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2025年1月
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發布時間: 2021-09-23
前言：5G+8K的技術應用可謂無處不在。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。為了迎合向超高清演進的趨勢，我們需要構建可以面向未來的新一代存儲系統。
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用天地。
國內超高清視頻應用正面臨爆發性的增長，“5G+8K”產業鏈也將迎來新的風口，上下游企業正在加快構建“5G+8K”生態并積極拓展8K應用場景。
8K超高清技術不僅僅是單純意義上讓你看得更清楚，而是在更廣泛的應用里為生活帶來便捷：在醫療領域，5G+8K的結合可以實現遠程會診，緩解醫療資源緊張；在文博領域，8K與VR、AR結合，幾乎可以改變未來博物館的參觀模式；在工業領域，在缺陷檢測、精密測量、3C檢測、讀碼應用等方面代替人工，起到提高生產效率和生產質量作用。
構建8K存儲該考慮的幾件事
從高清到4K再到8K，視頻碼流已經從高清的100Mbps前進到400~2000Mbps，視頻素材的數據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。
于是，對當前存儲系統的沖擊非常大，為了迎合向超高清演進的趨勢，我們需要構建可以面向未來的新一代存儲系統。
挑戰一：極端IO數據訪問需求
在制作系統中，包含大量非線性編輯工作站，用于處理采用全新4K/8K技術拍攝的素材以及各種傳統素材。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。層數越多，碼率越高，每臺工作站訪問存儲系統時帶寬也會更高。比如：4層1Gbps碼率的4K編輯，單工作站至少需要500MB/s的穩定帶寬。
這就要求存儲系統對單臺工作站的訪問鏈路進行更深層次的優化，從而達到理想的帶寬。并且存儲系統的帶寬性能也要滿足高峰時刻所有工作站滿負載運轉。
存儲系統圍繞視頻文件和元數據進行的采、編、播、管等動作。
各存儲業務系統對存儲的帶寬及時延要求如下：
時延要求越高，即存儲時延數值指標越小
挑戰二： 高效的全媒體管理資源池
隨著8K節目制作任務的日益增多，傳統存儲系統的性能和容量擴展已經遠遠無法跟上業務發展的速度。需要支持文字、圖片、音頻、視頻等多種媒體資源的采集/導入，根據權限區分、共享，滿足不同應用需求，存儲資源池必須支持從4K向8K的平滑過度，為4K和8K應用系統提供統一的運行支撐環境，簡化媒資數據存儲管理。
挑戰三：既要綠色節能還要安全可靠
大量歷史價值數據的保存會對存儲的擴展性有更高的要求。近年來，廣播電視機房能耗問題日益突出。面臨嚴峻的形勢，機房節能成為廣電行業可持續發展的必然要求。如何構建綠色節能、安全穩定且無限擴展的媒資存儲，成為媒資廣電領域客戶最關注的問題。
曙光4K/8K制作存儲解決方案
為了應對8K時代的各種挑戰，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、系統擴展性等方面，為用戶構建高性能、大容量、高品質的融合存儲資源池，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ParaStor，采用Ethernet、Infiniband高速網絡，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編輯和海量小文件的極速訪問。底層自研OBS磁盤管理系統，解決了開源架構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，多協議并發訪問，節點內/節點間分級存儲特性，可實現媒資系統的統一管理。全局單一命名空間可以為用戶構建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據，可以簡化海量數據管理的復雜性。
在拓展性方面，ParaStor 對外提供單一的命名空間，支持 3~4096 節點的彈性無縫擴展，單一存儲空間容量可擴展至 EB 級。同時，ParaStor 具備超強的橫向擴展能力，只需簡單地增加存儲節點，即可獲得更大的存儲容量和更多的數據通道，從而獲得更高的系統聚合帶寬和 I/O 性能。
在安全及節能方面，ParaStor從部件、網絡、節點、機柜、數據的冗余，各個層面保證數據的安全性及系統的穩健性，充分滿足播控系統的高可靠性要求。特有的節點分區、磁盤分組技術，對故障影響限制在特定范圍內，進一步提升提高播出和編輯系統的可靠性。曙光嚴格踐行碳中和理念，曙光存儲可以通過自動功耗控制實現部件級的休眠、節點級的休眠、下電自動喚醒等操作，讓存儲設備從系統層面實現能耗的節省。
結語：
據統計，到2022年，我國超高清視頻產業規模將超4萬億元，未來中國將成為最大的超高清市場。針對5G+8K超高清產業國產化這一大發展趨勢，曙光打造了軟硬件一體4K/8K制作存儲解決方案。
通過代碼級的優化，良好支持4K/8K的編輯制作；穩定的帶寬性能，滿足高峰時刻所有工作站滿負載運轉需求；節能及安全控制，滿足用戶構建綠色節能存儲資源池的訴求。
多年來，曙光深耕廣電行業，在該領域有大量的實踐。從支持歌華有線搭建全媒體應用聚合云服務平臺，有力地保障了世界杯等超高清轉播；到為央視網構建媒資云存儲平臺，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；再到與中科大洋超高清及4K應用兼容適配，曙光不斷以更加先進的技術和更完備的解決方案，為廣電行業打造更加敏捷的IT基礎架構，助力產業創新發展。
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