当中国首部 8K 太空电影《窗外是蓝星》于 8 月 19 日官宣 9 月 5 日上映的消息传出,整个影视行业乃至科技领域都为之瞩目。这部影片的独特之处在于,其核心拍摄场景设定在中国空间站,由航天员亲自操刀完成拍摄工作,故事内容则取材于神舟十三号飞行乘组首次为期 6 个月的在轨驻留任务。观众在观影时,不仅能感受到太空探索的奇妙与艰辛,更能通过 8K 超高清技术,领略到独树一帜的中国式太空美学,开启一场前所未有的视觉盛宴。而在体育赛事领域,2024 年巴黎奥运会同样借助 8K 超高清技术续写了辉煌,其呈现的震撼画面让全球观众仿佛置身赛场,感受到了体育竞技的无限魅力。如今,8K 技术已不再局限于影视和体育两大领域,正加速向远程医疗、工业质检、安防监控等多个行业渗透,推动这些行业实现技术升级与效率提升。
在医疗行业,8K 技术带来的变革堪称颠覆性。过去,外科医生在进行手术前,只能依靠传统影像技术了解患者体内情况,但这些技术往往存在清晰度不足的问题。以上世纪广泛使用的 X 光技术为例,其生成的影像难以清晰展现人体内部细微结构,医生在诊断时容易出现误判,进而影响手术效果。随着 8K 超高清技术与 AI、3D 立体影像等技术的深度融合,这一局面得到了彻底改变。医生通过 8K 技术能够清晰观察到人体微血管的动态变化,甚至可以分辨出细微的神经和血管,这使得许多以往因风险过高而无法开展的显微手术成为可能,极大地提高了手术的成功率和安全性。此外,8K 全景实拍技术所提供的高质量数据,也为 AI 技术在医疗领域的应用提供了有力支持。在远程诊疗中,8K 技术能够实现高清画面传输,让异地专家如同亲临现场般进行诊断和指导,为医疗资源匮乏地区的患者带来了福音。
尽管 8K 技术在各领域的应用前景广阔,但它的发展却受到了存储问题的严重制约。在 8K 内容的制作过程中,全景拍摄、多机位同步录制以及长时间不间断存储等操作,对存储设备的性能提出了极高要求。传统存储设备在面对这些需求时,往往会出现一系列问题。例如,在持续写入高码率 8K 数据时,传统存储设备容易出现掉帧现象,导致视频画面不连贯;同时,高负荷的工作状态会使设备温度急剧升高,引发过热问题,严重时甚至会导致设备宕机,中断录制工作;此外,长期高负荷运行还会加速存储设备的磨损,缩短其使用寿命。这些问题的存在,使得 8K 技术难以在更多场景中实现规模化应用,存储瓶颈已成为阻碍 8K 技术进一步发展的关键因素。
8K 时代存储需求激增,传统方案难以为继
医疗行业的一个实际案例,充分说明了 8K 技术对存储设备的严苛要求。日本的医疗团队与 NHK 技术研究所合作,将 8K 技术应用于内窥镜摄像机。在手术过程中,医生通过 8K 内窥镜能够清晰看到患者体内细微的血管和缝合线,这大大提高了微创手术的精准度和安全性。但与此同时,数据量的急剧增加也给存储带来了巨大压力。8K 内窥镜摄像机的像素数量是传统 2K 设备的 16 倍,这意味着在相同时间内,它所产生的数据量是 2K 设备的 16 倍。在手术过程中,数据需要实时传输和存储,一旦出现延迟,就可能影响医生的判断和操作,进而对患者的生命安全造成威胁。从这个案例中我们可以清楚地认识到,8K 技术要实现大规模落地,必须突破存储这一关键瓶颈。尤其是在需要持续写入高码率数据的场景中,传统的通用存储架构已经无法满足需求。这些场景对存储设备的容量、带宽、读写速度以及耐久性都有着极高的要求,而传统存储设备在这些方面都存在明显不足。
深入分析传统存储设备无法满足 8K 需求的原因,主要有两个方面。一方面,8K 技术产生的数据量呈爆炸式增长。在 8K 分辨率下,单帧图像的像素数量约为 3300 万,未经压缩的情况下,每秒的数据量可达 1GB。即使采用先进的编码技术进行压缩,8K 视频的码率仍会保持在 400Mbps 以上。如果要录制 20 分钟未经压缩的 8K 视频,所需的存储容量高达 4TB。如此庞大的数据量,对存储设备的容量和带宽都是巨大的考验。
另一方面,8K 技术所需的高码率持续写入模式,对存储设备的寿命构成了严重威胁。目前市场上常见的 TLC SSD,在持续写入高码率数据时,性能会快速下降。当设备的缓存被填满后,TLC SSD 会进入直写模式,此时写入速度会大幅降低,无法满足 8K 视频的写入需求,导致视频掉帧。同时,持续的高负荷写入会使设备温度升高,触发保护机制,可能导致设备宕机。此外,高负荷写入还会加速闪存单元的磨损,缩短设备的使用寿命。当存储设备的容量接近满负荷时,缓存空间会进一步缩小,性能波动更加明显。这些问题使得传统 TLC SSD 无法适应 8K 全景录像等场景的需求。
我们可以将 8K 全景录像场景中的终端设备比作一台高速运转的机器,它需要以极高的速度将数据传输到存储设备中。例如,要支持 8K 60fps RAW 格式的视频录制,对存储设备的码流要求极高。而普通的 TLC SSD 由于依赖动态 SLC 缓存策略,在面对这种高负荷工作时,根本无法应对,很容易出现各种问题。
要满足 8K 60fps RAW 级持续录像的需求,存储设备必须具备出色的性能和耐久性。具体来说,存储设备的读写速度需要达到 5000MB/s 以上,总写入寿命要超过 40PB(40000TBW)。只有这样,才能确保在复杂的 8K 录像场景中,存储设备能够稳定运行。然而,目前的通用存储方案根本无法达到这些要求,无法为 8K 技术的发展提供有力支持。
江波龙创新 PTM 模式,打造 8K 存储定制方案
面对 8K 技术发展所面临的存储困境,众多存储厂商纷纷加大研发力度,寻求突破。在这一过程中,以 pSLC 模式为核心的定制化存储技术逐渐成为解决 8K 存储问题的关键。江波龙作为存储领域的领军企业,凭借其前瞻性的战略眼光和强大的技术研发能力,率先推出了基于 PTM 模式的定制化存储解决方案,为 8K 技术的落地应用提供了有力支持。
江波龙在推出解决方案之前,进行了大量的市场调研和技术验证工作。通过与科研机构、工业企业、影视制作公司等不同领域的客户深入沟通,江波龙充分了解了他们在 8K 应用场景下对存储设备的具体需求。这些客户普遍反映,在科研高速摄影、工业检测、高端影视创作等场景中,需要存储设备具备高性能、高稳定性和长寿命的特点。基于这些需求,江波龙确定了研发方向,致力于打造能够满足 8K 全景录像等场景需求的存储解决方案。
江波龙的 PTM 模式是一种创新的存储产品技术制造模式,它与传统的通用存储产品生产模式有着本质的区别。在 PTM 模式下,江波龙可以根据客户的具体需求,从硬件形态到固件算法进行全方位的定制。例如,根据客户设备的机身空间大小,设计合适的存储设备尺寸;根据客户设备的接口规格,匹配相应的接口类型;根据客户的固件逻辑需求,开发定制化的固件程序;同时,还可以根据客户的测试流程标准,对存储设备进行严格的测试,确保设备能够满足客户的实际应用需求。这种定制化模式使得存储设备能够与客户的终端设备和应用场景完美契合,实现 “装机即用”,大大提高了设备的使用效率和稳定性。
在针对 8K 全景录像场景的 SSD 研发中,江波龙充分发挥 PTM 模式的优势,推出了一套高性能的定制化存储解决方案。该方案的核心是采用全容量 pSLC 模式,通过这一技术创新,实现了存储性能的大幅提升。
在性能方面,该方案下的 SSD 顺序读写速度能够稳定达到 5000MB/s 以上,并且在整个磁盘范围内都能保持这一高速读写能力。无论录制时间长短,数据量大小,存储设备都能持续高速地写入数据,有效避免了视频掉帧和卡顿现象的发生,确保了 8K 视频的录制质量。
在使用寿命方面,该 SSD 的总写入量(TBW)达到了 42000TB,这一数值远远超过了普通 TLC SSD。普通 TLC SSD 的总写入量通常在几千 TB 以内,而江波龙的定制化 SSD 的总写入量是普通 TLC SSD 的数倍甚至数十倍。这意味着,在高强度的 8K 视频录制场景中,江波龙的定制化 SSD 能够拥有更长的使用寿命,大大降低了客户的设备更换成本。
在能耗和散热方面,江波龙对 SLC 写入机制进行了优化,有效降低了存储设备的功耗。同时,优化的散热设计使得设备在高负荷运行时能够保持较低的温度,避免了因过热而导致的设备性能下降或宕机问题。这使得存储设备能够长时间稳定运行,满足 8K 全景录像等场景对设备连续工作时间的要求。
江波龙的这套定制化存储解决方案,不仅满足了客户在 8K 全景录像场景下的基本需求,还为客户带来了超出预期的使用体验。在实际应用中,江波龙与客户合作开发的高速相机,具备 400 万像素和 7000fps 的最高帧率,能够通过 10GbE 接口输出 8-bit 到 12-bit 的 RAW 信号。在 8K 全景拼接场景中,该相机需要外接高速大容量 SSD 进行持续录影,江波龙的定制化 SSD 完美满足了这一需求,确保了高速相机能够稳定、高效地工作。此外,该解决方案还被广泛应用于科研级高速摄影、工业检测、影视特效制作等领域,为这些领域的技术发展提供了有力的存储支持。
江波龙的 PTM 模式还具备灵活可扩展的特点,这使得其存储解决方案能够适应未来 8K 技术的发展需求。随着技术的不断进步,未来 8K 技术可能会向更高分辨率、更高帧率、更长录制时间的方向发展,这将对存储设备提出更高的要求。而江波龙基于 PTM 模式研发的存储技术和产品,能够快速响应这些新需求,通过技术迭代和方案优化,推出满足新一代 8K 技术需求的定制化存储产品。这种灵活可扩展的能力,使得江波龙在 8K 存储领域始终保持领先地位,为超高清影像技术的持续发展提供了可靠保障。
8K 技术的发展不仅仅是视觉层面的革命,更是对整个技术生态的重塑。存储技术作为 8K 技术生态中的关键环节,其发展水平直接决定了 8K 技术在各行业的应用深度和广度。江波龙通过创新的 PTM 模式和定制化存储解决方案,打破了当前 8K 技术发展所面临的存储瓶颈,为 8K 技术在医疗、工业、安防、影视等领域的规模化应用奠定了坚实基础。
江波龙的探索和实践,不仅为解决当前 8K 存储问题提供了有效方案,更重要的是,它为未来超高清影像技术的发展指明了方向。通过定义超高清影像应用的存储标准,江波龙将推动整个超高清影像产业链的发展,为千行百业的数字化转型提供有力支持。在不久的将来,随着 8K 技术的不断普及和存储技术的持续进步,“所见即所得” 的极致视觉体验将成为常态,为人们的生活和工作带来更多便利和惊喜。
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