RECLine – технология оптимизации SSD для сферы видеонаблюдения

Введение

В настоящее время, снижение стоимости твердотельных накопителей (SSD) и увеличение максимального объема хранимых данных, способствуют внедрению SSD в сферу видеонаблюдения. Однако, на практике, операции записи/удалении информации на флэш-память вызывают фоновые процессы, в результате которых снижается качество записываемого видео.

Технология RECLine представляет собой прошивку для обеспечения стабильной частоты кадров (FPS – Frames per Second) при записи видео в режиме реального времени. Основами программного обеспечения (ПО) выступают модификации в алгоритмах очистки памяти и выравнивания нагрузки.

SSD в видеонаблюдении

Основная проблема в сфере видеонаблюдения – это фиксированное значение FPS записи. Низкие значения частоты кадров (падения ниже определенного уровня) делают видео неразборчивым. Данная проблема особенно актуальна в работе современных систем распознавания лиц и анализа данных, для которых высокое качество записи является важным условием.

В течении многих лет жесткие диски (HDD) использовались в качестве основного устройства хранения данных в сфере видеонаблюдения. Основными факторами популяризации HDD на этом рынке, являлись доступная цена, большой объем памяти и долгий срок эксплуатации.

На сегодняшний день, благодаря технологическому прогрессу, современные устройства твердотельных накопителей SSD сократили свое отставание по всем пунктам, что делает их более привлекательной альтернативой HDD.

Потери частоты кадров в SSD связаны с технологией устройства, т.к. процессы записи/удаления данных запускают алгоритмы чистки памяти и выравнивания нагрузки, которые приводят к ухудшению производительности системы. Оптимизация вышеуказанных процессов способна значительно улучшить качество видеозаписи.

Данная статья предоставляет анализ систем твердотельных накопителей SSD для сферы видеонаблюдения, а также приводит подробное описание системы RECLine и ее преимуществ.

Случайная и последовательная запись

Разделяют два способа записи данных на запоминающие устройства. Случайная запись предусматривает запись данных на различные участки, в то время как последовательная запись означает непрерывную запись. В зависимости от сферы применения, возможно сочетание двух методов, однако, в видеонаблюдение используется только последовательная запись.

Чистка памяти

Удаление файлов с SSD является сложным процессом. Место на диске разделено на различные блоки, которые в свою очередь делятся на «страницы». По технологии структуры NAND, данные могут записываться на страницы, но не могут сразу удаляться блоками. Дело в том, что блоки содержат страницы как с действительными данными, так и с «удаляемыми». Непосредственное стирание данных происходит следующим образом: необходимая информация копируются в новый блок, а исходный блок, содержащий только недействительные страницы, удаляется, оставляя место для новой записи.

Выравнивание нагрузки

На любом компьютере присутствуют системные файлы и некоторые программы, которые остаются неизменными на протяжении долгого времени. По мере изнашивания единиц памяти NAND с каждым циклом программирование/стирание (P/E cycle), ячейки, содержащие данные более длительного хранения, используются в меньшей степени, что приводит к неравномерному износу единиц памяти и сокращению срока службы. Выравнивание нагрузки обеспечит регулярный перенос таких постоянных данных между блоками для реализации полного потенциала устройства SSD.

Тестирование

На рисунке 1 представлены результаты тестовой записи видео SSD устройства со стандартным программным обеспечением. График показывает, что при запуске каких-либо дополнительные операции – возникают резкие спады производительности, что в свою очередь снижает FPS.

Рисунок 1 - Тестовая запись видео со стандартной прошивкой SSD

Технология RECLine оптимизирует процессы чистки памяти и выравнивания нагрузки под требования систем видеонаблюдения. Тестовая запись SSD-диска с данной прошивкой изображена на рисунке 2. Следует обратить внимание, что на протяжении тестирования использовались различные манипуляции с SSD, с целью запуска процессов чистки и выравнивания нагрузки аналогично, как и в случае испытания SSD без дополнительного ПО (рис. 1). График наглядно демонстрирует отсутствие падений производительности, и как следствие, стабильность FPS.

Рисунок 2 - Тестовая запись с RECLine SSD

О технологии RECLine

RECLine снижает время и частоту проведения чистки памяти, что позволяет эффективно перераспределить скорость передачи данных между блоками. Как только диск SSD исчерпывает запас памяти в пользовательской области/логическом пространстве (рис. 3), запись переходит на резервную область, как показано на рис. 4.

Рисунок 3 - Пользовательская область на SSD полностью занята

Рисунок 4 - SSD начинает запись на дополнительном блоке 0

Так как программное обеспечение оптимизировано для систем видеонаблюдения, SSD работает с последовательными данными как с перезаписываемыми. Это значит, что малое количество случайных данных из Блока 0 будут медленно консолидироваться в запасном блоке 0, и как только он окажется полностью занятым, данные уже будут удалены из Блока 0, а действительные случайные данные будут объединены (рис. 5). Перенос малых объемов действительных данных проходит в ходе коротких и распределенных операций, общая потеря FPS в ходе чистки памяти оказывается незначительной.

Рисунок 5 – Консолидация памяти в запасном блоке для максимальной производительности.

Как видно из рисунка 5, перенос данных в резервную область решает также проблему выравнивания нагрузки, способствуя стабильной работе без потери кадров.

Заключение

Подводя итог сравнительному анализу, можно сделать вывод, что технология RECLine предоставляет решение проблем в работе флэш-устройств, связанных с ухудшением записи видео, путем оптимизации процессов чистки памяти и выравнивания нагрузки. Пользователь может быть уверен в том, что устройство хранения данных не повлияет на качество записи, а система будет готова для реализации любых современных функций систем видеонаблюдения.

Продукты серии InnoREC™ с технологией RECLine уже доступны к заказу и представлены следующей продуктовой линейкой.

Серия InnoREC™

2.5" SATA SSD
3MV2-P
SATA Slim
3MV2-P
СFast
3MV2-P
M.2 (S80)
3MV2-P
mSATA
3MV2-P

 

По всем интересующим вопросам обращайтесь к менеджерам компании Сканти по телефонам почте Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., мы будем рады Вам помочь!

Источник: https://www.innodisk.com/en/technology/stability/recline

Tags:
Оставить заявку