Servidores de video: Del RAM a los discos digitales

Es difícil evitar escuchar los comentarios que han estado circulando sobre los servidores. La verdad es que el concepto del servidor ha existido desde los comienzos del almacenamiento de video. Las cosas que han cambiado son la velocidad con la que podemos accesar la información y el formato de la señal que está siendo almacenada.

Veamos lo que hace en realidad un servidor de video:

- Archiva material de audio y video para reproducción.

- Accesa el material para su uso de forma aleatoria e instantánea.

- Reproduce el material en su forma original.

Si uno se detiene a pensar, cualquier estudio que tenga una videoteca y el equipo para reproducir las cintas calificaría como un servidor de video. Cajas automatizadas de video que utilizan robots para intercambiar los casetes o discos existen desde hace décadas. La primera versión comercial de la caja de automatización de video era una vieja Ampex ACR-25 de la década del setenta, un sistema de cartuchos de cuatro cintas que podía ser programada para servir todos los comerciales que la estación de televisión necesita. Los más recientes sistemas de manejo de videotecas han usado una cinta para comerciales de formato pequeño como medio de archivo.

Los sistemas más antiguos tienen retrasos de hasta varios segundos entre el tiempo en que se pide un programa hasta que está disponible para reproducción. Los servidores de video de hoy han reducido el tiempo de acceso aleatorio a una fracción de segundo. Estos sistemas son basados en computador, y consisten en procesadores, discos duros y equipo auxiliar usados para archivar y recuperar programación de video, y el software y firmware que controla el hardware (o los equipos) y compila información demográfica y de listados.

Los términos video-en-demanda (video-on-demand) y casi-video-en-demanda (near-video-on-demand) da una idea de cuán rápido los servidores actuales pueden tener disponible la programación. En esencia, video-en-demanda se refiere a un sistema que puede accesar material de programas sin ningún retraso perceptible entre el momento de pedirlo hasta la disponibilidad para reproducción. Casi-video-en-demanda significa que se tomará unos cuantos segundos para encontrar y presentar el material requerido.

El costo de almacenamiento y procesamiento de señales de audio y video es un gran factor para determinar la configuración del sistema de servidor de video. Los servidores para aplicaciones de video-en-demanda utilizan memoria estilo computador y tecnología de archivo de disco duro para lograr sus muy rápidos tiempos de acceso. Los servidores para sistemas de casi-video-en-demanda, por otro lado, frecuentemente utilizan sistemas de disco o cintas convencionales de televisión, con optimización computarizada de operación robótica aleatoria. Algunos sistemas archivan versiones digitalizadas de las señales de video y audio; otros archivan versiones análogas.

La memoria de acceso aleatorio (RAM) ha sido usada por mucho tiempo en el mundo de la señal de video digitalizada. Sistemas con correctores basados en tiempo, archivos de cuadros y campos y sistemas digitales de efectos de video, por ejemplo, utilizan RAM para archivar una señal de video hasta que se necesite. La señal se queda en estos aparatos por muy poco tiempo —usualmente por décimas de milisegundos— porque nueva información es escrita sobre la vieja información.

Los chips de RAM también pueden ser usados para archivar programas de video digitalizados por largo tiempo, pero esto requiere un acercamiento diferente: en lugar de reutilizar la misma locación de memoria, como sucede en el archivo temporal RAM, la información en cada locación de memoria permanece constante hasta que el programa no se necesite más.

Los servidores que utilizan chips RAM de alta tecnología proveen la más rápida recuperación de señales archivadas, con tiempos de acceso medidos en décimas de nanosegundos (1 ns = 0.000000001 sg). Aunque los chips RAM han estado bajando de precio en los últimos 10 años, todavía son el método más costoso de almacenamiento y el tamaño de los archivos digitalizados de video hacen de los servidores con memoria de alta tecnología una proposición muy costosa.

La mayoría de los sistemas de servidores de video almacenan programas de video digitalizado en discos duros estilo computador, que son discos rotatorios de material magnético encima del cual se mueve una serie de cabezas magnéticas. Los discos duros diseñados para competir con la demanda de salida de información de señales de video digitalizadas cuestan considerablemente menos que RAM de alta tecnología. También son más lentos, usualmente recuperando información en aproximadamente 10 milisegundos (10 ms = 0.001 sg). Esto, sin embargo, es aceptable para muchas aplicaciones.

En algunos sistemas, un grupo de discos duros se conecta al tiempo para incrementar la cantidad de información que puede ser sacada del servidor o para mejorar la confiabilidad del flujo de información. En una agrupación redundante de discos de bajo costo (RAID), la información es bombeada de uno o más discos a un mismo circuito, que ayuda a reponer la relativa lenta respuesta de un disco duro trabajando solo. A menudo, los sistemas RAID no usan todos los discos duros al mismo tiempo, lo que permite al disco restante servir como un sistema de respaldo.

No todos los discos duros son iguales. Para aplicaciones de audio y video se han desarrollado discos especiales que pueden proveer continua salida de información de audio y video requerido. Los drives normales interrumpen su salida para compensar las fluctuaciones en temperatura que puedan ocurrir mientras el disco duro está en uso; AV drives y sus sistemas de control posponen la recalibración térmica hasta que el proceso de entrega continua de información se suspenda.

Aún mas caros que los chips RAM y los discos duros son los discos de video. Para los servidores diseñados para manejar información análoga no comprimida en aplicaciones donde un par de segundos de retraso entre el pedido del programa y el tiempo que es reproducido no son críticos, los discos de video son un medio de almacenamiento atractivo. En servidores construidos alrededor de un único disco, el tiempo de acceso puede ser minimizado usando múltiples lectores láser en una máquina reproductora. Los servidores que deben archivar varios programas usan diversas máquinas reproductoras, al igual que un sistema robótico que archiva y recupera de un grupo de discos. La introducción de elementos robóticos incrementa el tiempo de acceso, pero ningún disco está a más de unos segundos de distancia.

Un nuevo formato, el DVD, salió al mercado en 1996 y es un buen candidato para ser usado en aplicaciones de casi-video-en-demanda. Un DVD de tamaño estándar puede archivar hasta 17 gigabytes de información, el espacio suficiente para programas teatrales.

La cinta de video ha sido el medio de archivo para muchas aplicaciones. No es tan asombroso como lo último en sistemas de computación de archivo pero no resultan tan costosas y son muy confiables y se reproducen en máquinas, las cuales son conocidas por casi todo técnico.

Existen ahora dos grandes mercados para los servidores de video: compañías profesionales de producción y pos-producción y compañías que ofrecen servicio de pague-por-ver y video-en-demanda. Basándose en estos mercados, los productores de los servidores de video han encontrado que deben tener en cuenta dos escuelas distintas en cuanto a calidad de audio y video se refiere. Así que con estas posibilidades disponibles en el mercado es mejor saber hacia dónde se dirige para saber qué tipo de servidor se acomoda a nuestras necesidades y presupuesto.