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如何选择适合您的存储?

强氧|视觉效果|数据存储|DDR|数字磁盘记录器|磁盘驱动器
2011-09-16产品视界作者:《广电采购指南》
  从这个白皮书中能了解到什么?   在当今的数字媒体行业,存储已经变的越来越重要。   如今视觉效果和影片数字化后期制作所产生的海量高清晰度数字媒体资产以及越来越大的协同工作组规模,要求的磁盘

  从这个白皮书中能了解到什么?

  在当今的数字媒体行业,存储已经变的越来越重要。

  如今视觉效果和影片数字化后期制作所产生的海量高清晰度数字媒体资产以及越来越大的协同工作组规模,要求的磁盘存储空间和带宽能力较之前几年又严格了更多,大型项目普遍的都要需求数千兆字节/秒的高速存储带宽和动辄数百乃至千计TB的海量共享存储空间。

  为您的数据存储越早选择一个正确的解决方案是确保您业务快速成长的关键策略。

  我们强氧公司,理解这种挑战。因为我们致力于为全世界数字媒体艺术家研发高性能计算机平台。同样的,我们已经成为了视觉效果(VFX)专业人士需要的专家,我们也非常理解数字媒体全方位应用的数据存储需求。

  首先需要说明,没有一种数据存储解决方案能适合所有数字媒体的需要。要理解具体的项目需求、技术策略、预算要求和商业目标才能选择正确的解决方案。这就是为什么我们要求用户提供所有主要工作要求的具体描述和预算情况—目的是为每个用户选择最恰当的方案和产品。

  读完这个白皮书之后,相信您就能对选择服务您的集成商、支持您的厂商和完善您的数据存储解决方案作出更好的决策和判断。

历史回顾—存储挑战
  许多年来,解决数字媒体应用领域的数据存储,就一直是一个花费昂贵并充满挑战的事情。艺术家和大型机构在制定他们的媒体存储需求时,多头痛于当时可用技术的局限性。

  例如,就在几年前,所有的非线性数字视频编辑系统使用的昂贵的、大容量、大噪声的外部磁盘阵列通常比电脑和编辑软件加起来花费还多。早期数字视频制作、数字编辑和简单效果合成的效率都受制于磁盘IO性能和存储容量。即便是非常大的磁盘阵列(当时的产品),花费数万美元也只能提供两或三小时的数字化和压缩的(电视分辨率)视频存储空间。故通常原始胶片不能全部一次性的被数字化和使用。就是因为磁盘空间的局限性必须要把他们分成片段来处理。

  至于效果合成,由于要求实时处理多层全分辨率视频,工作效率会很慢。艺术家们需要有足够的耐心,他们损失了大量宝贵时间,不得不等待应用程序慢慢的后台运算生成。

  电影级别以至高清无压缩这样的分辨率视频,要想顺畅的编辑和实时视觉效果,所需要的高性能磁盘存储都是奢侈的要求。这种应用需求将存储容量的问题尖锐化,因为只有大的机构才能买得起昂贵的系统。 对于大多数普通用户来讲,使用高分辨率制作成了最不切实际或是根本不可行的。

  对于电脑动画情况也是一样。以前,需要花费高昂的价格才能拥有一台足够功效的工作站和存储子系统,才能来应付复杂3D场景建模、增加纹理和制作动画。现在,随着单体硬盘技术不断提高,创建同样渲染复杂的动画也不再受硬盘容量、性能的局限了。

  遗憾的是至今天为止,为了看到最终渲染好的动画效果,通常还需要将渲染后的序列帧,通过网络发送到数字磁盘记录器或“DDR”(专业硬盘录像机)上。

  DDR的专业用途基本是独立的,制作工作组要配备这样的高性能回放设备,它的底层是通过众多磁盘组建的高速阵列来获得足够的磁盘IO带宽,保证在相连的视频监视器或回放设备上顺畅的播放若干或单独的高质量图片序列、实时视频文件。和现在普通家用的电视消费级磁盘记录器不同,这些专业DDR很贵,而且这种工作流通常在最终完成电影成片前需要多次的海量数据迁移,而目前的主流网络(千兆以太网)实在太慢了,这个过程很痛苦很慢。不过这些设备都能很容易的支持标准NTSC分辨率的回放,只有在最高端和昂贵的DDR上,才有实时回放无压缩更高分辨率(电影级)动画的能力。

  对数字电影制作来说(编辑和特效),硬盘性能的局限性和投入引人关注。数字电影对带宽和存储容量的需求是巨大的。直到最近,很多数字电影制作机构对性能的要求仍还没有达到理想境界。大家总是在抱怨没有足够快的存储系统能支持回放或实时处理数字化的高分辨率序列帧图片或视频。

       消费级磁盘驱动技术的优缺点
  好消息是前几代消费级硬盘技术的进步戏剧性地为数字媒体应用铺平了道路。由于速度增长、容量增大并更容易操作,至少在某些应用上极大地减少了成本和技术挑战。这些进步提高了许多数字艺术家的生产力,他们无须再额外购买高性能的第三方存储解决方案。

  这类的数字媒体应用代表包含非广播级视频、网络/互动媒体、CAD/CAM和建筑设计。消费级磁盘技术总体来说对很多这类应用在速度和容量方面都足够了。 标准图形工作站加SATA磁盘驱动器对普通用户来说通常够用了。
一个消费级磁盘驱动器能轻松存储30到70小时的数字视频(DV),同时提供足够的磁盘输入输出性能支持应用软件快速高效地编辑,甚至一些低质量的合成工作。在过去的这几年,我们已经开始看到越来越多的商业电视用途的数字视频编辑在使用消费类个人电脑和笔记本了。

  然而,我们必须谨记无压缩高分辨率和数字电影格式的精编、合成工作对存储的高需求,单体消费级磁盘驱动器无法提供足够的性能。可喜的是,现在使用SATA磁盘驱动器和专业的RAID控制器硬件一起配合,来满足高性能、大容量和数据冗余的要求。这种消费级和专业硬件的结合能在低成本的基础上迎合技术需求。

  相同的技术也被应用在电脑动画上。用任意块SATA磁盘驱动器很容易实现在NTSC分辨率屏幕上回放30MB/s渲染过的无压缩动画效果。这使得动画家们能在任意台电脑(包括笔记本)上流畅观看完成后内容。另一方面,观看无压缩高分辨率的动画的性能,也是单块磁盘驱动器仍然满足不了。多个便宜的SATA驱动器和RAID控制器硬件能使数字艺术家无需使用DDR或其他昂贵硬件,就可以在电脑上看高分辨率的效果了。

  简而言之,现成的消费级SATA磁盘或者消费+专业“混合”解决方案支持现在很多的数字媒体应用。然而,我们接下来要阐述的是为高端数字媒体解决存储和连接的方案,完全是另一个应用高度了。

        VFX和DI需要大的带宽
  在数字媒体制作“食物链”的顶端是很多为高端电视、电影、广播机构创作高分辨率内容,以及为电影、电视创作VFX内容的应用群体。

  这些团体或艺术家创作出来的视觉效果是世界级的。然而,这些制作机构或艺术家需要的巨大配套存储能力、数据吞吐量和冗余机制,也是远远超过标准现有硬件或任何消费级和专业技术的联合所能达到的。

  我们来看一些数字了解一下“巨大的”是什么概念。

  “2K”数字电影(通常是2048x1536像素)要求每帧大约13MB 到20MB。60秒的影片要求每秒24帧、最少20GB的存储。大约是1小时1.2TB的巨大数据量。现在还要再加上备份冗余和在后制不同领域同时使用的影片多个拷贝,这种巨大的存储需求就显现出来了。

  于4K(通常是4096 x 3112像素)数字电影处理过程中,60秒钟的数据量可达70GB。那就是说1.2GB/s的码流,换句话说,一个小时就要用去4.2 TB的存储空间。说得更通俗些,1.2GB/s差不多是每3.9秒传输一张标准DVD的数据,或者每秒传输7分钟的DV数据。要达到在这种输入输出带宽性能的磁盘可不是简单的事情,很自然的要挑战当今最前沿的存储技术,例如光纤通道和SAS(串行连接SCSI)以及全新的PCI-E高速传输协议等。


   (基于两台HD12ES与主系统构成的强氧DI-数字中间片系统,可满足2k电影的数字后期实时教色、审片的严格需求)

  在这本白皮书接下来的部分里,我们会带着你一步步的分析现在被用于高端数字媒体制作的技术。

  评估目标应用
  首先,必须评估目标应用并分析具体的存储需求,从而准备出和存储相关的购买决策,所运用的标准可以很广泛,但必须对所有可用的存储选择进行评估。

  带  宽 - 持续不变的数据吞吐(输入输出带宽)需求是什么?
  存储容量 - 可读取,并“在线”的视频内容能有多少分钟或多少帧?
  冗  余 - 目标应用的容错能力有多重要?
  价  格 - 需要考虑资金限制吗?
  在多数情况下,必须在期望的性能和有限的预算中作出取舍。
  此外,谨记数字媒体制作领域不同的应用有不同的需求。

  下表使用不同的重要性标注显示出了选择合适的存储方案所用到的关键点:

  正如表中显示的,数字媒体制作领域不同应用的标准各式各样。 对某些应用者来说,价格是最重要的因素,而性能可能是其次的。对其他应用来说,磁盘的输入输出带宽则是很关键,这关乎实际生产力的表现,而成本几乎算不上一个考虑因素。而有的客户则觉得冗余、安全性和容量很重要,而成本和速度就是次要的。

  了解您的存储选择吗?
  数据存储的设备分类有很多种,分类方法也很多。下面是数字媒体行业当前使用的主要存储技术的概览。

  在线存储
  在线存储是一个存储系统的术语,是指主机或主程序可以以全规格即时存取。在线存储可以是内部的、外部的或远程的。这种类型有  两种选择:直连存储(DAS)和存储区域网络(SAN)。
  直连存储(DAS)是从内部或外部连接到主机(电脑、工作站等等)的任意磁盘存储系统。
  内部的DAS解决方案包含数字媒体制作用到的磁盘存储的通用类型,
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