Благодаря интенсивному развитию облачных технологий, многие предприятия малого и среднего бизнеса стали отказываться от собственных дата-центров. Поскольку сторонние сервисы позволяют удовлетворить большинство потребностей фирм, включая ведение финансовой отчетности, взаимодействие между подразделениями и филиалами посредством виртуального кабинета и даже услуги телефонии, содержание ЦОД становится попросту нерентабельным, да и не нужным.
Единственным исключением были и остаются вопросы организации видеонаблюдения, однако и здесь налицо существенный прогресс: рынок предлагает немало компактных устройств (NAS, мини-серверов), способных поспорить в производительности с полноразмерными стоечными решениями, на базе которых можно развернуть полноценную систему безопасности. В конечном счете все упирается в правильный выбор накопителей информации, к которым, в данном случае, предъявляются значительно более высокие требования по сравнению с десктопными версиями:
- Обработка в реальном времени большого количества входящих/исходящих видеопотоков без потерь кадров;
- Устойчивость к линейной и ротационной вибрации;
- Низкая температура под нагрузкой;
- Отказоустойчивость и экономичность.
Иными словами, HDD для видеорегистрации должен обладать всеми преимуществами современных серверных винчестеров, при этом адекватно функционировать в многозадачных сценариях. Именно такие характеристики заявлены Western Digital, выпускающими специализированную серию жестких дисков для нужд видеонаблюдения WD Purple. Насколько описание соответствует действительности? Давайте разбираться.
Технологии WD Purple и результаты синтетических тестов
Ключевым отличием пурпурной серии является технология AllFrame, по сути являющаяся логическим продолжением SilkStream, использовавшейся в линейке AV-GP для обеспечения работы с 12 камерами одновременно. Усовершенствованные алгоритмы позволили увеличить количество входящих изохронных потоков до 64 на диск. AllFrame Technology использует команды Streaming Feature Set, входящие в спецификацию ATA но, как правило, незадействованные в случае с обычными накопителями и серверными решениями, что обеспечивает уменьшение потери кадров за счет применения упреждающего кэширования с приоритетным резервированием буфера для операций записи.
Как и корпоративные модели, WD Purple получили поддержку RAFF (Rotary Acceleration Feed Forward) — адаптивной компенсации вибрации. Система состоит из трех компонентов, каждый из которых выполняет собственную функцию:
- Сенсорный блок представлен несколькими акселерометрами RV Sensing, фиксирующих линейные и угловые вибрации;
- Модуль RV Control Effort Feed-Forwarding фиксирует поступающий от акселерометров дифференциальный сигнал, на основе которого производит расчет компенсационных усилий;
- Исполнительный механизм с помощью набора алгоритмов Adaptation to Environmental Conditions, корректирует траекторию движения блока магнитных головок, что позволяет значительно снизить потери в скорости чтения/записи. Например, при ротационной вибрации с угловым ускорением до 50 радиан/с2 таковые не превышают 4%.
Наконец, для адекватного функционирования в дисковых массивах, WD Purple также обзавелись TLER (Time Limited Error Recovery), обеспечивающим обратную связь с RAID-контроллером, что помогает исключить распад массива, если время коррекции ошибки превысило 7 секунд. В такой ситуации HDD подает соответствующую команду, откладывая процедуру исправления до наиболее удачного момента.
Все это хорошо выглядит на бумаге, но давайте приступим к синтетическим тестам. Для испытаний возьмем модель WD60PURX объемом 6 ТБ и утилиту PC Mark 8. Стоит оговориться, что этот бенчмарк не совсем подходит для наших целей, так как имитирует нагрузку, для которой WD Purple не предназначен, однако приложение является хорошим средством определения общей производительности, позволяя загрузить диск на все 100%. В целом, результаты получились весьма достойные: WD60PURX справляется с нагрузкой на уровне моделей для корпоративных NAS, хотя устройства Enterpraise-класса и производительные десктопные модели заметно его опережают.
PC Mark 8
| Общий балл | 1942 |
| Воспроизведение музыки | 1.24 |
| Игровые сценарии | 5.03 |
| Импорт изображений | 7.6 |
| Запуск приложений | 3.09 |
| Обработка видео | 18 |
| Windows Defender | 1.71 |
| Windows Media Center | 7.61 |
Для определения таких параметров, как температура, шумность и энергоэффективность, мы воспользовались функцией удаления информации без возможности восстановления “Erase” из пакета HDTune (посекторная перезапись всего диска позволила добиться максимальной нагрузки на накопитель). Здесь результаты весьма интересные. С точки зрения потребляемой мощности WD Purple опережает даже винчестеры Green-серии, некогда славившиеся своей экономичностью (в настоящее время сняты с производства). Уровень шума в процессе работы практически не изменяется, оставаясь стабильно низким. Температурные показатели также впечатляют (измерения проводились при +25 °C).
Физические показатели
| Температура под нагрузкой | 42 °C |
| Энергопотребление в простое | 6.3 Вт |
| Энергопотребление под нагрузкой | 7.5 Вт |
| Уровень шума в простое | 35 дБА |
| Уровень шума в режиме поиска | 36 дБА |
Испытания в условиях реальной нагрузки
Теперь попробуем собрать тестовый стенд, который мог бы использоваться в условиях малого офиса или филиала для организации компактной системы видеонаблюдения. В его основу ляжет NAS My Cloud PR2100. Устройство оснащено четырехъядерным процессором N3710 с тактовой частотой 1.6 Ггц, 4 гигабайтами оперативной памяти, а также гигабитным сетевым адаптером (пропускная способность аппарата составляет 109 МБ/с). В числе преимуществ модели стоит указать поддержку удобного клиентского ПО Milestone Arcus Surveillance. В сетевое хранилище мы установим пару 6-терабайтных WD Purple и создадим зеркальный RAID-массив.
На роль видеокамер подойдут совместимые с программным пакетом Milestone купольные модели Hikvision DS-2CD2132-I. Для их подключения будем использовать 4 коммутатора ES1100-16P (по 8 портов PoE на каждом для IP-камер) и маршрутизатор NBG6515 от Zyxel — высокая пропускная способность сетевой инфраструктуры поможет получить наиболее достоверные сведения.
Критерием измерений является показатель CCT (Command Competition Time), отражающий скорость выполнения команд в миллисекундах. Запись видео осуществлялась в течение часа в режиме 1280 x 720 (25 к/сек.), при этом к системе последовательно подключались 8, 16 и 32 камеры. Предварительно мы также подготовили часовую запись в HD-разрешении и включили ее трансляцию непосредственно с диска. Результаты отражены на графиках, представленных ниже.
8 потоков 1280 x 720 (25 к/сек.)
16 потоков 1280 x 720 (25 к/сек.)
32 потока 1280 x 720 (25 к/сек.)
Данный эксперимент наглядно демонстрирует работу алгоритма AllFrame. Значительные изменения наблюдаются лишь при подключении 32 каналов, при этом снижается лишь скорость операций чтения (CCT смещается в диапазон от 20 до 40 мс), так как AllFrame резервирует доступные ресурсы для входящего сигнала. При этом, во всех проведенных тестах скорость выполнения операций записи лежит в промежутке от 0 до 5 мс, что также свидетельствует об отсутствии влияния на работу HDD ротационной вибрации. На полученных записях мы не обнаружили артефактов изображений или потери кадров. Согласно мониторингу S.M.A.R.T., температура дисков не поднималась выше 55 °C, что также является отличным результатом с учетом компактного корпуса NAS.
Вместо заключения
Что же в итоге? WD Purple является отличным нишевым решением: такие диски будут проигрывать серверным собратьям в повседневных сценариях, однако демонстрируют впечатляющую производительность именно при работе с многопоточным видео. Благодаря экономичности, низкому тепловыделению и поддержке RAFF они способны прекрасно функционировать в составе компактных видеорегистраторов и NAS даже при критической нагрузке. Таким образом, винчестеры пурпурной серии оказываются по-настоящему универсальными: они подойдут как для организации видеонаблюдения в малом офисе, так и для использования в системах безопасности профессионального уровня, обеспечивая высокое качество записи и гарантируя сохранность информации.
