如果你曾看過(guò)影片時(shí)空線索，你或許會(huì)有印象，丹佐華盛頓飾演的F B I鑒識(shí)調(diào)查組探員非常心急的要求影片技術(shù)員，回放監(jiān)控影片中的一個(gè)關(guān)鍵片段，但影片卻無(wú)法倒帶。因?yàn)榧夹g(shù)專家已發(fā)現(xiàn)一種利用「時(shí)空之窗」建立過(guò)去影像的方法，而并非將影像儲(chǔ)存在硬件儲(chǔ)存裝置中。

　　今天，大眾所期待的硬盤(pán)機(jī)設(shè)計(jì)主要是為了儲(chǔ)存龐大的數(shù)據(jù)量，但這些系統(tǒng)是否能滿足視訊監(jiān)控產(chǎn)業(yè)不斷攀升的儲(chǔ)存需求?

　　監(jiān)視質(zhì)量提升 帶動(dòng)儲(chǔ)存需求

　　根據(jù)攝影機(jī)出貨的歷史記錄和這些設(shè)備裝置的預(yù)測(cè)使用期限，估計(jì)目前約有2億1千萬(wàn)臺(tái)監(jiān)控?cái)z影機(jī)部署于全球數(shù)字系統(tǒng)。

　　假設(shè)每一臺(tái)攝影機(jī)都采用最基本的分辨率、質(zhì)量和畫(huà)面張數(shù)(Frame-rate)收錄像像，全球監(jiān)控?cái)z影機(jī)還需要超過(guò)184億gigabytes的儲(chǔ)存空間，才能儲(chǔ)存2個(gè)星期的影像。

　　這些儲(chǔ)存容量所支持的硬盤(pán)機(jī)數(shù)量，如果一臺(tái)接一臺(tái)排列的話，預(yù)估將可達(dá)到沿著公路環(huán)繞臺(tái)灣10周的距離，可見(jiàn)，監(jiān)控所需的儲(chǔ)存設(shè)備量，是很驚人的!

　　這些統(tǒng)計(jì)突顯監(jiān)控?cái)z影和儲(chǔ)存技術(shù)在過(guò)去15年來(lái)的急速成長(zhǎng)?，F(xiàn)今監(jiān)控系統(tǒng)短短2個(gè)星期的儲(chǔ)存需求，是1995年整體制造容量的880倍以上。主要原因可歸咎于便宜的儲(chǔ)存方案不斷增加供應(yīng)。

　　儲(chǔ)存容量增加了，但價(jià)格則戲劇性的下滑。1995年，1 GB儲(chǔ)存成本約995美元，時(shí)至今日，相同的設(shè)備僅需0.08美元。

　　研究機(jī)構(gòu)In-Stat先前預(yù)測(cè)2011年，全球監(jiān)視攝影機(jī)出貨量超過(guò)4,100萬(wàn)臺(tái)，到了2014年將達(dá)到5,100萬(wàn)臺(tái)以上。而網(wǎng)絡(luò)攝影機(jī)在未來(lái)3年則會(huì)出現(xiàn)13.7%復(fù)合年成長(zhǎng)率。

　　同時(shí)，In-Stat也預(yù)估較高百萬(wàn)畫(huà)素分辨率的需求有明顯成長(zhǎng)。更多攝影機(jī)加上更高分辨率，這顯示儲(chǔ)存需求也會(huì)相對(duì)增加。

　　儲(chǔ)存技術(shù)　不斷精進(jìn)

　　為了滿足安控市場(chǎng)對(duì)儲(chǔ)存依賴度不斷提高的需求，硬盤(pán)制造商利用極小分子的磁性涂層技術(shù)，克服硬碟機(jī)維護(hù)數(shù)據(jù)完整性的挑戰(zhàn)。

　　磁錄密度

　　最近硬盤(pán)機(jī)技術(shù)已將重心放在提高儲(chǔ)存媒體磁錄密度(A r e a lDensity)，磁錄密度是用于計(jì)量數(shù)位數(shù)據(jù)之個(gè)別位(記錄在磁性分子上)在硬盤(pán)機(jī)的密集度。這些位元群組越密集，則磁錄密度越高。磁錄密度的計(jì)量單位是每吋位數(shù)(Bits Per Inch，BPI)。若能提高一臺(tái)儲(chǔ)存裝置的BPI值，相對(duì)就可以增加它的容量。

　　垂直錄寫(xiě)技術(shù)(PerpendicularRecording)的開(kāi)創(chuàng)，讓專家們能夠?qū)崿F(xiàn)最大化的BPI，其方法是將位垂直排列而非水平排列，以達(dá)到較高BPI。這項(xiàng)技術(shù)是過(guò)去5年來(lái)儲(chǔ)存容量能不斷提升的最主要原因，不過(guò)垂直錄寫(xiě)也已接近其最大密度，預(yù)估它的極限每平方吋約達(dá)到1~1.5TB。

　　增加硬盤(pán)機(jī)媒體基本扇區(qū)尺寸

　　人們?cè)絹?lái)越難以在維持每一位相互區(qū)別前提下，繼續(xù)朝更小型化技術(shù)發(fā)展。因?yàn)椴坏⒏〉拇判苑肿樱瑫r(shí)還必須維護(hù)數(shù)據(jù)完整性，這二者之間如何取得平衡，漸漸成為硬盤(pán)機(jī)產(chǎn)業(yè)的新挑戰(zhàn)。

　　那么， 還有什么方法可以增加儲(chǔ)存容量呢?硬盤(pán)機(jī)制造商也正絞盡腦汁，希望能開(kāi)發(fā)出新一代的儲(chǔ)存技術(shù)。國(guó)際磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器設(shè)備與材料協(xié)會(huì)(The International Disk DriveEquipment and Materials Association，IDEMA)，已于近期提出增加硬盤(pán)機(jī)媒體基本扇區(qū)尺寸的指令。

　　新的4K扇區(qū)先進(jìn)格式(AdvancedFormat)技術(shù)，能將硬盤(pán)機(jī)的扇區(qū)尺寸從512 Bytes變更為4096(4K)Bytes。這項(xiàng)技術(shù)獲得包括希捷及其他IDEMA會(huì)員的支持與采納，并認(rèn)為此技術(shù)將促成未來(lái)更高容量和更強(qiáng)韌的儲(chǔ)存錯(cuò)誤修正能力。

　　增加磁道密度

　　另一可能增加儲(chǔ)存容量的關(guān)鍵為磁道密度，通常是以每吋磁道數(shù)(Tracks Per Inch，TPI)計(jì)量。硬盤(pán)機(jī)是將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在硬盤(pán)機(jī)盤(pán)片的同心圓。當(dāng)磁道緊密排列在一起，TPI和容量都將達(dá)到最大化。

　　有業(yè)者產(chǎn)品的TPI值，每吋可達(dá)到340,000軌，每條磁道僅75奈米寬，比一個(gè)單一孢子還要小100倍，密度可說(shuō)是非常高。

　　SMR技術(shù)　讓TPI更上層樓

　　隨著垂直錄寫(xiě)技術(shù)與磁道密度發(fā)展到一個(gè)極限，目前似乎已無(wú)法制造出一個(gè)可以寫(xiě)入更小磁道的讀寫(xiě)頭，因此，新的迭瓦式錄寫(xiě)(Shingled Magnetic Recording，SMR)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。SMR技術(shù)預(yù)計(jì)近期將推出市場(chǎng)，并進(jìn)一步達(dá)到優(yōu)化的TPI效果。這項(xiàng)技術(shù)可以讓磁道像屋頂?shù)耐咂纬刹糠种氐?，以增加磁道密度。在SMR之下，每當(dāng)一個(gè)新的磁道進(jìn)行錄寫(xiě)時(shí)，先前的磁軌會(huì)被削減而其后的磁道則會(huì)被覆寫(xiě)。這可以增加40%的儲(chǔ)存容量，并且能延伸垂直錄寫(xiě)技術(shù)的利用。盡管SMR并不是最理想的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存技術(shù)，不過(guò)對(duì)視訊監(jiān)控而言，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)通常會(huì)在一段設(shè)定的時(shí)間之后被覆蓋，SMR就顯得相當(dāng)實(shí)用。

　　未來(lái)幾年，新技術(shù)將陸續(xù)出現(xiàn)，以強(qiáng)化BPI和TPI，并盡量提升儲(chǔ)存裝置的磁錄密度。這些技術(shù)的累積效應(yīng)，將讓監(jiān)控系統(tǒng)高解析影像的收錄功能，達(dá)到最高的成本效益。

　　客制化儲(chǔ)存方案,滿足多元環(huán)境需求

　　視訊監(jiān)控對(duì)儲(chǔ)存的需求，將強(qiáng)化容量技術(shù)的發(fā)展。雖然容量是一個(gè)關(guān)鍵的因素，但是在尋找儲(chǔ)存方案時(shí)，仍有一些必須考慮的重點(diǎn)。

　　首先， 使用者須選擇一個(gè)針對(duì)特定工作負(fù)荷與數(shù)據(jù)類型設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，這是強(qiáng)化效能、確?？煽啃院凸?jié)省成本的關(guān)鍵。

　　如圖一所示，各市場(chǎng)區(qū)隔的儲(chǔ)存需求差異極大。PC運(yùn)算相關(guān)數(shù)據(jù)，需要的是重視讀取能力，并且特別針對(duì)小區(qū)塊隨機(jī)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。消費(fèi)性電子市場(chǎng)區(qū)隔所需的硬碟設(shè)計(jì)必須針對(duì)大區(qū)塊的循序資料傳輸提供流暢的讀取能力。

　　相反的， 視訊監(jiān)控的儲(chǔ)存負(fù)荷特別重視寫(xiě)入能力，這項(xiàng)功能約占硬盤(pán)機(jī)作業(yè)的95%。此種大量的資料寫(xiě)入，結(jié)合了來(lái)自多重?cái)?shù)據(jù)串流(攝影機(jī))的循序數(shù)據(jù)區(qū)塊，亦即全天候監(jiān)控環(huán)境的一般作業(yè)模式。

　　其次，一種單一方案可能無(wú)法滿足所有監(jiān)控應(yīng)用的需求。因此，重要的是要了解客戶的監(jiān)控組態(tài)，以及何種硬盤(pán)機(jī)最能符合客戶的需要。以下簡(jiǎn)單提供選擇監(jiān)控儲(chǔ)存方案時(shí)，必須考慮的幾個(gè)重要因素：

　　? 攝影機(jī)數(shù)量、分辨率、儲(chǔ)存期間;

　　? 組態(tài)類型(JBOD或RAID);

　　? 硬盤(pán)機(jī)數(shù)量;

　　? 工作負(fù)荷內(nèi)容;

　　? 機(jī)箱設(shè)計(jì)。

　　提供適當(dāng)?shù)挠脖P(pán)機(jī)， 是供貨商展現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)整合的表現(xiàn)，能充分說(shuō)明產(chǎn)品的可靠度、運(yùn)作效能與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。如圖二所示，硬盤(pán)機(jī)能使用的領(lǐng)域很廣，有些人講求功率效益和低溫作業(yè)，有些人可能需要為多機(jī)監(jiān)控錄像(Surveillance DVR，SDVR)提供高速視訊寫(xiě)入和串流技術(shù)，也有些人會(huì)要求針對(duì)典型I P和LAN環(huán)境，實(shí)施優(yōu)化設(shè)計(jì)的集中化儲(chǔ)存。

　　應(yīng)用面面觀

　　低功耗和低溫作業(yè)的硬盤(pán)機(jī)，會(huì)比較適合小型的嵌入式系統(tǒng)，但效能的犧牲，也是不可避免的。

　　比較傳統(tǒng)的SVDR組態(tài)，通常支持許多監(jiān)控?cái)z影機(jī)的訊號(hào)輸入，因此需要較高效能的專業(yè)用途硬盤(pán)機(jī)。諸如具備全天候作業(yè)能力和高效能、具有大區(qū)塊循序傳輸微調(diào)等硬碟機(jī)，很適合處理HD DVR、SDVR、NVR以及混合DVR/NVR系統(tǒng)。

　　集中化儲(chǔ)存架構(gòu)常見(jiàn)的是，機(jī)架掛載式儲(chǔ)存和搭載較多硬盤(pán)機(jī)的儲(chǔ)存機(jī)箱，這類儲(chǔ)存方式將因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)為中心拓樸組態(tài)技術(shù)的成熟，而更普及。近線(Nearline)級(jí)硬盤(pán)機(jī)融合了全天候高速寫(xiě)入功能、強(qiáng)化RAID效益以及高耐震性，是這種架構(gòu)較理想的儲(chǔ)存方案。近線硬盤(pán)機(jī)也允許結(jié)合更先進(jìn)的儲(chǔ)存技術(shù)，利用SAS接口提供較高效能，以提升資料可靠性。

　　安控儲(chǔ)存相輔相成，圓「超越時(shí)空」之美夢(mèng)

　　監(jiān)控系統(tǒng)或許還要一段時(shí)日，才可能開(kāi)發(fā)出「時(shí)空之窗」。但相信硬盤(pán)機(jī)制造商繼續(xù)探究新技術(shù)，以提升數(shù)據(jù)容量的同時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)者，也能找出最好的方式來(lái)滿足大量的儲(chǔ)存需求。