Процессоры, видеокарты и накопители для сервера видеоаналитики

Сервер для видеоаналитики отличается от обычного сервера видеонаблюдения тем, что кроме записи потоков он ещё и разбирает картинку: детектирует людей и транспорт, читает номера, считает посетителей, ищет оставленные предметы. Запись упирается в дисковую подсистему, аналитика — в вычислительные ресурсы, и подобрать конфигурацию без точного расчёта здесь не выходит.

Ошибка в любую сторону стоит дорого: недобрал производительности — аналитика начинает пропускать кадры и события теряются; перебрал — купил видеокарты и процессоры, которые загружены на четверть. Разберём, как считать конфигурацию от числа камер и набора алгоритмов.

С чего начинается расчёт

Исходных данных нужно всего пять, но без них любой расчёт будет фантазией.

• Число камер и разрешение. Камера 2 Мп и камера 8 Мп различаются по нагрузке на аналитику примерно вчетверо.
• Частота кадров для аналитики. Запись может идти на 25 кадрах в секунду, а анализ — на 5–10. Это не ухудшает детекцию людей и резко снижает требования к вычислениям.
• Набор алгоритмов. Детекция движения почти ничего не стоит. Распознавание лиц, чтение автомобильных номеров и классификация объектов — на порядок тяжелее.
• Глубина архива. Тридцать суток или девяносто — разница в объёме дисков в три раза.
• Требование к отказоустойчивости. Один сервер или пара с резервированием, локальные диски или внешняя система хранения.

Считаем вычислительную часть

Ключевой вопрос — где выполняется нейросетевой вывод: на центральном процессоре или на графическом ускорителе. От этого зависит вся архитектура сервера.

• На процессоре. Реально при небольшом числе камер и лёгких алгоритмах. Ориентир: одно физическое ядро современного серверного процессора вытягивает 2–4 канала детекции объектов на 5 кадрах в секунду. Для 32 камер это уже 8–16 ядер только на аналитику, плюс ядра на приём и запись потоков.
• На видеокарте. Один ускоритель уровня рабочей станции обрабатывает 40–80 каналов детекции или 15–25 каналов распознавания лиц. Для больших систем это единственный вменяемый путь: карта дешевле, чем эквивалент в процессорных ядрах, и занимает один слот вместо второго сокета.
• Декодирование потоков. Отдельная нагрузка, о которой забывают. Аппаратный декодер в видеокарте разгружает процессор на десятки процентов — при 64 камерах это разница между работающей и захлёбывающейся системой.

По оперативной памяти ориентир простой: 16 ГБ на систему плюс 0,5–1 ГБ на камеру, и отдельно память под модели, если аналитика держит несколько нейросетей одновременно. Для 64 камер с распознаванием лиц 128 ГБ — рабочий минимум, экономить здесь бессмысленно.

Типовые конфигурации

Дисковая подсистема

Видеонаблюдение — это непрерывная последовательная запись, режим, к которому обычные настольные диски не приспособлены. Для архива нужны накопители корпоративного класса или специальные серии для видеонаблюдения, рассчитанные на круглосуточную нагрузку.

• Объём. Считается как: битрейт камеры × число камер × 86400 секунд × число суток. Камера 4 Мп с кодеком H.265 даёт около 4 Мбит/с, 64 камеры за 30 суток — примерно 83 ТБ.
• Уровень RAID. Для архива берут RAID 6: при массиве из десятка дисков большого объёма восстановление идёт долго, и защита от второго отказа обязательна.
• Раздельные тома. Система и база событий — на быстрых накопителях, желательно отдельным зеркалом. Архив — на ёмких дисках. Смешивать нельзя: база событий на том же массиве, что и запись, тормозит поиск.
• Кэш аналитики. Если алгоритмы работают с буфером кадров, под него нужен быстрый том — здесь оправдан твердотельный накопитель.
• Расширение. При архиве свыше 100 ТБ дешевле выносить хранение на внешнюю систему хранения с полками, чем набивать дисками корпус сервера.

Сеть, корпус и питание

Шестьдесят четыре камеры по 4 Мбит/с — это около 256 Мбит/с постоянного входящего трафика, и это только запись. Гигабитного порта формально хватает, но запас нужен: при одновременном просмотре архива несколькими операторами и выгрузке фрагментов пик легко уходит за гигабит. Практика — два порта в агрегации или сразу сетевая карта на 10 Гбит/с, подключённая в коммутатор ядра.

• Корпус и охлаждение. Видеокарта в сервере — это ещё 200–350 Вт тепла. Шасси должно быть рассчитано на ускорители: полноразмерные слоты, усиленный воздушный поток, поддержка нужной длины карты.
• Питание. Блоки с запасом и обязательно резервированные. Сервер видеоаналитики выключается вместе с потерей событий за период простоя, а восстановить их неоткуда.
• Монтаж. Глубина корпуса под ускорители обычно больше стандартной, и направляющие нужно подбирать под конкретную стойку заранее.
• Платформа. Под такие задачи хорошо идут Supermicro, Gigabyte и Inspur с явной поддержкой GPU, из классических линеек — Huawei, HPE и Dell.

Частые вопросы

Можно ли совместить запись и аналитику на одном сервере? До 32–48 камер — да, и это дешевле. Дальше их разделяют: сервер записи с большим массивом и сервер аналитики с ускорителями. Так проще масштабировать и обновлять по отдельности.

Обязательна ли видеокарта? Нет, если камер немного и нужна только детекция движения и пересечения линий. Как только появляется распознавание лиц или номеров, ускоритель окупается сразу.

Сколько камер потянет одна карта? Зависит от алгоритма и разрешения: детекция объектов — десятки каналов, распознавание лиц — единицы-десятки. Точную цифру даёт только производитель конкретного программного обеспечения, поэтому расчёт всегда сверяют с его документацией.

Нужен ли двухсокетный сервер? При работе аналитики на ускорителях чаще выгоднее один мощный процессор: второй сокет добавляет ядер, но не помогает ускорителям и усложняет распределение памяти. Двухсокетную платформу берут, когда аналитика считается на процессоре.

Что делать при росте числа камер? Закладывать запас по слотам и корзинам дисков при покупке. Добавить ускоритель и диски в существующий сервер дешевле и быстрее, чем покупать второй.

Как быть с архивом на длительный срок? Оперативный архив держат на сервере, глубокий — выносят на отдельное хранилище с более дешёвыми дисками. Разделение по «горячим» и «холодным» данным сокращает стоимость терабайта заметно.

Соберём сервер под вашу систему видеонаблюдения

Пришлите число и разрешение камер, перечень алгоритмов аналитики, требуемую глубину архива и название программного обеспечения на server@tkasiatorg.ru. Рассчитаем конфигурацию, подберём серверное оборудование, ускорители, накопители под непрерывную запись и комплектующие для расширения — с проверкой по требованиям вашего производителя ПО.