Ile strumieni z kamer może obsłużyć domowy serwer NVR?

Eva Wong

IceWhale author

Eva Wong jest Technicznym pisarzem i stałym majsterkowiczem w ZimaSpace. Całe życie geek z pasją do homelabów i oprogramowania open-source, specjalizuje się w tłumaczeniu skomplikowanych koncepcji technicznych na przystępne, praktyczne przewodniki. Eva wierzy, że samodzielne hostowanie powinno być zabawą, a nie czymś onieśmielającym. Poprzez swoje samouczki umożliwia społeczności rozwiewanie tajemnic konfiguracji sprzętu, od budowy pierwszego NAS po opanowanie kontenerów Docker.

How Many Camera Streams Can a Home NVR Server Handle? - Zima Store Online

Nie ma wiarygodnej, stałej liczby strumieni z kamer, które może obsłużyć każdy domowy serwer NVR. Serwer nagrywający osiem skompresowanych strumieni może być mniej obciążony niż serwer dekodujący i analizujący cztery obrazy w wysokiej rozdzielczości. Zakup należy dopasować do trzech osobnych obciążeń — przepustowości nagrywania, dekodowania obrazu i wykrywania obiektów — a następnie sprawdzić go pod kątem czasu przechowywania nagrań oraz liczby kamer, które prawdopodobnie będą aktywne jednocześnie.

Podziel każdą kamerę na obciążenia związane z nagrywaniem, wyświetlaniem i wykrywaniem

Jedna kamera może generować więcej niż jedno obciążenie, nawet jeśli fizycznie jest tylko jednym urządzeniem. NVR może przechowywać główny strumień w wysokiej jakości, dekodować strumień pomocniczy o niższej rozdzielczości na potrzeby wykrywania i przesyłać kolejny strumień do wyświetlania obrazu na żywo. Traktowanie wszystkich trzech jako jednego „kanału kamery” ukrywa rzeczywistą pracę wykonywaną przez serwer.

Firma Axis wyjaśnia, dlaczego wydajność kodeka monitoringu zmienia wymagania dotyczące przepustowości i pamięci. H.264, H.265 i nowsze kodeki mogą zapewniać bardzo różne przepływności przy podobnych efektach wizualnych, dlatego sama liczba strumieni bez informacji o kodeku i przepływności nie wystarcza do określenia wymagań.

Poradnik ZimaSpace dotyczący budowy lokalnego serwera NVR wyznacza granice architektury: strumień z kamery, ścieżka sieciowa, środowisko uruchomieniowe aplikacji, pamięć na nagrania i zdalny dostęp to osobne elementy systemu.

Przygotuj arkusz, w którym każdy wiersz odpowiada jednej kamerze, a kolumny zawierają rozdzielczość nagrywania, przepływność nagrywania, rozdzielczość wykrywania, liczbę klatek na sekundę podczas wykrywania, zapotrzebowanie na podgląd na żywo oraz informację o dostępności sprzętowego dekodowania. Taki arkusz jest bardziej użyteczny niż twierdzenie, że jeden procesor obsługuje uniwersalną liczbę kamer.

Strumienie używane wyłącznie do nagrywania są zazwyczaj problemem pamięci i sieci

Jeśli NVR zapisuje już zakodowane strumienie z kamer bez ich dekodowania ani ponownego kodowania, obciążenie procesora może pozostać stosunkowo niewielkie. Głównymi ograniczeniami stają się wtedy łączna przepustowość sieci, stała prędkość zapisu na dyskach, obciążenie systemu plików oraz to, czy odtwarzanie lub eksport nagrań nie konkuruje z napływającymi nagraniami.

Aktualny poradnik firmy Reolink dotyczący rozdzielczości pokazuje, jak rozdzielczość i kompresja zmieniają zapotrzebowanie kamer na pamięć. Strumień w wysokiej rozdzielczości nie ma jednej stałej przepływności — nadal znaczenie mają złożoność sceny i wybrane ustawienia kodowania.

Zamiast mnożyć liczbę kamer przez ogólną wartość, zmierz łączną przepływność. Dodaj maksymalne oczekiwane przepływności wszystkich strumieni nagrywanych bez przerwy, a następnie pozostaw zapas na odtwarzanie, eksport, miniatury, operacje na bazie danych i chwilowe skoki obciążenia. Podczas wykonywania tych zadań jednocześnie sieć i pamięć powinny pozostawać wyraźnie poniżej granicy nasycenia.

Dlatego skromny procesor może nagrywać wiele strumieni, jeśli serwer głównie odbiera i zapisuje skompresowane nagrania. Sytuacja zmienia się, gdy NVR musi dekodować każdy obraz, skalować klatki, generować podglądy, transkodować je dla klientów lub stale wykonywać analizę obrazu.

Sprzętowe dekodowanie zmienia limit liczby kamer jeszcze przed włączeniem wykrywania AI

Dekodowanie obrazu może znacznie obciążać procesor ogólnego przeznaczenia, gdy wiele strumieni w wysokiej rozdzielczości jest przetwarzanych programowo. Zintegrowana grafika lub inny sprzętowy silnik wideo może przejąć dużą część tej pracy dekodowania, dlatego dwa serwery o podobnej liczbie rdzeni procesora mogą obsługiwać zupełnie różne obciążenia NVR.

Recenzja platformy Intel N100 ze zintegrowaną grafiką opublikowana przez Tom's Hardware pokazuje klasę sprzętu często stosowaną w energooszczędnych serwerach domowych: cztery rdzenie procesora, iGPU i szybka pamięć lokalna. Najważniejszy jest tu silnik multimedialny, a nie wydajność w grach.

Wykrywanie obiektów to osobna ścieżka przetwarzania niezależna od dekodowania. Akcelerator może sprawnie wykonywać wnioskowanie, ale serwer nadal musi odebrać i zdekodować klatki, zanim trafią one do detektora. Nie zakładaj, że dodanie urządzenia Coral, karty GPU lub innego akceleratora AI usunie każde ograniczenie procesora i przetwarzania obrazu.

Na potrzeby testu zakupowego najpierw wyłącz wykrywanie i zmierz nagrywanie wraz z dekodowaniem. Następnie włącz wykrywanie z docelową liczbą klatek na sekundę i obserwuj wykorzystanie procesora, GPU oraz akceleratora, liczbę pomijanych klatek i opóźnienie wykrywania. Dzięki temu ustalisz, który limit sprzętu rzeczywiście wymaga modernizacji.

Featured

ZimaCube 2 Osobisty domowy NAS w chmurze

ZimaCube2

Czas przechowywania nagrań może wymusić zakup większego serwera, zanim zabraknie mocy obliczeniowej

Domowy NVR może mieć duży zapas mocy obliczeniowej, a mimo to być niewłaściwym zakupem, jeśli nie pomieści nagrań z oczekiwanego okresu przechowywania. Ciągłe nagrywanie jest obciążeniem związanym ze stałym zapisem, a wymagana pojemność rośnie bezpośrednio wraz z łączną przepływnością i czasem nagrywania.

Analiza pamięci dla monitoringu firmy Backblaze wyjaśnia, jak liczba kamer, przepływność i czas przechowywania wpływają na wymagania dotyczące pamięci. Te zmienne należy obliczyć przed wyborem liczby kieszeni na dyski lub założeniem, że wystarczy niewielki dysk do nagrywania.

Poradnik zakupowy ZimaSpace dotyczący odizolowania nagrywania z kamer wskazuje również na kwestię niezawodności: obciążenie NVR nie powinno pozbawiać kluczowych usług automatyki domowej zasobów, gdy pamięć się zapełnia lub analityka powoduje skoki obciążenia.

Jeśli układ z dwoma dyskami zbyt szybko osiąga limit czasu przechowywania, większa liczba kieszeni może być uzasadniona nawet przy niskim użyciu procesora. Jest to modernizacja układu pamięci, a nie dowód na to, że sama platforma do przetwarzania obrazu wymaga większej mocy obliczeniowej.

Testuj jednoczesną aktywność, a nie pustą scenę

Analityka obrazu z kamer ma charakter skokowy, ponieważ nie każdy widok zawiera jednocześnie ruch lub obiekty. Spokojny test przeprowadzony w nocy może ukryć obciążenie, które pojawi się, gdy domownicy wrócą, samochody będą przejeżdżać przez podjazd, zwierzęta przejdą przez kilka stref, a podglądy na żywo zostaną otwarte jednocześnie.

Testy NVR przeprowadzone przez StorageReview pokazały, że jednoczesne nagrywanie z wielu kamer może być obsługiwane bez problemu, jeśli ścieżka nagrywania zapewnia wystarczającą stałą przepustowość, pozostawiając jednocześnie zapas na odtwarzanie i dostęp sieciowy. Wniosek jest prosty: testuj stan z połączonymi obciążeniami, a nie stan bezczynności.

Stwórz scenę najgorszego przypadku: otwórz pulpit podglądu na żywo, wywołaj ruch w kilku strefach, uruchom wykrywanie obiektów oraz eksportuj lub odtwarzaj najnowsze nagrania, podczas gdy wszystkie kamery nadal nagrywają. Obserwuj opóźnienie dekodowania, opóźnienie wnioskowania, liczbę pomijanych klatek, głębokość kolejki dysku i wykorzystanie sieci.

Jeśli system pozostaje stabilny, dodanie kolejnej kamery staje się mierzalną decyzją dotyczącą pojemności. Jeśli pojedynczy współdzielony zasób jest już blisko nasycenia, najpierw zmodernizuj właśnie ten zasób, zamiast wymieniać cały NVR wyłącznie na podstawie liczby kamer.

Dopasuj sprzęt Zima do skali nagrywania i obciążenia analityką

W przypadku niewielkiego domowego NVR, w którym lokalnie nagrywa mała liczba kamer, a analityka jest ograniczona, ZimaBoard 2 1664 jest właściwszym wariantem ZimaBoard 2, ponieważ dodatkowa pamięć zapewnia więcej miejsca na oprogramowanie kamer, bazy danych i pomocnicze kontenery. Jego złącze PCIe można również przeznaczyć na akcelerator, jeśli planowane jest lokalne wykrywanie.

Nie przypisuj płycie stałej liczby kamer bez przetestowania rzeczywistych strumieni. Rozdzielczość, kodek, przepływność, ścieżka dekodowania i liczba klatek na sekundę podczas wykrywania mogą zbyt mocno zmieniać obciążenie, aby można było określić uniwersalną liczbę kanałów. Wykorzystaj opisany wyżej arkusz oraz test obciążenia łącznego jako kryterium wyboru.

Wybierz ZimaCube 2, gdy dłuższy czas przechowywania, większa liczba kieszeni na dyski, intensywniejsze nagrywanie jednoczesne lub większe zapotrzebowanie gospodarstwa domowego na pamięć stanowi osobny powód, aby wybrać wielodyskowy serwer NAS. Pakiet Creator wybierz tylko wtedy, gdy dedykowana moc obliczeniowa GPU jest rzeczywistym wymaganiem analityki, a nie wyłącznie dlatego, że w oprogramowaniu NVR pojawia się słowo „AI”.

Najlepszym zakupem NVR jest najmniejszy system, który przechodzi najbardziej wymagający realistyczny test kamer, a jednocześnie zachowuje zapas pamięci, przepustowości sieci i mocy obliczeniowej. Liczba kamer to tylko etykieta — rzeczywistym obciążeniem jest cały potok przetwarzania strumienia.

FAQ

Czy jedną kamerę 4K należy liczyć jak cztery kamery 1080p?

Nie. Sama liczba pikseli nie określa obciążenia serwera. Znaczenie mają również przepływność, kodek, liczba klatek na sekundę, konstrukcja strumienia pomocniczego, sprzętowe dekodowanie i rozdzielczość analityki. Traktuj każdą kamerę jako zmierzone strumienie nagrywania i wykrywania, zamiast przeliczać rozdzielczość na stałą liczbę odpowiedników kamer.

Czy akcelerator AI zwiększa liczbę kamer, które mogę nagrywać?

Nie automatycznie. Akcelerator może zwiększyć wydajność wykrywania obiektów, ale nagrywanie nadal zależy od przepustowości sieci i pamięci, a dekodowanie obrazu może wciąż obciążać procesor lub zintegrowaną grafikę. Podnosi limit tylko wtedy, gdy wnioskowanie jest etapem ograniczającym wydajność.