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2025年1月
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發(fā)布時間: 2021-09-23
前言：5G+8K的技術(shù)應(yīng)用可謂無處不在。從體育賽事、會議視聽到演播室等，都有著5G、8K超高清的精彩表現(xiàn)。為了迎合向超高清演進(jìn)的趨勢，我們需要構(gòu)建可以面向未來的新一代存儲系統(tǒng)。
搭上5G+8K新賽道
存儲需要這樣做
超高清視頻迎來了廣闊的應(yīng)用天地。
國內(nèi)超高清視頻應(yīng)用正面臨爆發(fā)性的增長，“5G+8K”產(chǎn)業(yè)鏈也將迎來新的風(fēng)口，上下游企業(yè)正在加快構(gòu)建“5G+8K”生態(tài)并積極拓展8K應(yīng)用場景。
8K超高清技術(shù)不僅僅是單純意義上讓你看得更清楚，而是在更廣泛的應(yīng)用里為生活帶來便捷：在醫(yī)療領(lǐng)域，5G+8K的結(jié)合可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程會診，緩解醫(yī)療資源緊張；在文博領(lǐng)域，8K與VR、AR結(jié)合，幾乎可以改變未來博物館的參觀模式；在工業(yè)領(lǐng)域，在缺陷檢測、精密測量、3C檢測、讀碼應(yīng)用等方面代替人工，起到提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量作用。
構(gòu)建8K存儲該考慮的幾件事
從高清到4K再到8K，視頻碼流已經(jīng)從高清的100Mbps前進(jìn)到400~2000Mbps，視頻素材的數(shù)據(jù)量有了爆炸式的增長，分辨率的大幅提升，給8K制作帶來了較大的挑戰(zhàn)。
于是，對當(dāng)前存儲系統(tǒng)的沖擊非常大，為了迎合向超高清演進(jìn)的趨勢，我們需要構(gòu)建可以面向未來的新一代存儲系統(tǒng)。
挑戰(zhàn)一：極端IO數(shù)據(jù)訪問需求
在制作系統(tǒng)中，包含大量非線性編輯工作站，用于處理采用全新4K/8K技術(shù)拍攝的素材以及各種傳統(tǒng)素材。每添加一層4K/8K素材，意味著對存儲性能的需求也相應(yīng)提高。
為了滿足編輯的要求，每臺工作站都需要具備處理多層4K/8K視頻的能力。層數(shù)越多，碼率越高，每臺工作站訪問存儲系統(tǒng)時帶寬也會更高。比如：4層1Gbps碼率的4K編輯，單工作站至少需要500MB/s的穩(wěn)定帶寬。
這就要求存儲系統(tǒng)對單臺工作站的訪問鏈路進(jìn)行更深層次的優(yōu)化，從而達(dá)到理想的帶寬。并且存儲系統(tǒng)的帶寬性能也要滿足高峰時刻所有工作站滿負(fù)載運轉(zhuǎn)。
存儲系統(tǒng)圍繞視頻文件和元數(shù)據(jù)進(jìn)行的采、編、播、管等動作。
各存儲業(yè)務(wù)系統(tǒng)對存儲的帶寬及時延要求如下：
時延要求越高，即存儲時延數(shù)值指標(biāo)越小
挑戰(zhàn)二： 高效的全媒體管理資源池
隨著8K節(jié)目制作任務(wù)的日益增多，傳統(tǒng)存儲系統(tǒng)的性能和容量擴(kuò)展已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法跟上業(yè)務(wù)發(fā)展的速度。需要支持文字、圖片、音頻、視頻等多種媒體資源的采集/導(dǎo)入，根據(jù)權(quán)限區(qū)分、共享，滿足不同應(yīng)用需求，存儲資源池必須支持從4K向8K的平滑過度，為4K和8K應(yīng)用系統(tǒng)提供統(tǒng)一的運行支撐環(huán)境，簡化媒資數(shù)據(jù)存儲管理。
挑戰(zhàn)三：既要綠色節(jié)能還要安全可靠
大量歷史價值數(shù)據(jù)的保存會對存儲的擴(kuò)展性有更高的要求。近年來，廣播電視機(jī)房能耗問題日益突出。面臨嚴(yán)峻的形勢，機(jī)房節(jié)能成為廣電行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。如何構(gòu)建綠色節(jié)能、安全穩(wěn)定且無限擴(kuò)展的媒資存儲，成為媒資廣電領(lǐng)域客戶最關(guān)注的問題。
曙光4K/8K制作存儲解決方案
為了應(yīng)對8K時代的各種挑戰(zhàn)，曙光推出4K/8K制作存儲解決方案，從存儲訪問性能、資源管理、系統(tǒng)擴(kuò)展性等方面，為用戶構(gòu)建高性能、大容量、高品質(zhì)的融合存儲資源池，提供流暢、便捷的4K/8K直播體驗。
在性能方面，曙光分布式存儲系統(tǒng)ParaStor，采用Ethernet、Infiniband高速網(wǎng)絡(luò)，有效提升超高帶寬的大文件讀寫能力，支持高效率多路并發(fā)編輯和海量小文件的極速訪問。底層自研OBS磁盤管理系統(tǒng)，解決了開源架構(gòu)IO路徑過長的問題。SSD緩存加速功能，有效減輕8K高清視頻高帶寬 IO 壓力。
在存儲資源管理方面，ParaStor具有單一命名空間，多協(xié)議并發(fā)訪問，節(jié)點內(nèi)/節(jié)點間分級存儲特性，可實現(xiàn)媒資系統(tǒng)的統(tǒng)一管理。全局單一命名空間可以為用戶構(gòu)建EB級容量的虛擬存儲池，所有客戶端可以在同一個命名空間下共享訪問所有的數(shù)據(jù)，可以簡化海量數(shù)據(jù)管理的復(fù)雜性。
在拓展性方面，ParaStor 對外提供單一的命名空間，支持 3~4096 節(jié)點的彈性無縫擴(kuò)展，單一存儲空間容量可擴(kuò)展至 EB 級。同時，ParaStor 具備超強(qiáng)的橫向擴(kuò)展能力，只需簡單地增加存儲節(jié)點，即可獲得更大的存儲容量和更多的數(shù)據(jù)通道，從而獲得更高的系統(tǒng)聚合帶寬和 I/O 性能。
在安全及節(jié)能方面，ParaStor從部件、網(wǎng)絡(luò)、節(jié)點、機(jī)柜、數(shù)據(jù)的冗余，各個層面保證數(shù)據(jù)的安全性及系統(tǒng)的穩(wěn)健性，充分滿足播控系統(tǒng)的高可靠性要求。特有的節(jié)點分區(qū)、磁盤分組技術(shù)，對故障影響限制在特定范圍內(nèi)，進(jìn)一步提升提高播出和編輯系統(tǒng)的可靠性。曙光嚴(yán)格踐行碳中和理念，曙光存儲可以通過自動功耗控制實現(xiàn)部件級的休眠、節(jié)點級的休眠、下電自動喚醒等操作，讓存儲設(shè)備從系統(tǒng)層面實現(xiàn)能耗的節(jié)省。
結(jié)語：
據(jù)統(tǒng)計，到2022年，我國超高清視頻產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超4萬億元，未來中國將成為最大的超高清市場。針對5G+8K超高清產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化這一大發(fā)展趨勢，曙光打造了軟硬件一體4K/8K制作存儲解決方案。
通過代碼級的優(yōu)化，良好支持4K/8K的編輯制作；穩(wěn)定的帶寬性能，滿足高峰時刻所有工作站滿負(fù)載運轉(zhuǎn)需求；節(jié)能及安全控制，滿足用戶構(gòu)建綠色節(jié)能存儲資源池的訴求。
多年來，曙光深耕廣電行業(yè)，在該領(lǐng)域有大量的實踐。從支持歌華有線搭建全媒體應(yīng)用聚合云服務(wù)平臺，有力地保障了世界杯等超高清轉(zhuǎn)播；到為央視網(wǎng)構(gòu)建媒資云存儲平臺，助力央視國際圓滿完成春晚、2018年世界杯、70周年報道等多項大型演播任務(wù)；再到與中科大洋超高清及4K應(yīng)用兼容適配，曙光不斷以更加先進(jìn)的技術(shù)和更完備的解決方案，為廣電行業(yè)打造更加敏捷的IT基礎(chǔ)架構(gòu)，助力產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。
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