增强NVR性能，实现全高清与超高清

February 8, 2017

许多行业均作为物联网（IoT）的一部分而得以迅速增长，视频监控也是其中之一，该行业是开发商和系统集成商的热点市场。 Transparency Mark Research指出，到2019年，视频监控市场的复合年均增长率（CAGR）将超过19%，增至420亿美元以上。

随着IP摄像头的普及以及对具有优秀视频质量——特别是全高清（1080p）和4k超高清——之监控摄像头的需求不断增长，全球范围内对基于IP之视频监控系统（图1）的需求也水涨船高。同样重要的是，采用H.265技术的摄像头能以更小的文件放置质量更高的图片，有助于减少对网络带宽和本地存储的要求。

图1. 对全高清（1080p）和4k超高清的需求带动了全球范围内对基于IP之视频监控系统的需求。

对于任何计划参与视频监控市场迅速增长的公司而言，单点和多点DSS系统的一个重要部件为网络硬盘录像机（NVR）。这台必不可少的处理存储设备提供了诸多雾计算功能，如：

本地处理存储监控视频
转码视频，以在从工作站到智能手机的众多设备上观看
进行视频内容分析，实现事件识别自动化，并只将有价值的视频（证据或商业洞察力）转发至云端或数据中心

本文我们将同时了解一套即用型NVR系统和一块为NVR设计提供弹性且高性能方案的COM Express板卡。二者均采用了带有集成Intel® HD Graphics显卡的最新Intel® Core™与Xeon®处理器，在无需购置独立显卡的情况下即可实现顶级性能。

即流型NVR

IoNetworks是一家专注于IP监控方案等网络解决方案的台湾公司。该公司的IOR-4660-C20能够支持多达128台IP视频摄像头，是其最高水平NVR的典范（图2）。

图2. 支持多达128台IP视频摄像头的IOR-4660-C20是高级ioNetworks NVR的典范。

此款架装2U NVR在设计过程中针对的是关键基础设施、公司建筑、机场和零售商店等公用和私人设施的单点和多点设备。该设备能为本地安保人员提供多达3个显示屏（2个HDMI，1个DVI-I）的独立视频馈给。

存储方面，IOR-4660具有1个2.5” SDD/HDD以及8个3.5”热插拔HDD。 RAID支持包括0、1、5、6、10、50、60。3U设计支持多达16个热插拔HDD。

对于处理视频流过程中的内存需求，IOR-4660具有高达64GB的DDR4 DRAM。双Intel® Gigabit Ethernet能够游刃有余地处理网络连接。扩展方面，该设备提供了1x PCI Express (PCIe) 3.0 x16个插槽、1x PCIe 3.0/2.0 x4、1x PCIe 3.0/2.0 x1以及1个PCI插槽。USB端口包括10x USB 3.0。该设备拥有的音频功能包括线路输入、线路输出和麦克风输入。

用于NVR设计的COM Express板

设计NVR时，使用服务器模块（SoM）可谓明智之选。 Congatec的conga-TS170 COM Express载板就是完美范例（图3）。SoM具有优秀的设计弹性。当性能需求有所增加时，设计师通过插入更加强大的SoM即可迅速升级NVR系统。类似地，SoM也在满足个体尺寸和耐用需求方面体现了出色的弹性水准。

图3. congatec conga-TS170是与NVR堪称天作之合的服务器模块。

Congatec的SoM十分适配PICMG的COM Express Basic，将设计安全性提升至极致，令设计师从中受益。此款产品还拥有十分广泛的生态系统支持，包括Board Support Packages、综合驱动支持以及应用即用载板与评估套件。

conga TS170提供了第6类引出线的通用I/O界面：PCI Express Graphics Gen 3.0、8x PCI Express Gen 3.0 Lanes、4x SATA 3.0，包括RAID 0、1、5与10支持、4x USB 3.0、8x USB 2.0、LPC以及I²C。支持微软Windows 10及所有其他现行微软Windows和Linux操作系统。个体集成支持、丰富配件以及针对个体载板与系统的备选嵌入式设计与制造服务则令整套设备更加完善。

强大的处理器显卡

conga-TS170 COM Express模块提供了一系列第6代Intel® Core™处理器和Intel® Xeon®处理器，包括最近发布的分别搭载Intel® Iris™ Pro Graphics P580和P55的Intel® Xeon® E3-1578L v5和E3-1558L v5处理器。这些全新SKU由128MB的快速内部eDRAM加速，图形与媒体处理设备的基础频率（高达700 MHz）是前代Intel Core处理器的两倍（图4）。

图4. Intel® Iris™ Pro Graphics呈现出色的图形与媒体处理性能。

这样就使得硬件加速器——视频转码过程中最重要的特征之一——能够以更高的基础时钟速率运作，从而极大加速性能。这些处理器能够实时处理多达2个4k HEVC输出流或多达15个全高清-HEVC流。对于使用视频分析并需要迅速将片段传输给相关人员以提醒潜在事故的监控系统，这样的性能至关重要。这些事故可以是有人在停车场闲逛、将商品装进钱包或提包、将背包丢弃在机场或其他运输站场。

Intel Iris Pro Graphics是一款综合专业的图形处理单元。拥有额外的执行单元（EU）。设备的高级视频引擎能够在硬件中完全解码H.265/HEVC，大大提升了效率。处理器用此种新视频格式为各种设备提供了优秀的解决方案。此外，Intel Iris Pro Graphics以更加鲜艳的色彩呈现出明快的图形。

ioNetworks IOR-4660与conga-170的其他处理器选项类似，也提供了带有集成Intel® HD Graphics 530的第6代Intel® Core™ i5/i7处理器以供选择。第6代Intel Core i5/i7处理器产品系列的SKU与这些显卡为Intel Quick Sync Video引进了一种特殊的固定功能模式（FF-Mode）。这种新模式针对实时H.264与H.265进行了优化，在减少延迟和降低能耗的同时能够处理多重视频流。这些第6代Intel Core处理器也包括能够改进视频监控等高密度流应用的加速版4K硬件媒体编解码器。

用于提供性能的DSS系统与板卡

这两种NVR方案只是Intel®物联网解决方案联盟成员提出的众多DSS系统与部件中的一小部分。如欲进一步了解增强NVR性能以实现全高清和超高清的方法，请查阅联盟的解决方案目录。

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