fornitore al mondo di unità disco, è consapevole delle peculiarità che caratterizzano le diverse applicazioni di memorizzazione e delle differenti esigenze dei clienti. In alcuni casi i requisiti specifici di applicazioni che utilizzano unità disco sono evidenti a prima vista. Ad esempio, le esigenze di memorizzazione di un'applicazione di database di classe Enterprise sono chiaramente diverse da quelle di un lettore MP3 portatile tenuto in tasca durante attività di jogging.

In entrambi i casi, tuttavia, vengono impiegate unità disco per la memorizzazione e, anche se sono decisamente diverse in fatto di dimensioni, tali unità condividono molte caratteristiche tecnologiche. Sebbene per altre applicazioni di memorizzazione le differenze siano meno evidenti, è necessario identificare le caratteristiche specifiche importanti per garantire che i prodotti di memorizzazione offrano risultati ottimali in termini di valore, prestazioni e affidabilità.

Un ambito in cui sono presenti queste lievi differenze è l'esplosivo mercato delle unità disco nel settore dei sistemi di sorveglianza video. In questo settore, infatti, l'adozione di unità disco sta aumentando in modo vertiginoso, a seguito della maggiore flessibilità e delle migliori prestazioni offerte dai sistemi di memorizzazione su unità disco rispetto ai precedenti sistemi basati su nastro. Secondo IHS, il mercato stimato a livello mondiale delle apparecchiature per la sorveglianza ha raggiunto un valore di oltre video 12,6 miliardi di dollari nel 2012 e si prevede che crescerà a un tasso annuale complessivo (CAGR) del 12,8% nei prossimi cinque anni, fino a raggiungere i 23,3 miliardi di dollari nel 2017. E in termini di fatturato, si prevede che la portata del mercato delle apparecchiature video di rete per la sorveglianza supererà quella del mercato delle apparecchiature analogiche nel 2014.1

Sebbene l'adozione di unità disco anziché sistemi a nastro nei sistemi di sorveglianza video stia raggiungendo il 100%, c'è ancora molta strada da percorrere per migliorare l'interoperabilità dei sistemi, in particolare in termini di affidabilità. Molti clienti, che sono passati ai sistemi di sorveglianza digitali e alla memorizzazione basata su unità, apprezzano il miglioramento in termini di capacità, prestazioni e flessibilità ma delusi da una percentuale di guasti inaspettatamente elevata. Inoltre, è forte la richiesta di prestazioni ottimizzate che consentano di stare al passo con le tendenze verso la registrazione con risoluzione nell'ordine dei megapixel e l'analisi video intelligente.

Seagate ha collaborato con i clienti alla ricerca di soluzioni a un livello più elevato in termini di prestazioni e affidabilità e ha identificato tre tipi principali di approccio per raggiungere tali obiettivi: formazione continua, procedure ottimizzate per la progettazione, distribuzione di unità create specificamente per le applicazioni di sorveglianza e controlli correlati.

In quale misura le condizioni ambientali influenzano l'affidabilità di un sistema di sorveglianza video digitale?

Nel grafico che segue è riportato un esempio specifico, ossia la percentuale di guasti in un anno (AFR) stimata per le unità disco Surveillance HDD di Seagate® in funzione della temperatura dell'unità e delle ore di funzionamento (POH):

Come indicato, la percentuale di guasti aumenta sensibilmente se aumenta la temperatura delle unità. È necessario informare adeguatamente i rivenditori, gli integratori di sistemi, gli installatori e persino i clienti su quali siano le condizioni operative appropriate per le apparecchiature di sorveglianza video al fine di contenere i danni dei componenti elettronici e di altre apparecchiature causati dall'esposizione a condizioni ambientali ostili.

Dove è possibile trovare informazioni relative alle condizioni operative appropriate per le apparecchiature di sorveglianza digitali?

Seagate offre a partner e clienti un'ampia gamma di strumenti informativi che possono essere utilizzati per ampliare le proprie conoscenze relative alle possibilità offerte dalle unità disco, alle aree problematiche e alle procedure consigliate. Seagate mette a disposizione una raccolta di documenti tecnici che possono risultare utili a scopo educativo.

Quali altri fattori, oltre all'ambiente operativo, influenzano l'affidabilità dei sistemi di sorveglianza digitali?

La progettazione adeguata del contenitore o dello chassis è fondamentale allo scopo di garantire un'affidabilità ottimale. I sistemi elettronici devono essere alloggiati in chassis progettati appositamente per una gestione adeguata della temperatura e che consentano di controllare o compensare le vibrazioni. Poiché le unità disco sono componenti critici all'interno dei sistemi di sorveglianza digitali, i servizi Customer Experience Engineering di Seagate offrono ai clienti la consulenza tecnica necessaria per implementare gli chassis dei sistemi in modo che rispettino le procedure consigliate in termini di gestione della temperatura, delle vibrazioni e degli urti.

Quali azioni sono state intraprese da Seagate per ottimizzare l'affidabilità delle unità disco nei sistemi di sorveglianza digitali?

Seagate si impegna a migliorare i prodotti per ogni segmento di soluzioni di memorizzazione specifico. Per ottenere una conoscenza approfondita delle esigenze tipiche di un determinato segmento di soluzioni di memorizzazione, Seagate collabora attivamente con i clienti e i partner prestando particolare attenzione ai minimi dettagli.
Questa filosofia è ben rappresentata dall'unità Surveillance HDD, prodotto leader del settore specificamente progettato e ottimizzato per il mercato delle soluzioni di sorveglianza video.
L'unità Surveillance HDD è un investimento significativo da parte di Seagate in risorse di progettazione e supporto all'altezza di un mercato in crescita. Questo tipo di impegno porta a risultati rapidi e sostanziali in termini di maggiore comprensione dei problemi e miglioramenti tecnologici, di funzionalità, di prestazione e di affidabilità che non sarebbero possibili in assenza di un atteggiamento così focalizzato.

Quali sono le differenze tra l'unità Surveillance HDD e altri prodotti di Seagate? 

I produttori di componenti IT progettano e vendono i prodotti in base al tipo di utilizzo o al segmento. Desktop, PC portatili, server e dispositivi elettronici di consumo emergenti sono le piattaforme in base alle quali sono stati progettati finora i prodotti, dai processori alle unità disco. Ma Seagate ha compreso che un DVR di sorveglianza non è adatto a nessuna di queste piattaforme e ha spinto i clienti del settore a scegliere l'unità disco più adatta alle proprie soluzioni. Le unità Surveillance HDD sono state sviluppate specificamente per rispondere alle esigenze del mercato dei DVR per la sorveglianza. Di seguito è riportato un confronto tra alcune prodotti di Seagate sviluppati appositamente per diverse nicchie di mercato.

Nella tabella sono indicate le unità disco a confronto con le relative caratteristiche e funzionalità ottimizzate per l'applicazione specifica.

Quali sono le caratteristiche appropriate per un sistema di sorveglianza?

Con l'unità Surveillance HDD, Seagate si è concentrata sull'incremento di affidabilità e prestazioni del flusso video, tenendo ben presenti il consumo energetico e il controllo termico e ottimizzando le operazioni di lettura/scrittura dei dati.
Sebbene molti sistemi SDVR siano implementati su una piattaforma PC, in alcuni casi vengono utilizzati sistemi incorporati che utilizzano componenti ottimizzati. È ad esempio pratica diffusa l'impiego di alimentatori ottimizzati più piccoli per ridurre i costi del sistema e controllare la produzione di calore in modo più efficiente. L'unità Surveillance HDD è stata progettata in modo da offrire la migliore gestione del consumo energetico della sua classe, sia per la corrente di avvio della rotazione che per la corrente assorbita durante la fase di ricerca. Questo tipo di approccio non penalizza le prestazioni e consente di utilizzare alimentatori economici che generano meno calore e ventole di raffreddamento più efficienti, riducendo quindi il costo complessivo della soluzione SVDR e incrementando l'affidabilità e la durata dell'unità.

È possibile ridurre la quantità di calore generata dal sistema di sorveglianza in altri modi?

I sistemi SDVR sono in genere progettati per alloggiare un numero di supporti di memorizzazione sufficiente per la quantità di video che si desidera archiviare online. Le esigenze di archiviazione video possono differire molto a seconda dei sistemi, variando da pochi giorni fino a mesi. In genere è necessario installare più di un'unità disco nel sistema SDVR per soddisfare le esigenze di archiviazione.
L'operazione eseguita con più frequenza da un sistema SDVR è ovviamente la registrazione attiva di video. Una volta registrate nel sistema, le immagini raramente vengono riprodotte e spesso vengono sovrascritte senza essere mai visualizzate. Per questo motivo, la maggior parte dei sistemi SDVR offre una capacità di memorizzazione sufficiente a soddisfare le esigenze di archiviazione dei clienti e la registrazione viene eseguita sulle unità disco in sequenza, sovrascrivendo i dati precedenti alla scadenza del periodo di archiviazione.
Ne deriva che in qualsiasi momento è probabile che una o più unità disco siano in rotazione e funzionino ai massimi livelli, anche se in realtà non vengono utilizzate attivamente dal sistema. Le unità disco Surveillance HDD supportano funzionalità che consentono di attivare la modalità di standby per le unità non attivamente in uso. In questo modo il consumo energetico e la generazione di calore delle unità vengono notevolmente ridotti e la vita di esercizio utile risulta maggiore.
Alcuni esperti del settore hanno scelto di utilizzare unità per desktop di fascia bassa con capacità limitata nei sistemi di sicurezza video per soddisfare gli esigenti requisiti di capacità appena descritti, al fine di minimizzare i costi di memorizzazione. I risultati di tale strategia sfortunatamente non sono positivi.
La distribuzione di unità per desktop con capacità limitata impone infatti forti restrizioni e crea inconvenienti significativi nei sistemi di sicurezza video, annullando qualsiasi vantaggio economico iniziale.
In mancanza di una funzione di gestione del consumo energetico specifica, le unità per desktop possono guastarsi a causa dell'eccessivo calore generato dai pesanti carichi di lavoro e dall'attività continua che caratterizzano i sistemi di sorveglianza.
È inoltre necessario utilizzare un maggior numero di unità con capacità limitata per soddisfare i requisiti di spazio necessari, aumentando così il numero di potenziali punti di guasto. Le unità supplementari occupano più spazio del necessario, consumano più energia e generano ulteriore calore, fattore quest'ultimo determinante per la riduzione della durata delle unità.

Perché è importante ottimizzare le prestazioni di lettura/scrittura?

Le soluzioni di memorizzazione per la sorveglianza devono essere progettate in modo che le prestazioni dell'unità siano ottimizzate per i flussi video e i carichi di lavoro con un numero elevato di operazioni di scrittura. L'ottimizzazione delle prestazioni di lettura o scrittura dei flussi video dipende dall'esecuzione affidabile, prevedibile e tempestiva dei comandi. Ad esempio, spesso i sistemi di sorveglianza offrono vantaggi a livello di analisi video intelligente e registrazione di immagini con risoluzione nell'ordine dei megapixel. Per la gestione delle enormi quantità di video e dei corrispondenti metadati in un sistema di sorveglianza intelligente o ad alta definizione, solitamente viene utilizzato un database relazionale o un sistema di organizzazione dei dati tradizionale dello stesso tipo. In questi sistemi è perciò fondamentale che per le operazioni di lettura e scrittura vengano garantite le massime prestazioni e applicati metodi di rilevamento e correzione degli errori che assicurino l'integrità dei dati.
Una delle interessanti caratteristiche offerte dalle unità disco Surveillance HDD è il supporto per il set di comandi di streaming ATA-7. ATA-7 è un'estensione recente del set di comandi ATA standard del settore per il controllo di unità disco. Il componente di streaming di questo standard consente di personalizzare le operazioni di lettura e scrittura delle unità Serie SV35 per video o dati. I comandi di streaming ATA-7 offrono quindi una soluzione elegante a entrambi i requisiti.2Inoltre, l'unità Surveillance HDD è ottimizzata per le prestazioni di scrittura nel firmware che gestisce il caching sia per la ricerca che per la scrittura. Questo fattore è essenziale per i carichi di lavoro di memorizzazione delle applicazioni di sorveglianza video in cui la scrittura dei dati può rappresentare fino al 95% dell'attività dell'unità disco. La qualità delle prestazioni e la longevità dell'unità sono notevolmente influenzate da questa funzionalità di scrittura ottimizzata.

Perché è importante l'interfaccia dell'unità? E perché il settore della sorveglianza sta sostituendo le tradizionali unità PATA con le unità SATA?

L'aumento delle dimensioni dei file di sorveglianza video è il motivo della crescita della richiesta di capacità sempre maggiori. Tali dati possono riempire rapidamente anche i sistemi con abbondante spazio di memorizzazione. Ma aumentare la capacità delle unità non è sufficiente. Il trasferimento efficiente di file voluminosi richiede infatti unità con un'elevata velocità di throughput e funzioni di correzione degli errori robuste che garantiscano l'integrità dei dati durante la trasmissione. L'interfaccia SATA sfrutta le innovazioni introdotte dalla tecnologia VLSI (Very Large Scale Integration) e dalle ricetrasmittenti seriali ultra-veloci, consentendo alle unità SATA di offrire una combinazione di prestazioni, flessibilità, integrità dei dati e affidabilità senza precedenti.
I dispositivi di memorizzazione SATA sono stati adottati in tutto il mondo dell'informatica, dagli OEM a costruttori/integratori di sistemi e utenti finali. Gli enormi volumi delle vendite hanno consentito di mantenere i prezzi a livelli estremamente convenienti. Se si considerano inoltre i molti interessanti vantaggi offerti dalle unità SATA, è facile capire perché molti produttori, integratori/costruttori e installatori di sistemi di sorveglianza siano interessati a queste unità disco.

Riepilogo delle unità Surveillance HDD
L'esclusivo insieme di caratteristiche offerte dall'unità Surveillance HDD di Seagate consente ai clienti di ottenere immediati miglioramenti in termini di prestazioni e affidabilità nelle applicazioni di sorveglianza video. Questa strategia di Seagate comprovata nel tempo, che prevede la specializzazione dei prodotti per piattaforme di memorizzazione specifiche al fine di ottenere risultati migliori, apporterà vantaggi ancora superiori in futuro.

1 Fonte: IHS, The World Market for CCTV and Video Surveillance Equipment- 2013 Edition, maggio 2013.
2 Per indicazioni e descrizioni specifiche delle modalità di implementazione delle funzionalità dell'unità Surveillance HDD, inclusi i comandi ATA-7, vedere il manuale del prodotto Surveillance HDD (in precedenza SV35 Series®).

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