Машина под видеонаблюдение считается не так, как рабочая станция. Здесь нет пиков и простоев: система пишет одни и те же потоки круглосуточно, годами, без выходных. Пиковая производительность почти не важна, важна способность держать постоянный поток записи и не деградировать от нагрева. Поэтому расчёт начинается не с процессора, а с дисковой подсистемы и профиля нагрузки.
Что реально нагружает такую систему
Первый вопрос — пишет система потоки как есть или перекодирует их. Прямая запись потока с камеры в файл почти не нагружает процессор: данные приходят уже сжатыми, задача софта — принять пакеты, собрать их в контейнер и положить на диск. Нагрузка растёт линейно с числом камер и остаётся скромной даже на десятках каналов.
Совсем другая картина, когда система разбирает поток: перекодирует в другой кодек, приводит все камеры к единому формату, строит уменьшенные копии для просмотра сетки каналов или прогоняет кадры через детекцию. Каждая из этих операций требует декодирования, то есть распаковки кадров в память, и здесь загрузка процессора растёт в разы. Если такие функции нужны, разумнее опираться на аппаратные блоки кодирования, чем набирать вычислительные ядра.
Отсюда следствие для памяти. Собственно запись потоков памяти почти не потребляет — уходят буферы приёма и кэш файловой системы. Но декодирование держит распакованные кадры, а высокое разрешение по многим каналам одновременно быстро съедает гигабайты. При постоянном режиме работы имеет смысл смотреть в сторону памяти с коррекцией ошибок: за годы непрерывной работы одиночные сбои бита перестают быть теорией, а незамеченная ошибка в буфере записи — это повреждённый кусок архива. Подробнее об этом типе модулей — в разделе память ECC.
Диски: профиль нагрузки важнее скорости
Видеоархив создаёт нагрузку, которой в обычном компьютере не бывает. Это непрерывная последовательная запись многих параллельных потоков, идущая одновременно на один набор дисков и не прекращающаяся никогда. Головка постоянно перемещается между областями, куда пишутся разные каналы, — по сути последовательная запись превращается в смешанную. Плюс поверх этого идут редкие операции чтения, когда оператор просматривает архив.
Обычный настольный жёсткий диск рассчитан на другой режим: работу неполные сутки, с паузами, при умеренной вибрации. В корзине на несколько шпинделей добавляется взаимная вибрация соседей, а прошивка настольного диска при ошибке чтения уходит в длительные попытки восстановления, что для массива выглядит как отказ. Диски для непрерывной записи отличаются именно этим — расчётом на круглосуточный режим, компенсацией вибрации и ограничением времени обработки ошибок. Различия между классами дисков разобраны в разделе серверные накопители.
Отдельно стоит развести операционную систему и архив. Система живёт на небольшом отдельном накопителе, архив — на массиве, который занимается только записью. Смешивать их означает добавить к последовательной записи случайные обращения системы и заметно ухудшить оба профиля.
Объём архива и избыточность
Объём считается арифметикой, а не эмпирикой. Битрейт одного канала умножается на число каналов и на глубину архива в секундах — получается требуемая ёмкость. Дальше добавляются поправки: запас на служебные данные файловой системы, запас на то, что реальный битрейт переменный и растёт при движении в кадре, и запас на то, что архив пишется по кругу с перезаписью самых старых записей.
Отдельный вопрос — нужна ли избыточность. Видеоархив редко относят к критическим данным, и зеркалирование удваивает требуемую ёмкость. Схемы с распределённой чётностью экономят место, но при отказе диска восстановление массива идёт часами, а на больших дисках сутками, и всё это время массив одновременно продолжает принимать запись. Нагрузка складывается, и вероятность второго отказа в окне восстановления перестаёт быть пренебрежимой. Для длинных архивов на крупных дисках это аргумент в пользу двойной чётности или отказа от избыточности в пользу простого разделения потоков по независимым дискам.
Сеть, питание и корпус
Сетевая часть считается по сумме битрейтов камер, но узкое место чаще не в пропускной способности, а в питании коммутатора: камеры обычно запитываются по витой паре, и бюджет мощности порта складывается в общий бюджет устройства. Отдельный сетевой сегмент под камеры избавляет запись от конкуренции с офисным трафиком и упрощает диагностику потерь пакетов.
Питание самой машины считается по установившейся нагрузке, а не по пиковой. Специфика в том, что группа жёстких дисков даёт заметный бросок тока при одновременном старте шпинделей — это самый тяжёлый момент для блока, и он приходится на каждое включение. Часть контроллеров умеет разводить старт дисков по времени, что снимает проблему.
Охлаждение проектируется под постоянный режим. Диски в плотной корзине греются друг от друга, а нагрев прямо влияет на срок службы механики, поэтому сквозной поток воздуха через корзину важнее тишины. Корпус выбирается по числу посадочных мест с запасом: архив растёт всегда, и добавить диск в свободный отсек проще, чем переносить массив в новое шасси.
