Dlaczego dyski twarde są tak istotne? Czemu nie poleca się stosowania zwykłych dysków w rejestratorach? Czym dyski dedykowane do pracy ciągłej się różnią od standardowych dysków twardych? Jakich funkcji nie mają standardowe dyski twarde? Na powyższe pytania postaramy się odpowiedzieć w poniższych punktach.
[Aktualizacja 26-04-2018] Z artykułu usunięte zostały wycofane z oferty dyski WD Purple NV. Zastąpiła je seria WD Purple WDxxPURZ dostępna obecnie w sprzedaży.
1. Gotowość do pracy ciągłej
Standardowe dyski twarde są przeznaczone do pracy w normalnym, tygodniowym wymiarze godzin: przez 8 godzin dziennie, 5-6 dni w tygodniu. Najczęściej udzielaną gwarancją na standardowe dyski jest okres 2 lat (są wyjątki - np. WD Black z gwarancją 5 lat – choć ciężko nazwać te jednostki standardowymi).
Dyski klasy surveillance projektowane są z myślą o pracy ciągłej, w trybie 24/7. Oznacza to nie tylko ulepszoną konstrukcję i materiały. Różnicę zobaczymy też w gwarancji jakiej udziela producent - przykładowo – WD Purple objęte są 3 letnią ograniczoną gwarancją producenta, tak samo w przypadku Seagate serii Surveillance HDD i najnowszej serii dysków SkyHawk.
W tym miejscu warto zatrzymać się na chwilę przy pojęciu pracy ciągłej, ponieważ dyski w rejestratorach nie tylko są cały czas włączone. Dosłownie przez 24/7 muszą one zapisywać dane z wielu kamer (teoretyczny podział to 90% zapis, oraz 10% odczyt). Doskonale widać to na przykładzie:
Gdzie:
Desktop - typowa praca w komputerze klasy PC.
Set-top-box - najczęściej są to urządzenia podłączane do telewizora np. dekoder (z dyskiem przystosowany do usługi VoD) czy odtwarzacz dvd wyposażony w dysk twardy.
Surveillance - zapis strumieni wideo.
2. Oprogramowanie (firmware) dysku twardego
Dokładnie tak samo jak telefon czy komputer dyski twarde również posiadają swoje wewnętrzne oprogramowanie. Firmware odpowiedzialne jest m.in. za rozruch, komunikację z kontrolerami SATA, detekcję błędów w działaniu (S.M.A.R.T.), jak również listę obsługiwanych komend ATA (zapewniających dostęp do danych). W dyskach klasy surveillance szczególne znaczenie ma obsługa ATA streaming, czyli zestawów instrukcji pożądanych w przypadku streamingu wideo (zapisu oraz odczytu).
Istotną różnicą w procesie zapisywania danych w standardowych dyskach a dyskach surveillance jest podejście do integralności danych. Przyjęto bowiem (w przypadku zapisu strumieni wideo), że czasem lepiej zapisać jakiś niewielki fragment niepoprawnych danych dostarczonych w strumieniu, niż mieć duże opóźnienie w zapisie (wynikające z korekcji błędów – co przy wielu kamerach wysokiej rozdzielczości i wielu strumieniach ma już znaczenie). Przykładowo: krótkie opóźnienie może powodować utratę np. kilku bitów i w konsekwencji kilku pikseli, natomiast długie to już większe ryzyko utraty większej ilości danych – które byłoby widoczne dla widza odtwarzającego materiał.
Oczywiście każdy z producentów w swoim firmware wdraża własne rozwiązania dodatkowo modyfikujące i rozszerzające funkcjonalności dysku. W dyskach SkyHawk Seagate znajdziemy firmware zwane ImagePerfect™ - specjalnie przygotowane do typowej pracy przy ciągłym zapisie strumieni wideo. Z kolei Western Digital swój firmware nazwał AllFrame™ - m.in. z promowaną funkcją ograniczenia zjawiska „wypadania klatek”.
3. Skalowalność i wibracje
Przy wyborze dysków powinniśmy zwracać na możliwość dalszej rozbudowy systemu (o ile oczywiście projektowany system może wymagać rozbudowy). W przypadku tanich dysków rozbudowa systemu może okazać się problematyczna z uwagi na rosnącą awaryjność w miarę dokładania kolejnych dysków.
Dlaczego więc przeciwdziałanie wibracjom jest istotne? Problem wynika głównie z budowy dysku twardego i sposobu działania.
- Talerze dysku
- Piasta silnika dysku
- Głowica dysku
- Ramię głowicy
- Mechanizm pozycjonujący
Podczas pracy talerz obraca się kilka tysięcy razy na minutę (najczęściej jest to prędkość 5200rpm lub 7200rpm), natomiast głowica, dzięki specjalnemu wyprofilowaniu, unosi się nad talerzem (tworzy się poduszka powietrzna).
O jak wysokim „unoszeniu się” mowa? Wyjaśnimy to posługując się małym porównaniem:
- Przeciętna mrówka rudnica ma około 6-9mm
- Główna szpilki - około 1mm
- Ludzki włos ma średnio 0.1mm średnicy (100 µm - mikrometrów)
- Typowy rozmiar erytrocytów (czerwonych krwinek) to około 0.007mm (7 µm)
- Typowy rozmiar bakterii to około 0.001-0.004mm (1-4 µm)
- Głowica dysku unosi się nad talerzem w odległości około 0.05-0.1 µm (50-100nm)
Przy aktywnym zasilaniu i normalnej pracy głowica nie dotyka i nigdy nie powinna dotykać talerzy. Jeżeli jednak poduszka zostanie naruszona to głowica może zetknąć się z talerzem (wirującym z dużą prędkością) – co z kolei może powodować różne skutki – od czegoś niezauważalnego, przez utratę znikomej ilości danych po uszkodzenie całego dysku (w zależności np. od siły zderzenia).
Wpływ na zapisywane dane mają również wspomniane wcześniej wibracje - wytwarzane przez same dyski, wentylatory czy inne urządzenia zamocowane we wnętrzu rejestratora i w szafie rack. Przy mniejszej ilości dysków nie jest to jeszcze tak istotne, przy większej ilości napędów wibracje mogą już mieć wpływ na zapisywanie danych. Przy projektowaniu systemów w których przewidywana ilość to 8 lub więcej dysków, wybrać należy więc te wyposażone w sprzętowe czujniki drgań (nieobecne w standardowych dyskach). Napędy tego typu dzięki odpowiedniemu oprogramowaniu mogą reagować na powstające wibracje i korygować położenie głowicy i tym samym zapis/odczyt.
Czujniki drań posiadają zarówno dyski WD Purple jak również Seagate serii Surveillance HDD czy SkyHawk.
Oczywiście podczas pracy dysków nie powinno się ich ruszać i przestawiać – choć producenci starają się dostosowywać konstrukcje tak, by napędy mogły wytrzymać codzienne użytkowanie. Warto pamiętać, że czujnik wibracji nie sprawi nagle, że dysk wytrzyma uderzenie czy upadek. Dotyczy to również zastosowań mobilnych, a w przypadku ekstremalnych przeciążeń polecane są napędy SSD.
Podsumowanie
Czy różnice są na tyle znaczne by stosować dyski dedykowane do pracy ciągłej?
Choć zdania są podzielone - naszym zdaniem tak, choćby z uwagi na dłuższą gwarancję. Warto przy tym pamiętać, że wszystkie elementy systemu są istotne. Odpowiednio dobrana i ustawiona kamera, która dostarczy sygnał wizyjny, rejestrator stanowiący centrum zapisu i odtwarzani, nie zapominając o okablowaniu strukturalnym i oczywiście zasilaniu.
Jednak końcowo to czy będziemy mieli użytek z pozostałych elementów zależy od dysku twardego. Integralność zapisanych danych może stanowić krytyczną różnicę między wartościowym materiałem dowodowym, a gigabajtami nieprzydatnego materiału, zwłaszcza w dobie kodowania predykcyjnego (bez zapisu wszystkich klatek w całości).
Z naszej strony polecamy dyski WD serii Purple a także dedykowane serie marki Seagate - są to sprawdzone w praktyce jednostki, a szeroki wachlarz modeli pozwala na dopasowanie napędu do konkretnych potrzeb.
Ps. Zawsze można liczyć na rabat na dysk przy zakupie zestawu, zapraszamy do kontaktu!