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기술 관련 식견 대용량 스토리지 용량은 보안 감시 기술을 향상하는 데 도움이 됩니다

대용량 스토리지 용량은 보안 감시 기술을 향상하는 데 도움이 됩니다

비디오 보안 감시의 미래는? 

Doug Carlin 요원: "다시 돌려볼 수 있어요?" 
Paul Pryzwarra 요원: "아니요, 기존 스토리지 시스템이 데이터를 감당하지 못해요."

Déjà Vu(데자뷰)라는 영화를 보았다면 이 대사를 기억할 것입니다. Denzel Washington이 분한 Doug Carlin 요원은 감시 영상의 중요한 순간을 다시 재생해 보라고 비디오 기술자를 다그치지만 불가능합니다. 기술 전문가가 4차원을 조종하여 과거의 영상을 만들어냈기 때문에 현재에는 그런 방대한 양의 데이터를 저장할 수 있는 스토리지 기기가 없습니다.

이미 영화의 전제가 현실의 한계를 벗어났습니다. 그러나 스토리지 기술 전문가들은 기존의 그 어떤 스토리지 기기도 담을 수 없을 만큼 방대한 데이터에 매력을 느낄지도 모르겠습니다. 오늘날의 하드 드라이브는 대량의 데이터를 저장하도록 설계되었지만, 과연 이런 시스템이 비디오 보안 감시 업계의 나날이 증가하는 스토리지 수요에 발맞출 수 있을까요?

비디오 보안 감시 및 스토리지에 관한 사실
비디오 보안 감시 시장에는 스토리지가 얼마나 필요할까요? 과거의 카메라 출고량과 기기의 예상 수명에 기초하여 계산하면, 현재 전 세계의 디지털 시스템에서 사용하는 비디오 보안 감시 카메라는 약 2억 1천만 대에 이른다고 합니다.2 각 카메라가 업계 표준 해상도, 품질, 프레임 속도 설정에 맞추어 작동하고 14일분의 데이터를 녹화한다고 가정합니다. 겨우 2주 분의 녹화를 위해 세계의 보안 감시 카메라를 지원하는 데

이런 일반적인 설정에서조차 184억 GB가 넘는 스토리지가 필요합니다. 또한, 그런 스토리지 용량을 제공하는 데 필요한 하드 드라이브는 일렬로 세워 놓으면 중국을 두 번 가로지를 수 있습니다.

이런 통계에서 지난 15년간 보안 감시 및 스토리지 기술이 얼마나 성장했는지 잘 드러납니다. 오늘날의 보안 감시 시스템이 겨우 2주분을 녹화하는 데 필요한 스토리지는 1995년에 생산된 스토리지 용량을 전부 합친 것보다 880배나 많습니다.3 이러한 급속한 성장이 가능했던 근본적 요인은 저렴한 스토리지의 가용성이 증가했던 것입니다. 스토리지 용량은 늘어났지만 가격은 대폭 줄어들었습니다. 1995년에는 1GB 스토리지가 약 995달러였지만 오늘날에는 겨우 0.08달러에 1GB를 구매할 수 있습니다.4

"더욱 크고, 빠르고, 저렴하게." Seagate Technology의 설립자 Al Shugart가 남긴 명안은 여전히 오늘날 데이터 스토리지 산업의 목표를 반영합니다. 스토리지 기술의 용량 증가, 성능 향상, 비용 절감이 전 세계 카메라 출고량의 증가를 이끌고 있습니다. 조사업체 In-Stat는 2011년에 4,100만대의 카메라가 출고되고, 2014년까지 5,100만 대 이상의 카메라가 출고될 것으로 전망했습니다.5

또한, 고해상도에 대한 수요가 증가하고 있고 IP 카메라는 향후 3년간 복합적인 연간 성장률이 13.7% 이상에 이를 것으로 전망됩니다. 이런 흐름 속에 스토리지 업계의 미래는 어떤 모습일까요? 카메라 증가 + 해상도 향상 = 스토리지 필요 증가

스토리지 수요 따라잡기
지속적으로 증가하는 비디오 보안 감시 시장의 스토리지 수요에 맞추기 위해 하드 드라이브 제조업체들은 극히 작은 입자를 이용하는 자기 코팅 기술로 데이터 무결성을 유지해야 하는 어려움에 직면했습니다. 최근 하드 드라이브 기술은 스토리지 미디어의 면 밀도를 증가하는 데 초점을 맞추었습니다. 면 밀도는(자분에 기록된) 개별 디지털 데이터 비트가 하드 디스크에서 얼마나 잘 맞물려 있는지 측정하는 척도입니다. 이런 비트의 연결이 조밀할수록 면 밀도가 높아집니다. 면 밀도의 단위는 1제곱 인치당 기가비트(Gbpsi)입니다. 스토리지 기기의 Gbpsi가 증가하면 용량 수준이 증가합니다.

수직 기록의 발달로 전문가들은 비트를 수평이 아닌 수직으로 나란히 배열해서 Gbpsi를 높임에 따라 Gbpsi를 극대화할 수 있습니다. 이런 기술은 지난 5년간 스토리지 용량이 증가할 수 있었던 주요 요인이었지만, 수직 기록은 거의 최고 밀도에 이르렀으며 약 1인치당 1 - 1.5TB일 때 최대치에 도달할 예정입니다.6 비트를 지속적으로 서로 구분하면서도 기계 크기를 줄이기 점점 어렵게 되어가고 있습니다. 데이터 무결성을 유지하면서 더욱 작은 자분을 만드는 것이 하드 드라이브 업계에 새로운 문제로 대두되었습니다.

스토리지 용량을 늘리려면 무엇을 해야 할까요? 하드 드라이브 제조업체들은 차세대 스토리지 기술을 개발하기 위해 다양한 옵션을 탐색하고 있습니다. 최근 국제 디스크 드라이브 장비, 재질협회(IDEMA)는 하드 드라이브 미디어에서 사용하는 기본 섹터 크기를 늘리기로 했습니다.7 새로운 고급 포맷 4K 섹터 기술을 이용하면 하드 드라이브의 섹터 크기가 512바이트에서 4,096(4K) 바이트로 변경됩니다. Seagate Technology와 다른 IDEMA 회원 업체들은 4K 섹터 기술 도입을 환영하고, 앞으로 용량과 오류 수정의 안정성을 높일 수 있는 핵심 요소라고 생각합니다.

스토리지 용량을 늘릴 가능성이 있는 두 번째 핵심 요소는 트랙 밀도입니다. 흔히 인치당 트랙(TPI) 단위로 측정합니다. 하드 드라이브는 하드 디스크 플래터의 동심원에 데이터를 저장합니다. 트랙을 조밀하게 배치하면 TPI와 용량이 모두 극대화됩니다.

Seagate® Surveillance HDD의 경우, TPI 수준이 이전 세대에서 25만이었다가 오늘날에는 34만으로 증가했습니다.8 이는 TPI가 36%나 증가하였으며, 스토리지 용량에 엄청난 향상이 있었다는 것을 나타냅니다. 겨우 3.5인치 디스크에 많은 양의 트랙이 들어가 있기 때문에 각 트랙의 너비는 75 나노미터에 불과하며, 이는 꽃의 홀씨 1개보다 약 100배나 작습니다. 이런 트랙은 읽기/쓰기 헤드가 7200RPM으로 회전시키고 데이터는 엄청나게 작은 규모로 정확하게 기록됩니다.

다음은 뭘까요?
수직 기록 기술이 한계에 다다르면서 트랙 밀도도 한계에 다가가고 있습니다. 현재 기술로는 더 작은 트랙을 기록할 수 있는 읽기/쓰기 헤드를 생산하지 못합니다. 여기서 SMR(Shingled Magnetic Recording)이 사용됩니다.

SMR은 TPI를 더욱 최적화할 수 있는 기술로 향후 몇 년 내로 등장할 것으로 예상됩니다. 이 기술은 트랙 밀도를 올리기 위해 마치 판자 지붕 타일처럼 기록 트랙을 부분적으로 겹치는 것입니다. SMR 기술을 사용하면 새 트랙을 기록할 때마다 이전 트랙을 잘라내고 다음 트랙을 겹쳐서 기록합니다. 그러면 용량이 40%까지 증가할 수 있고, 수직 기록 기술의 사용도 확장됩니다.9 SMR 기술은 모든 데이터 스토리지에서 사용할 수는 없지만 보안 감시 데이터는 기록 후에 일정 기간이 지나면 덮어쓰는 경우가 많기 때문에 비디오 보안 감시에서는 적용이 상당히 유리합니다.

앞으로 스토리지 용량을 확장하고 스토리지 수요 증가에 맞추기 위한 추가 기술이 등장할 것입니다. 이런 기술은 스토리지 기기의 Gbpsi 및 TPI 향상과 면 밀도 극대화에

지속적으로 새로운 방법을 적용할 것입니다. 그런 기술의 누적 효과로 인해 고화질 기록 능력이 점점 더 일반화되더라도 보안 감시 시스템은 더욱 비용 효율적으로 바뀔 것입니다.

비디오 보안 감시에 하드 드라이브 기술 활용
비디오 보안 감시 산업에서 스토리지 수요가 지속적으로 증가함에 따라 데이터 용량을 확장하는 기술이 계속 발전할 것입니다. 현재는 물론 미래에도 보안 감시 전문가들은 자신의 보안 감시 시스템의 필요에 적합한 하드 드라이브를 선택해야 합니다. 스토리지 솔루션을 찾을 때 용량이 주요 요소로 작용하지만, 다른 요소도 고려해야 합니다.

첫째, 본인의 작업과 데이터 분류에 맞게 설계된 제품을 선택해야만 성능을 향상하고, 안정성을 보장하고, 비용을 절감할 수 있습니다.

그림 1에서 보다시피 스토리지 요구 사항은 분야에 따라 대단히 차이가 큽니다. PC 컴퓨터 관련 데이터의 경우에는 스토리지가 기록 능력에 집중되어 있고, 작은 블록의 무작위 데이터 전송에 맞춰져 있어야 합니다. 가전제품 부문에서는 하드 드라이브가 큰 블록의 연속적인 데이터 전송에 초점을 맞춘 매끄러운 읽기 능력을 갖추어야 합니다.

반면, 비디오 보안 감시 작업에서는 하드 드라이브 작업의 최대 95%까지 차지하는 기능인 쓰기에 많이 치우치도록 디자인해야 합니다. 이러한 쓰기 빈도가 높은 작업은, 보통 상시 환경에서 작동하는 다양한 데이터 스트림(카메라)의 연속적인 큰 데이터 블록과 결합합니다.

그림 1. 부문별 스토리지 요구 사항

둘째, 오늘날의 다양한 보안 감시 애플리케이션을 모두 만족하는 드라이브는 없습니다. 그러므로 자신의 보안 감시 구성에서 무엇을 요구하고 어떤 하드 드라이브가 가장 적합한지 이해하는 것이 중요합니다. 여러 가지 보안 감시 스토리지 옵션을 살펴볼 때 다음의 요소를

하나씩 살펴보는 것이 중요합니다.

  • 카메라 개수, 해상도, 저장 기간: 용량
  • 구성 유형: JBOD인가, RAID인가?
  • 드라이브 수: 많은가, 적은가?
  • 작업 프로필

인클로저 디자인
적합한 하드 드라이브는 우수한 안정성과 성능, 저렴한 가격을 제공하여 공급업체의 뛰어난 보안 감시 시스템을 제공하는 능력에 중대한 영향을 미칠 수 있습니다. 우수한 안정성과 성능, 저렴한 가격은 모두 경쟁사 제품과 차별화되는 핵심 요소입니다. 그림 2에서 보다시피

이제 다양한 보안 감시 장치의 요구 사항을 만족하는 하드 드라이브를 찾을 수 있게 되었습니다. 전력 효율과 냉각 기능을 최고 우선순위로 둘 수도 있고, 멀티 카메라 보안 감시 DVR(SDVR)을 위한 고속 비디오 녹화와 스트리밍이 필요할 수도 있습니다. 시스템에서 일반 IP 및 LAN 환경에서 동작하도록 조정된 집중식 스토리지를 요구할 수도 있습니다. 어떤 작업이든 그에 맞는 전용 하드 드라이브가 나와 있습니다.

소비자 DVR 애플리케이션
소비자 디지털 비디오 레코더(DVR)에 맞게 설계된 하드 드라이브를 비디오 보안 감시 솔루션으로 홍보하는 경우가 많습니다. 이런 제품은 카메라 수가 적거나 엠베디드 보안 감시 DVR과 같은 일부 구성에서는 사용 가능한 솔루션이지만, 일반적으로 더욱 정교한 보안 감시 시스템에서는 더욱 세밀하게 조정된 성능이 필요합니다. 소규모 엠베디드 시스템은 이런 종류의 하드 드라이브에서 저전력 이용 및 냉각 운전 기능을 일부 활용할 수도 있지만, 성능을 희생해야 합니다.

그림 2. 보안 감시 애플리케이션 유형에 따른 하드 드라이브 솔루션

주요 보안 감시 DVR 스토리지
보편적인 주요 SVDR 구성은 통상 여러 가지 보안 감시 카메라 입력을 지원하며, 고성능의 전용 하드 드라이브를 요구합니다. 상시 운영 프로필 및 고성능을 갖추고 큰 블록에 대한 연속 튜닝이 되어 있는 Surveillance HDD 제품이 HD DVR, SDVR, NVR, 하이브리드 DVR/NVR 시스템을 처리하기에 적합합니다. 쓰기 능력이 우수한 하드 드라이브를 찾으십시오. 데이터 스토리지에 있어서 보안 감시 작업의 홀마크와 같습니다.

중앙 집중형 스토리지
집중형 스토리지 아키텍처에서는 랙 마운트 스토리지와 드라이브 개수가 많은 스토리지 인클로저를 흔히 사용하고, 네트워크 집중형 토폴로지가 점점 대중화되면서 이러한 경향은 더욱 심화될 것입니다. 상시의 우수한 쓰기 작업 능력과 강화된 RAID 기능 및 내진성을 결합한 니어라인급 하드 드라이브는 이러한 아키텍처에 매우 좋은 선택입니다. 또한, 니어라인 드라이브는 성능과 데이터 안정성을 높이기 위해 SAS 인터페이스를 사용하는 더욱 앞선 스토리지 기술을 결합할 수 있도록 했습니다.

되돌아갈 수는 없습니다.
보안 감시 시스템은 과거를 들여다보는 4차원 기술을 사용하기에는 아직 멀었을지라도, 보안 업계는 확실히 놀라운 속도로 성장하고 있으며 스토리지 수요도 함께 증가하고 있습니다. 현재 기술이 증가하는 스토리지 용량의 수요를 따라잡기에는 한계가 있습니다. 하드 드라이브 제조업체가 지속적으로 새로운 기회를 탐색하여 데이터 용량을 극대화하는 동안, 보안 감시 시스템 설계자는 현재의 스토리지 필요에 발맞출 최선의 방법을 알아내야 합니다.

시스템의 작업과 데이터 분류를 이해하는 것이 첫 번째 단계이며, 그 다음에는 자신의 보안 감시 구성에 맞게 제작된 하드 드라이브를 선택해야 합니다. 양질의 제품이 다양하게 출시되었기 때문에 보안 감시 전문가들은 성능을 최적화하고 비용을 절감할 하드 드라이브를 찾을 수 있습니다.

영화 Déjà Vu(데자뷰)에서처럼 되돌릴 길은 없습니다. 과거의 스토리지 필요는 오래 전에 지나갔고, 앞으로 나아가는 수밖에 없습니다. 하지만 기술 트렌드의 발전과 오랜 성공의 역사에서 안목을 기른 보안 감시 시스템은 앞으로도 계속 전 세계의 신흥경제국을 보호하고 보안을 제공할 것입니다. 분명 이런 솔루션에서 스토리지가 핵심 요소가 될 것입니다.

—David Burks, 보안 감시 스토리지 마케팅

*참고:1 Bruckheimer, J. (제작) 및 Scott, T. (감독). (2006년). Déjà vu(데자뷰) [영화]. 미국: Buena Vista.
2 Seagate Technology, 2011년 5월
3 Seagate Technology, 2011년 5월.
4 "A History of Storage Cost," mkomo.com, 2010.
5 In-Depth Analysis Video Surveillance: Analog and IP Cameras, DVRs, NVRs, Analytics, Semiconductor and Technology, In-Stat, 2011년 1월
6 Future Storage Technology: How to Store the Entire U.S. Library of Congress on a Coin, Seagate Technology, 2010년 2월
7 Seagate Marketing Bulletin: "Advanced Format 4K Sector Transition," Seagate Technology, 2010년 5월
8 Secutech 2011 International Exhibition, Seagate Technology, 2011년 4월
9 Seagate Technology, 2011년 5월.

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