Как выбрать жесткий диск для системы видеонаблюдения

Существуют разные виды накопителей: для видеонаблюдения и обычные (для ПК или ноутбука), HDD и SSD. Какой выбрать? Какие параметры учесть? Как рассчитать нужный объем? Мы разобрали все эти вопросы и написали для вас подробную инструкцию. Технологии меняются, но изложенные здесь принципы еще долго будут актуальными.

Жесткий диск для видеонаблюдения и обычный: в чем разница

На первый взгляд, обычный HDD и винчестер для видеонаблюдения почти не отличаются друг от друга. Внешне они практически одинаковы, механика и электроника у них похожи. Однако разница становится очевидной, если рассматривать алгоритмы работы. Оба вида устройств предназначены для разных задач и условий эксплуатации:

• Обычные жесткие диски - для чтения и записи небольших объемов данных в произвольном порядке (т.е. время от времени).
• Жесткие диски для видеонаблюдения - для редких операций чтения и постоянной записи больших объемов данных в несколько потоков.

Углубимся в детали, чтобы лучше понять разницу.

Режим работы и нагрузка

Видеокамеры постоянно генерируют объемные потоки информации, которые нужно сохранять в реальном времени, не допуская пропусков и ошибок. HDD для наблюдения специально рассчитаны на такие нагрузки. Они поддерживают круглосуточную запись в режиме 24/7 без пауз и перерывов, а также оснащены усиленными компонентами, которые обеспечивают надежную работу при многопоточной записи.

Обычные винчестеры предназначены для прерывистых нагрузок. Они используются для хранения данных, к которым пользователь обращается время от времени. Это означает, что такие диски должны работать примерно 5 дней в неделю по 8 часов в сутки, а не в режиме 24/7. В противном случае, они довольно быстро выйдут из строя.

Многопоточная запись

Видеонаблюдение часто предполагает работу сразу с несколькими камерами. Многие системы работают с десятками потоков. Жесткие диски для видеонаблюдения оптимизированы под такие задачи. Они стабильно ведут себя при многопоточной записи, риск потери кадров и различных сбоев минимален. Для обычных жестких дисков это слишком большая нагрузка, особенно если речь о системах видеонаблюдения с высоким разрешением видео (Full HD, 4K).

Задержки при работе

Если не получается сохранить данные в какой-либо сектор, то любой жесткий диск попытается записать их снова. Разница в том, что обычные HDD могут повторять это много раз, а винчестеры для видеонаблюдения - гораздо меньше. Такой подход позволяет быстрее пометить сектор как сбойный и перейти к другому, что снижает задержки при записи.

То же самое касается и чтения. Если обычный HDD не может сразу получить информацию из сектора, то он повторяет запрос еще много раз. Жесткий диск для регистратора видеонаблюдения или сервера - лишь пару. Это также уменьшает задержки в работе системы. Кстати, даже несколько пропущенных секторов - не беда: на видео будут только небольшие помехи.

Третий фактор задержек - головка жесткого диска. Обычный HDD как правило паркует ее, если находится в режиме простоя, а при чтении или записи - приводит в действие. Это экономит энергию, но отнимает время. Такой подход недопустим при работе с камерами, поэтому в жестких дисках для видеонаблюдения головки не паркуются.

Надежность и долговечность

Экстремальные условия для обычных жестких дисков равносильны смерти. В этом плане винчестеры для видеонаблюдения отличаются тремя преимуществами:

• Виброустойчивость. Специальные датчики (RV-сенсоры) предотвращают повреждения при вибрациях.
• Устойчивость к температурным перепадам.
• Повышенный срок службы при постоянных нагрузках.

Оптимизация энергопотребления

Винчестерам для наблюдения не нужны высокая скорость работы и быстрый случайный доступ к данным, поэтому они оснащены менее производительными моторами с замедленной частотой вращения. Это позволяет снизить энергопотребление, а вместе с ним - нагрев при постоянной записи.

Защита от потери данных

У жестких дисков для наблюдения можно встретить функцию защиты данных при резком отключении питания. Это позволяет сохранить записанные кадры даже в случае внезапного сбоя электроснабжения. Обычные HDD, в свою очередь, редко обладают подобной функцией.

Гарантия и поддержка

Производители жестких дисков для видеонаблюдения как правило дают 3-5 лет гарантии. У них выше ресурс прочности. На обычные ЖД предлагают лишь 1-2 года.

Форматы накопителей: выбрать HDD или SSD?

SSD - это твердотельный накопитель, который быстро обрабатывает большие объемы данных. Это хорошо для систем видеонаблюдения, которые включают в себя аналитику или искусственный интеллект (ИИ). SSD также пригодятся там, где нужна устойчивость к вибрациям и другим физическим воздействиям. С другой стороны, они дорогие и количество их циклов перезаписи ограничено - это невыгодно для долгого (30-90 дней) хранения объемных архивов.

HDD для регистратора видеонаблюдения или сервера дешевле, надежнее при многопоточной работе и устойчивее к нагрузкам в режиме 24/7. Они выгодны для круглосуточной записи (в т.ч. с нескольких камер) и долгосрочного хранения больших объемов данных. Однако в конструкции жестких дисков есть подвижные части (магнитные пластины и головки), что означает уязвимость к механическим воздействиям. Эти накопители должны быть расположены только там, где нет даже вибраций.

Преимущества и недостатки HDD для систем видеонаблюдения

Если сравнивать с твердотельными накопителями, HDD выигрывают по следующим пунктам:

• Более низкая цена. Жесткий диск любого объема стоит меньше, чем SSD той же емкости.
• Почти неограниченное количество циклов перезаписи.
• Стабильная производительность при работе с двумя и более видеокамерами одновременно.
• Более долгий срок службы при интенсивных нагрузках. Некоторые модели HDD могут работать без сбоев до 1,5 миллиона часов.

Недостатки:

• Более медленная скорость записи и чтения данных.
• Уязвимость к вибрациям и механическим воздействиям.
• Выше энергопотребление.
• Легкий шум из-за вращения пластин и работы головок.
• Необходимость в периодической дефрагментации (оптимизации расположения данных на диске для повышения производительности).
• Более крупные габариты.

Преимущества и недостатки SSD для систем видеонаблюдения

Основные:

• Высокая скорость записи и чтения информации.
• Устойчивость к вибрациям и механическим повреждениям. В SSD нет подвижных частей, поэтому они ударопрочнее.
• Ниже энергопотребление.
• Бесшумная работа.
• Нет нужды в дефрагментации.
• Компактные размеры.

Недостатки:

• Высокая стоимость.
• Более быстрый износ при интенсивных нагрузках (особенно при работе с несколькими камерами).
• Ограниченное число циклов перезаписи.
• Возможные потери производительности при обработке нескольких видеопотоков. Это связано с предыдущим недостатком и особенностями работы флеш-памяти.

Ключевые параметры для выбора жесткого диска

Емкость и ее значение

Объем накопителя влияет на количество данных, которые он уместит. Ориентировочные цифры (при наблюдении по детекции движения):

• 1 камера с разрешением 1080p записывает примерно 10-15 ГБ в сутки. Следовательно, для 30-дневного хранения видео с нее нужен накопитель на 500 ГБ.
• 4 камеры 1080p на 30 дней - 2 ТБ.
• 1 камера с разрешением 4К записывает до 50 ГБ в сутки. Значит, для 30-дневного хранения видео с нее нужен накопитель объемом 2 ТБ (моделей на 1,5 ТБ нет).
• 8 камер 4K на 30 дней - 12 ТБ.

Скорость вращения и ее влияние

Этот параметр измеряется в оборотах в минуту (об/мин). Он влияет на скорость доступа к данным и производительность записи. Существуют жесткие диски на 5400 об/мин и 7200 об/мин, а также высокопроизводительные модели - 10 000 об/мин и выше:

• 5400 об/мин. Такие диски малошумные, энергоэффективные и слабо нагреваются, но работают медленнее. Подходят для небольших систем видеонаблюдения.
• 7200 об/мин. Они быстрее записывают и читают данные, но потребляют больше электричества и нагреваются сильнее. Это стандарт для большинства систем видеонаблюдения.
• 10 000 об/мин и выше. Такие жесткие диски используются для критически важных задач, требующих мгновенного доступа к данным. Как правило, они значительно дороже и применяются в специализированных системах видеонаблюдения.

Скорость записи

Скорость записи определяет эффективность жесткого диска в обработке видеопотоков:

• Рекомендуемое значение - около 150 МБ/с. Это позволяет обрабатывать видеопотоки с нескольких камер видеонаблюдения без задержек.
• Повышенная скорость записи (250-300 МБ/с) необходима для разрешений 4K и выше.

Объем буфера (кэша): зачем он нужен

Буфер (кэш) - это пространство жесткого диска для кратковременного хранения информации, прежде чем она будет записана на постоянную память HDD. Больше кэш - меньше риск потерь данных и выше скорость работы винчестера в многоканальных системах видеонаблюдения. Рекомендуемый объем - 64-256 МБ.

Виброустойчивость

Для сервера или регистратора видеонаблюдения, в котором будет установлено несколько HDD, нужно выбирать жесткие диски с поддержкой RV-сенсоров. Последние устраняют воздействие вибрации, что продлевает срок службы накопителя и предотвращает ошибки записи.

Надежность: время работы до отказа

Время работы до отказа обозначается как MTBF (Mean Time Between Failures). Для систем видеонаблюдения рекомендуется использовать жесткие диски с показателем 1-1,5 млн часов. Чем выше показатель MTBF, тем больше надежности и меньше необходимость в частой замене оборудования.

Энергопотребление

Чем меньше Ватт потребляет жесткий диск, тем меньше нагрузка на электропитание системы видеонаблюдения. Это снижает и нагрев HDD, что важно при использовании маленьких тесных корпусов. Энергоэффективные модели потребляют менее 5 Вт.

Защита от потерь данных при отключении питания

Многие модели поддерживают функцию Power Loss Protection. При внезапном отключении питания она сохранит данные в кэше (буфере) жесткого диска. PLP важна для систем, работающих в условиях нестабильного энергоснабжения. Вместе с этой функцией пригодится и автономное питание для камеры видеонаблюдения.

Показатель ресурса перезаписи и тип памяти

Ресурс перезаписи определяет, сколько раз данные могут быть перезаписаны на накопителе. У HDD он почти не ограничен, а у SSD зависит от типа памяти:

• TLC - бюджетный вариант с небольшим ресурсом (300-1000 циклов).
• MLC - вариант подороже. Обладает большим ресурсом перезаписи - 3000-5000 циклов.

Производитель

Есть три надежных бренда, которые предлагают качественные жесткие диски для наблюдения:

• Seagate;
• Western Digital;
• Toshiba.

Совместимость

Прежде, чем купить диск для видеонаблюдения, нужно убедиться, что он совместим с вашей системой наблюдения:

• Количество слотов для накопителей. Куда бы вы не устанавливали ЖД - в регистратор или сервер IP-видеонаблюдения, в этом устройстве должно быть достаточно свободных слотов.
• Формат. Жесткий диск 3,5" не поместится в 2,5-дюймовый слот. Накопитель 2,5" не закрепить нормально в 3,5-дюймовом посадочном месте. HDD и слот для него должны быть одного и того же формата.
• Интерфейс подключения. Он должен быть одинаков у HDD и устройства, к которому этот жесткий диск будет подключен.
• Ограничения по объему. Некоторые устройства не поддерживают "слишком вместительные" винчестеры (например, свыше 10 ТБ).

Гарантийные условия

Чем дольше гарантийный срок, тем надежнее оборудование. Рекомендуется выбирать модели, у которых он составляет хотя бы 3 года, а лучше 5 лет. Надежные производители предлагают сервисное обслуживание - полезно в случае поломок.

Как правильно рассчитать объем жесткого диска для видеонаблюдения

Учет количества круглосуточно записывающих камер

Чем больше камер в системе видеонаблюдения, тем больше объем данных, которые нужно хранить. Повторим ориентировочные цифры из раздела о емкости накопителя (условимся, что наблюдение ведется по детекции движения):

• 1 камера с разрешением 1080p записывает примерно 10-15 ГБ в сутки. Следовательно, для 30-дневного хранения видео с нее нужен накопитель на 500 ГБ.
• 4 камеры 1080p на 30 дней - 2 ТБ.
• 1 камера с разрешением 4К записывает до 50 ГБ в сутки. Значит, для 30-дневного хранения видео с нее нужен накопитель объемом 2 ТБ (моделей на 1,5 ТБ нет).
• 8 камер 4K на 30 дней - 12 ТБ.

Влияние разрешения видеокамер на объем

Чем выше разрешение, тем больше объем данных, которые она генерирует. Примерные цифры для одной камеры видеонаблюдения, которая записывает непрерывно в режиме 24/7:

• HD (720p) - около 1-2 ГБ в час, 24-48 ГБ в сутки.
• Full HD (1080p) - примерно 3-5 ГБ в час, 72-120 ГБ в сутки.
• 4K - до 15-20 ГБ в час, 360-480 ГБ в сутки.

Частота кадров: как это влияет на размер архива

Частота кадров, или FPS (Frames per Second - кадры в секунду), влияет на плавность видео. Чем выше FPS, тем больше кадров записывается каждую секунду, но и меньше свободного места остается на диске. Например:

• 15 к/с. Минимальная частота, которая подойдет для наблюдения за местами с низкой активностью. Видеофайлы, записанные в 15 fps, весят примерно на 30-40% меньше по сравнению с 30 fps.
• 30 к/с. Стандартная частота, которая обеспечивает нормальную плавность видео.

Один час непрерывной работы камеры с разрешением 1080p и частотой кадров 15 fps - это примерно 2-3 ГБ данных. Тот же сценарий, но при частоте 30 fps - 4-5 ГБ. Если система видеонаблюдения состоит из 4 камер (Full HD, 30 fps), то за сутки непрерывной работы она запишет примерно 480 ГБ данных.

Уровень активности в кадре и его роль

Динамика - это всегда больше данных, чем статическая картинка. Наблюдение за малолюдной зоной может отнимать до 70% меньше пространства на памяти жесткого диска, чем мониторинг оживленного места. Поэтому рекомендуется активировать детекцию движения - запись будет включаться только при активности в кадре, что значительно сэкономит пространство на HDD.

Длительность хранения: как рассчитать

Воспользуйтесь этой простой методикой:

• Стандартный срок для большинства объектов - 7-14 дней. Этого достаточно, чтобы проверить записи при возникновении инцидентов.
• Для объектов с повышенными требованиями безопасности (например, банков) срок хранения может составлять 30--90 дней.

Пример расчета нужного объема жесткого диска

Допустим, наша система видеонаблюдения состоит из 8 видеокамер. Разрешение каждой - Full HD, частота кадров - 30 fps. Все эти камеры записывают круглосуточно, а архив необходимо хранить 14 дней. Рассчитываем нужный объем жесткого диска:

• Одна камера записывает: 5 ГБ/час × 24 часа = 120 ГБ в сутки.
• Все восемь камер в нашем примере одинаковы, поэтому им нужно: 120 ГБ × 8 = 960 ГБ в сутки.
• Для 14-дневного хранения данных потребуется: 960 ГБ × 14 дней = 13 440 ГБ или примерно 13,5 ТБ.

Дополнительные советы:

• Современные устройства наблюдения поддерживают алгоритмы сжатия, такие как H.264 или H.265. Они уменьшают вес видеофайлов без потери качества. Использование компрессии может сократить размер записей на 30-50%.
• Есть смысл брать HDD с запасом по объему - это на случай возможного увеличения числа камер в будущем.
• В системах, где нужны высокая надежность и долговечность хранения, следует объединять жесткие диски в RAID-массивы, такие как RAID 5 или RAID 6. Это защита от потерь данных, если один или несколько HDD выйдут из строя.

Рекомендованные производители и серии жестких дисков

Владельцам систем видеонаблюдения мы советуем присмотреться к:

• Seagate - диски серии SkyHawk;
• Western Digital - диски серии Purple;
• Toshiba - диски серии S300 Surveillance.

Заключение

HDD для видеонаблюдения рассчитаны на постоянную запись больших объемов данных в несколько потоков. Обычные винчестеры для ПК - не альтернатива и не экономная замена, потому что они не созданы для таких нагрузок. Быстрый износ жесткого диска - это риск потери данных и частые расходы на замену отработанного оборудования.

Есть и другой формат накопителей - SSD. Они устойчивее к вибрациям и ударам, быстрее обрабатывают информацию - полезно для систем видеонаблюдения, которые включают в себя аналитику или искусственный интеллект (ИИ). Однако для долгосрочного хранения данных лучше выбирать HDD - число их циклов перезаписи почти не ограничено по сравнению с SSD, и они гораздо дешевле. С другой стороны, жесткие диски менее устойчивы к вибрациям и уж тем более к ударам. Они должны быть в зафиксированном, неподвижном состоянии.

Кроме того, нужно учесть много других нюансов: емкость, время работы до отказа, устойчивость к вибрациям, скорость записи и т.д. Объем жесткого диска должен соответствовать вашим задачам: не слишком мал, чтобы хватило места для всех материалов, и не чрезмерен, чтобы не платить за лишние терабайты, а достаточный и с небольшим запасом на случай масштабирования в будущем. В соответствующих разделах выше мы изложили полную инструкцию, как выбрать правильный для вас накопитель.

Напоследок, есть три видных производителя, которые выпускают серии жестких дисков специально для видеонаблюдения. Это Seagate SkyHawk, Western Digital Purple и Toshiba S300 Surveillance. Мы рекомендуем присматриваться в первую очередь к ним.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Что насчет использования жесткого диска от старого компьютера или ноутбука?

Мы не рекомендуем делать это по двум причинам:

1. Обычные жесткие диски не рассчитаны на те нагрузки, которые оказывает система видеонаблюдения.
2. Неизвестно, насколько изношен старый HDD, и как долго он еще сможет работать.

Почему не стоит экономить на жестких дисках из крупных магазинов?

Две причины:

1. Дешевые HDD, продаваемые в крупных ритейлах, предназначены для персональных компьютеров.
2. В крупных магазинах нет компетентных специалистов по видеонаблюдению. Там не помогут найти правильный диск для ваших задач.

Какие форматы жестких дисков допустимы для видеонаблюдения?

Тут многое решает выбор сервера для камер видеонаблюдения (или регистратора). Любая модель поддерживает 3,5-дюймовый формат. В некоторые можно установить и 2,5" HDD или SSD - это нужно проверять в характеристиках.

Есть один хитрый кустарный способ, которым совмещают несовместимое: прикрутить 2,5-дюймовый диск на один болт в слот 3,5", но так делать не надо - HDD не будет полностью неподвижным, и может повредиться из-за микровибраций.