Обзор накопителей для видеонаблюдения Seagate Skyhawk и Skyhawk AI

 

Компания Seagate предлагает сегодня широкую линейку накопителей – от портативных и внутренних для ПК и игровых приставок до серверных, для облачных сервисов и центров обработки данных. Сегодня линейки специализированных жёстких дисков разделены на такие сегменты: FireCuda для игровых компьютеров, IronWolf для NAS и Skyhawk для видеонаблюдения. О жёстких дисках для систем видеонаблюдения, то есть для записи потоков видео, сегодня и поговорим. К нам на обзор приехали сразу два представителя линейки Surveillance (Наблюдение) – Skyhawk ST6000VX001 объёмом 6 ТБ и Skyhawk AI ST8000VE000 объёмом 8 ТБ.

 

Skyhawk

 

 

Внешне специализированные жёсткие диски для видеонаблюдения ничем не отличаются от пользовательских моделей. Это привычный форм-фактор 3,5 дюйма. Корпус выполнен из алюминия. Верхняя пластина содержит наклейку с идентифицирующей информацией. Снизу частично видна внешняя плата устройства и четыре монтажных отверстия. Ещё по три отверстия с каждой стороны есть по бокам – для установки в корзину. На противоположном торце от разъёмов, есть  маркировочная наклейка с серийным номером – чтобы было проще искать нужный диск среди других, установленных в NAS.

 

Накопители в линейке SkyHawk различаются объёмом памяти, скоростью вращения шпинделя и размерами кеша – от 64 или 256 МБ. Доступны от 1 до 8 ТБ. Также есть версии накопителей, которые при той же ёмкости, имеют другое значение количества оборотов. В нашем случае 5425, а бывает и 5900.

 

 

Накопители SkyHawk оснащены сенсорами вращательной вибрации (RV), которые могут измерять внешние вибрации, влияющие на жесткий диск. Такие вибрации всегда присутствуют в системах, у которых в ограниченном пространстве установлено несколько жестких дисков. Накопительный резонанс может влиять на работу головок чтения/записи. В случае SkyHawk, как и других накопителей Seagate с сенсорами RV, прошивка использует информацию сенсоров для управления двумя приводами головок, которые передвигают головки чтения/записи к нужной позиции с коррекцией. Таким образом, в системах для нескольких накопителей можно устанавливать по нескольку HDD, не боясь, что вибрации друг друга помешают работе. Отметим что помимо основного привода, который перемещает весь блок головок, на кончике кронштейна с головкой установлен ещё один микро-привод, обеспечивающий более точное позиционирование.

 

Накопители SkyHawk в принципе рассчитаны на менее требовательные сценарии. Такой вывод сделан на базе того что нагрузка записи в год составляет 180 ТБ, а время наработки на отказ —  1 млн часов. Это более близкие к пользовательским моделям показатели. Однако для конечных пользователей и малого бизнеса такие характеристики тоже можно назвать приемлемыми.

 

В сравнительной таблице спецификаций модели разных ёмкостей можно найти значения энергопотребления при различных сценариях. В случае, когда накопитель работает 24/7, эти данные могут быть полезны владельцам системы для просчётов затраченной электроэнергии.

 

Ёмкость, ТБ	1	2	3	4	6	8
Среднее энергопотребление, Вт:	5,6	3,7	3,5	3,7	5	8,73
Энергопотребление в простое, Вт:	4	2,5	2,5	2,5	3,4	7,06

 

Что касается уровня шума, то стоит отметить, что на практике уровень очень сильно зависит от установки. В нашем случае мы будем использовать видеорегистратор Dahua XVR410AC, рассчитанный на один накопитель. В случае устройства с несколькими накопителями, их вибрация может передаваться на корпус и усиливаться. Субъективно, шумность обычная и не отличается от современных жёстких дисков. О подробностях настройки и организации системы видеонаблюдения с использованием жёстких дисков Seagate SkyHawk Surveillance, мы познакомим вас в следующих материалах.

 

 

Прошивка SkyHawk, очевидно, ориентирована на операции записи данных. В таких случаях превалирующей является возможность записи потоков видео без задержек, пусть даже ценой потери отдельных данных. Например, если происходит какая-либо ошибка, жёсткий диск почти что не прекращает непрерывную запись потока видео. В итоге, конечно, может возникнуть ошибка изображения одного кадра, но для потока видео в целом это не критично. Для работы данной функции в совместимых системах были добавлены команды ATA для потоковой передачи данных. Управляющая система может запрашивать различную информацию состояния у жёсткого диска, что позволяет ей спланировать запись или чтение потоков. Разумеется, такие команды должны поддерживаться и управляющей системой. Если она не поддерживает потоковые команды ATA, накопители SkyHawk работают как обычные жёсткие диски, у которых в приоритете целостность данных и отсутствие ошибок при чтении или записи. У нашего ST6000VX0001 вероятность возникновения некорректируемой ошибки составляет 1 к 10¹⁵ битам, что на порядок лучше, чем у потребительских HDD с такой же ёмкостью. У младших моделей линейки – вероятность 1 к 10¹⁴ битам.

 

 

В тестах измеряющих скорость чтения и записи мы получили соответствующие заявленным показатели. Отметим, что скорость передачи данных зависит от их расположения на магнитных дисках. На внешних дорожках наблюдается более высокая линейная скорость, чем на внутренних дорожках.

 

Skyhawk AI

 

 

Говорить о каких либо различиях с вышеописанной моделью Skyhawk не приходится. Skyhawk AI имеет такой же дизайн. Разве что в основании есть не четыре, а шесть крепёжных отверстия. Линейка представлена куда большими ёмкостями — от 8 до 18 ТБ. Помимо ёмкости, они различаются весом, количеством пластин, энергопотреблением и чуть более низкой максимальной постоянной скоростью передачи данных по внешнему диаметру в случае младших моделей.

 

Кроме того, они различаются наполнением. Если физическое пространство накопителя внутри корпусов Skyhawk заполнено воздухом, то линейка Skyhawk AI заполняется гелием. Исключением стала самая младшая модель на 8 ТБ, которая собственно и фигурирует в наших тестах.

 

 

Диски SkyHawk AI предназначены для круглосуточной работы в системах видеонаблюдения с нагрузкой 550 ТБ в год. Среднее время наработки на отказ – 1,5 млн. часов. На все модели предоставляется 3-х летняя гарантия. Цифры куда выше и свидетельствуют о готовности работать эти накопители под интенсивной нагрузкой.

 

Показатели энергопотребления приводим ниже в таблице. Отметим, что 8 ТБ-накопитель практически не отличается в линейках Skyhawk и Skyhawk AI, так как оба заполнены воздухом. А вот модели от 10 ТБ и выше потребляют лишь немного больше.

 

Ёмкость, ТБ	8	10	12	14	16	18
Среднее энергопотребление, Вт:	8,73	6,9	6,9	6,9	6,71	8
Энергопотребление в простое, Вт:	7,5	4,9	4,9	4,9	5,1	5,3

 

Одной из особенностей рассматриваемых жёстких дисков стало наличие кеша. Он позволит повысить скорость записи, если размер файла не превышает размер кеша. Поскольку видеорегистраторы обычно пишут видео не потоком, а разбивая каждое по длительности на 1,3, 5 минут, то эти кусочки могут быть быстро записаны. Или же если быстрый дисковый кэш заполнится до того, как контроллер перенесет его содержимое, то входящий поток данных придется притормозить на время очистки кэша. После чего новые данные можно будет снова записывать в кэш. Нужно просто учесть, что если будет записываться большой массив данных (куски видео в высоком качестве и большой длительности, например), то после определённого объёма скорость записи — снизится.

 

 

Все накопители Seagate серии SkyHawk AI располагают кэшем объёмом 256 МБ и скоростью вращения шпинделя 7200 об./мин. Буфер используется для работы новой версии алгоритма ImagePerfect AI. Она оптимизирует потоковую передачу видео и минимизирует ошибки данных. Алгоритм основан на технологии многоуровнего кэширования (MTC, Multi-Tier Caching). Модели рассчитаны уже на большие предприятия, чем классические SkyHawk, с десятками камер (до 64 штук, если точнее). Соответственно и управляющие устройства здесь должны иметь поддержку команд ATA-8 Streaming. С ними при передаче данных приоритет отдаётся времени, а не целостности данных. Хост-устройство может запрашивать доставку данных в течение определённого периода.

 

Также есть специальное ПО SkyHawk Health Management (SHM), разработанное совместно с Hikvision (для систем с NVR OS 4.0). Технология отслеживает и анализирует данные о состоянии и работоспособности диска, поэтому сможет вовремя предупредить возможные проблемы.

 

Выводы

 

Накопители SkyHawk — специализированные модели в ассортименте Seagate. Они ориентированы на системы видеонаблюдения, поэтому сегмент рынка сравнительно небольшой по сравнению с теми же накопителями BarraCuda для настольных ПК. К преимуществам «гелиевых моделей», которые встречаются в линейке, можно отнести сравнительно низкое энергопотребление по сравнению с «воздушными». Но оценить их на практике нам не представилось возможным.

 

В обоих рассматриваемых жёстких дисках используется метод перпендикулярной магнитной записи PMR или CMR (conventional magnetic recording) при котором магнитные дорожки записываются бок о бок, без перекрытия.

 

В Skyhawk используется специальная прошивка, ориентированная на сценарии видеонаблюдения. Контроллер поддерживает команды стриминга ATA оптимизированные для высокой нагрузки записи. SkyHawk можно использовать в небольших системах видеонаблюдения в качестве единственного накопителя, и в более крупных, вмещающих до восьми HDD.

 

В тоже время модель Skyhawk AI готова к работе в составе обширных систем видеонаблюдения, когда счёт камер идёт на десятки. Здесь куда большую роль играет поддержка программных протоколов и алгоритмов хост-устройствами, которые собственно и отвечают за запись видео с камер. В самих накопителях с приставкой «AI» используется и новая версия алгоритма ImagePerfect AI.

 

Для предварительного планирования и оценки проекта, компания Seagate подготовила калькулятор занимаемого видео пространства на накопителе. С ним будет проще понять, какие объёмы нужны при выбранных параметрах самого видеопотока и пожеланиях к его хранению.

 

Например, для трёх камер, с которых мы хотим ежедневно записывать видео в Full HD при 25 fps и хранить их на протяжении недели в максимальном качестве в кодеке H.264 — нам понадобится 1 ТБ места. Поумерив аппетит к качеству, и допустив, что видео-регистратор поддерживает запись только в MJPEG, получим 5 ТБ для тех же трёх камер с хранением на протяжении недели. Ну и самый «взрослый» сценарий для большого предприятия, которое будет записывать с 64 камер видео в 15 fps и только при идентификации движения, то есть не сутки напролёт, получим 50 ТБ. А дальше дело за коррекцией сроков хранения и бюджета на систему безопасности для выбора оптимальной конфигурации массива жёстких дисков.

 

О подробностях работы и организации системы видеонаблюдения с использованием жёстких дисков серии Seagate SkyHawk Surveillance, видео-регистратора и трёх камер, мы познакомим вас в следующих материалах.

 

Характеристики Seagate Skyhawk
Интерфейс:	SATA III 6 Гбит/сек.
Доступные ёмкости:	1, 2, 3, 4, 6, 8 ТБ
Форм-фактор:	3,5”
Скорость передачи данных:	180 МБ/сек.
Буфер:	64 МБ
Технология записи:	CMR
Наполнение:	воздух
Габариты:	146,99 x 101,85 x 20,20 мм
Вес:	610 г (6 ТБ)
Поставщик:	Asbis Украина
Цена:	$50 (1 ТБ), $170 (6 ТБ), $230 (8 ТБ)

Оценка:

+ ценовая доступность линейки

+ показатели надёжности

 

Характеристики Seagate Skyhawk AI
Интерфейс:	SATA III 6 Гбит/сек.
Доступные ёмкости:	8, 10, 12,  14, 16, 18 ТБ
Форм-фактор:	3,5”
Скорость передачи данных:	235 (8 ТБ) МБ/сек.
Буфер:	256 МБ
Технология записи:	CMR
Наполнение:	воздух в 8 ТБ, гелий в остальных
Габариты:	146,99 x 101,85 x 26,11 мм
Вес:	716 г (8 ТБ)
Поставщик:	Asbis Украина
Цена:	$230 (8 ТБ), $330 (12 ТБ), $550 (18 ТБ)

Оценка:

+ улучшенный алгоритм ImagePerfect

+ пониженное энергопотребление

+ увеличенный кеш