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Sistemi di storage affidabili che soddisfano le aspettative degli stream video ad alta risoluzione

I sistemi di videosorveglianza incorporano un numero sempre maggiore di telecamere, con risoluzioni più elevate. Di conseguenza, i volumi di dati generati sono in continua crescita e richiedono HDD più capienti e resilienti.

Secondo Irina Chan, Specialist Product Marketing Management for the Storage Products Division di Toshiba Electronics Europe, questa tendenza continua significa che i supporti di memorizzazione utilizzati devono soddisfare requisiti significativamente maggiori. Non solo per quanto riguarda la capacità di memorizzazione, ma anche per quanto riguarda l’affidabilità 24 ore su 24 in condizioni di lavoro spesso estremamente difficili.

Il mercato della videosorveglianza è in piena espansione. Oltre alla maggiore esigenza di sicurezza della popolazione e delle aziende, stanno emergendo nuove applicazioni nel campo dell’analisi video. Ad esempio, gli algoritmi intelligenti sono in grado di analizzare i flussi video per contare il numero di visitatori, identificare le targhe dei veicoli o rilevare la presenza di fumo. La quantità di telecamere installate nel settore pubblico e nelle sedi aziendali è quindi in forte aumento. Secondo uno studio condotto da Mordor Intelligence, il mercato europeo della videosorveglianza dovrebbe registrare un tasso di crescita annuale composto (CAGR) di circa il 15,5% da oggi al 2027.

Non solo: insieme al numero di telecamere aumentano anche le risoluzioni dei dispositivi. Anche i modelli più semplici offrono già oggi il full HD, mentre il 4K e persino l’8K non sono rari nel settore professionale. Dato che in genere vengono utilizzate più telecamere, che sono in funzione 24 ore su 24, 7 giorni su 7, la quantità di dati coinvolti può accumularsi rapidamente. Spesso questi dati devono essere conservati per un periodo prolungato senza perdere fotogrammi ed essere prontamente disponibili per la revisione in qualsiasi momento. Questi requisiti pongono sfide particolari ai sistemi di archiviazione e ai supporti su cui si basano.

Le tradizionali unità disco rigido (HDD) per desktop sono insufficienti in questo caso, poiché sono progettate solo per tempi di funzionamento compresi tra 8 e 16 ore al giorno e per carichi di lavoro annuali di circa 55 TB. In un sistema di videosorveglianza supererebbero generalmente questi valori e si usurerebbero rapidamente, poiché la probabilità di guasti o malfunzionamenti durante il periodo di garanzia aumenterebbe notevolmente. Di conseguenza, i produttori di HDD offrono modelli specializzati, ottimizzati per la videosorveglianza e in grado di supportare il funzionamento non-stop. Queste unità sono molto più robuste e possono gestire fino a 180 TB di dati all’anno.

Gli HDD per la sorveglianza hanno in genere un tempo medio di guasto (MTTF) di 1 milione di ore, che equivale a un tasso di guasto annualizzato (AFR) dello 0,88%. Quindi, su un migliaio di unità, probabilmente se ne guasterebbero circa 9 all’anno. A titolo di confronto, se messe in funzione ininterrottamente, le unità disco per desktop con un MTTF di 600.000 ore hanno un AFR dell’1,46% Pertanto, su un migliaio di queste unità, 15 probabilmente si guasterebbero in un dato anno. I modelli a prezzo più basso risparmierebbero quindi solo a breve termine, perché a lungo termine comporterebbero spese di manutenzione e assistenza più elevate, che andrebbero ad aumentare il costo totale di proprietà (TCO). Inoltre, gli HDD per la sorveglianza hanno un periodo di garanzia più lungo, che di solito copre un periodo di 3 anni.

Supporti di archiviazione robusti e affidabili

Dati i grandi volumi di dati coinvolti nelle attività di videosorveglianza, i videoregistratori digitali (DVR), i videoregistratori di rete (NVR), i server video e i sistemi di gestione video devono disporre di un’ampia capacità di archiviazione. Per questo motivo sono spesso dotati di un certo numero di unità disco. Il problema è che, nella disposizione convenzionale, le loro vibrazioni rotazionali si rafforzano a vicenda. In casi estremi, ciò può persino danneggiare le unità. Per questo motivo, gli HDD speciali di sorveglianza sono dotati di sensori incorporati, in modo da identificare queste vibrazioni. Non appena si verifica una situazione in cui le vibrazioni presenti diventano preoccupanti, i parametri operativi possono essere regolati da meccanismi di controllo per salvaguardare gli HDD da eventuali effetti negativi sulle loro prestazioni. Gli HDD desktop, che di solito vengono installati solo su base stand-alone, possono fare a meno di tali sensori e meccanismi di controllo. Tuttavia, la loro durata sarà sostanzialmente ridotta se utilizzati nei sistemi di archiviazione destinati alla videosorveglianza.
A differenza degli HDD desktop, gli HDD per la sorveglianza vengono sottoposti a test completi di compatibilità e funzionamento in diversi tipi di apparecchiature di registrazione video. Ciò consente ai produttori di dischi rigidi di garantire che i loro modelli funzionino senza problemi con tali apparecchiature e offrano prestazioni ottimali, cosa che non è garantita nel caso degli HDD desktop.
Inoltre, gli HDD per desktop sono progettati solo per un intervallo di temperatura operativa compreso tra 0 e 60°C. Questo può essere insufficiente per la videosorveglianza. Questo può essere insufficiente per la videosorveglianza, perché i registratori non sono sempre installati in sale server o centri dati climatizzati, o anche in normali ambienti di ufficio. In alcuni casi, i sistemi sono collocati in magazzini poco ventilati o all’interno di armadi di sicurezza in aree di produzione e stoccaggio, dove possono essere esposti a temperature elevate. Gli HDD di sorveglianza sono progettati per temperature più elevate, con una copertura operativa da 0 a 70°C.

Irina Chan, Toshiba Electronics Europe
Irina Chan, Toshiba Electronics Europe

Aumento delle prestazioni

Per consentire l’elaborazione in parallelo di flussi video ad alta risoluzione, gli HDD di sorveglianza sono dotati di un firmware ottimizzato e generalmente dispongono anche di una memoria buffer più grande rispetto agli HDD desktop di pari capacità. Ciò consente loro di gestire fino a 64 flussi video, con prestazioni esatte che dipendono dalla risoluzione, dal codec video utilizzato e dal contenuto video catturato. Prendiamo ad esempio una telecamera in un parcheggio sotterraneo. Questa genererà una quantità di dati inferiore rispetto a una telecamera stradale che monitora un flusso costante di traffico.
Alcune unità disco per la sorveglianza funzionano a velocità di 5.400 o 5.700 giri al minuto (rpm). Questa velocità è sufficiente per molte applicazioni, anche se a volte è necessario leggere il materiale video per la revisione parallelamente alla registrazione. Il firmware garantisce che le operazioni di scrittura non vengano rallentate e che tutti i flussi vengano registrati in modo affidabile. Le basse velocità di rotazione rendono le unità molto efficienti dal punto di vista energetico e aiutano le aziende che le utilizzano a ridurre il consumo di energia. Tuttavia, quando sono necessarie prestazioni più elevate, esistono anche HDD di sorveglianza che supportano 7.200 giri/min.

In caso di carichi di lettura elevati e frequenti, può essere opportuno utilizzare unità disco di classe enterprise invece di quelle di sorveglianza. Questi ultimi non solo offrono velocità di trasferimento dati superiori, ma possono anche gestire carichi di lavoro annuali più elevati, fino a 550 TB. Sono inoltre dotati di sensori di vibrazioni e di meccanismi di controllo per la soppressione delle vibrazioni, ma sono progettati solo per temperature di esercizio comprese tra 5 e 55˚C. Le aziende devono quindi assicurarsi di collocare i sistemi di archiviazione video dotati di HDD di livello enterprise solo in ambienti climatizzati. In questo modo, nulla osta all’analisi a valle di grandi volumi di video, potenzialmente utilizzando i moderni algoritmi di intelligenza artificiale.

Chi è l’autrice

Irina Chan è Specialist Product Marketing Management per la divisione Storage Products di Toshiba Electronics Europe.

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