операций ввода-вывода в секунду
![]() |
Операции ввода-вывода в секунду ( IOPS , произносится « глазные операции» ) — это измерение производительности ввода-вывода, используемое для характеристики компьютерных устройств хранения данных, таких как жесткие диски (HDD), твердотельные накопители (SSD) и сети хранения данных (SAN). Как и тесты , показатели IOPS, публикуемые производителями устройств хранения данных, не имеют прямого отношения к реальной производительности приложений. [1] [2]
Фон
[ редактировать ]Чтобы осмысленно описать характеристики производительности любого устройства хранения, необходимо одновременно указать минимум три метрики: IOPS, время отклика и рабочую нагрузку (приложения). При отсутствии одновременных указаний времени отклика и рабочей нагрузки IOPS практически бессмысленен. В отдельности IOPS можно считать аналогом «оборотов в минуту» автомобильного двигателя, т.е. двигатель, способный вращаться со скоростью 10 000 об/мин при нейтральной передаче, не несет в себе ничего ценного, однако двигатель, способный развивать заданный крутящий момент и мощность при заданное количество оборотов в минуту полностью описывает возможности двигателя.
Конкретное количество операций ввода-вывода в секунду, возможное в любой конфигурации системы, будет сильно различаться в зависимости от переменных, которые тестер вводит в программу, включая баланс операций чтения и записи, сочетание шаблонов последовательного и произвольного доступа, количества рабочих потоков и очереди. глубину, а также размеры блоков данных. [1] Существуют и другие факторы, которые также могут повлиять на результаты IOPS, включая настройку системы, драйверы хранилища, фоновые операции ОС и т. д. Кроме того, при тестировании твердотельных накопителей, в частности, необходимо учитывать некоторые предварительные условия. [3]
ТТХ
[ редактировать ]
Наиболее распространенными измеряемыми характеристиками производительности являются последовательные и случайные операции. Последовательные операции осуществляют доступ к местоположениям на устройстве хранения данных непрерывным образом и обычно связаны с большими объемами передаваемых данных, например ≥ 128 КБ . Места доступа к произвольным операциям на устройстве хранения данных не являются смежными и обычно связаны с небольшими объемами передачи данных, например 4 КБ.
Наиболее распространенными эксплуатационными характеристиками являются следующие:
Измерение | Описание |
---|---|
Всего операций ввода-вывода в секунду | Общее количество операций ввода-вывода в секунду (при выполнении тестов чтения и записи) |
Произвольное чтение IOPS | Среднее количество операций произвольного чтения ввода-вывода в секунду |
Произвольная запись IOPS | Среднее количество операций ввода-вывода случайной записи в секунду |
Последовательное чтение IOPS | Среднее количество последовательных операций чтения ввода-вывода в секунду |
Последовательная запись IOPS | Среднее количество последовательных операций ввода-вывода записи в секунду |
случайного поиска устройства хранения Для жестких дисков и аналогичных электромеханических устройств хранения случайные значения IOPS в первую очередь зависят от времени , тогда как для твердотельных накопителей и аналогичных твердотельных устройств хранения случайные значения IOPS в первую очередь зависят от внутреннего контроллера устройства хранения и интерфейса памяти. скорости. На обоих типах устройств хранения последовательные значения IOPS (особенно при использовании большого размера блока) обычно указывают максимальную устойчивую пропускную способность, которую может обрабатывать устройство хранения. [1] Часто последовательные операции ввода-вывода в секунду выражаются в виде простого числа в мегабайтах в секунду следующим образом:
(затем конвертируется в МБ/с )
Производительность некоторых жестких дисков/твердотельных накопителей улучшится по мере увеличения количества ожидающих операций ввода-вывода (т. е. глубины очереди). Обычно это является результатом более сложной логики контроллера на диске, выполняющей постановку команд в очередь и переупорядочение, обычно называемое либо тегированной очередью команд (TCQ), либо собственной очередью команд (NCQ). Многие потребительские жесткие диски SATA либо не могут этого сделать, либо их реализация настолько плоха, что никакого выигрыша в производительности не видно. [ нужна ссылка ] Жесткие диски SATA корпоративного класса, такие как Western Digital Raptor и Seagate Barracuda NL, улучшатся почти на 100% при наличии больших очередей. [4] Высокопроизводительные диски SCSI , чаще встречающиеся в серверах, обычно демонстрируют гораздо больший прогресс: Seagate Savvio превышает 400 операций ввода-вывода в секунду, что более чем вдвое увеличивает его производительность. [ нужна ссылка ]
В то время как традиционные жесткие диски имеют примерно одинаковое количество операций ввода-вывода в секунду для операций чтения и записи, многие твердотельные накопители и USB-накопители на основе флэш-памяти NAND записывают гораздо медленнее, чем чтение, из-за невозможности перезаписи непосредственно в ранее записанное место, что приводит к необходимости процедуры, называемой сборкой мусора . [5] [6] [7] Это привело к тому, что сайты тестирования оборудования начали предоставлять результаты независимых измерений при тестировании производительности IOPS.
Флэш-твердотельные накопители, такие как Intel X25-E (выпущенный в 2010 г.), имеют гораздо более высокий показатель IOPS, чем традиционные жесткие диски. В тесте, проведенном Xssist с использованием Iometer , случайной передачей 4 КБ, соотношением чтения/записи 70/30, глубиной очереди 4, количество операций ввода-вывода в секунду, обеспечиваемое Intel X25-E 64 ГБ G1, начиналось примерно с 10 000 операций ввода-вывода в секунду и резко снижалось через 8 минут. до 4000 IOPS и продолжал постепенно снижаться в течение следующих 42 минут. Число операций ввода-вывода в секунду варьируется от 3000 до 4000 примерно в течение 50 минут и далее, в течение остальных 8+ часов выполнения теста. [8] Даже несмотря на падение случайного количества операций ввода-вывода в секунду после 50-й минуты, X25-E по-прежнему имеет гораздо более высокий показатель IOPS по сравнению с традиционными жесткими дисками. Некоторые твердотельные накопители, в том числе OCZ RevoDrive 3 x2 PCIe с контроллером SandForce , показали гораздо более высокую устойчивую производительность записи, которая более точно соответствует скорости чтения. [9] Например, типичная операционная система имеет много небольших файлов (например, DLL размером менее 128 КБ), поэтому SSD больше подходит для системного диска. [10]
Примеры
[ редактировать ]Механические жесткие диски
[ редактировать ]Размер блока, используемый при тестировании, существенно влияет на количество операций ввода-вывода в секунду, выполняемых данным диском. Ниже приведены некоторые типичные показатели производительности: [11]
Привод (Тип/об/мин) | операций ввода-вывода в секунду
(блок 4 КБ, случайный) |
операций ввода-вывода в секунду
(блок 64 КБ, случайный) |
МБ/с (блок 64 КБ, случайный) | операций ввода-вывода в секунду
(блок 512 КБ, случайный) |
МБ/с (блок 512 КБ, случайный) | МБ/с (большой блок, последовательный) |
---|---|---|---|---|---|---|
САС /15К | 188 - 203 | 175 - 192 | 11.2 – 12.3 | 115 – 135 | 58.9 – 68.9 | 91.5 – 126.3 |
ФК / 15К | 163 - 178 | 151 - 169 | 9.7 – 10.8 | 97 – 123 | 49.7 – 63.1 | 73.5 – 127.5 |
ФК / 10К | 142 - 151 | 130 – 143 | 8.3 – 9.2 | 80 – 104 | 40.9 – 53.1 | 58.1 – 107.2 |
САС /10К | 142 - 151 | 130 – 143 | 8.3 – 9.2 | 80 – 104 | 40.9 – 53.1 | 58.1 – 107.2 |
ЧАСОВ / 7200 | 73 - 79 | 69 - 76 | 4.4 – 4.9 | 47 – 63 | 24.3 – 32.1 | 43.4 – 97.8 |
ЧАСОВ / 5400 | 57 | 55 | 3.5 | 44 | 22.6 |
Твердотельные устройства
[ редактировать ]![]() |
Устройство | Тип | операций ввода-вывода в секунду | Интерфейс | Примечания |
---|---|---|---|---|
Intel X25-M G2 ( MLC ) | твердотельный накопитель | ~8600 операций ввода-вывода в секунду [12] | SATA 3 Гбит/с | Технический паспорт Intel [13] заявлено 6600/8600 операций ввода-вывода в секунду (версия на 80 ГБ/160 ГБ) и 35 000 операций ввода-вывода в секунду для случайной записи и чтения 4 КБ соответственно. |
Intel X25-E (СЛК) | твердотельный накопитель | ~5000 операций ввода-вывода в секунду [14] | SATA 3 Гбит/с | Технический паспорт Intel [15] заявлено 3300 IOPS и 35 000 IOPS для записи и чтения соответственно. Для микса измерено 5000 IOPS. Intel X25-E G1 имеет примерно в 3 раза больше операций ввода-вывода в секунду по сравнению с Intel X25-M G2. [16] |
G.Skill Феникс Про | твердотельный накопитель | ~20 000 операций ввода-вывода в секунду [17] | SATA 3 Гбит/с | SSD-накопители на базе SandForce -1200 с улучшенной прошивкой заявляют о производительности до 50 000 операций ввода-вывода в секунду, но тесты показывают для этого конкретного диска ~25 000 операций ввода-вывода в секунду для произвольного чтения и ~15 000 операций ввода-вывода в секунду для произвольной записи. [17] |
Твердотельный накопитель Samsung 850 PRO | твердотельный накопитель | До [ нейтралитет оспаривается ] 100 000 операций ввода-вывода в секунду при чтении До [ нейтралитет оспаривается ] 90 000 операций ввода-вывода в секунду при записи [18] [ нужен неосновной источник ] |
SATA 6 Гбит/с | Выровненный произвольный ввод-вывод 4 КБ на QD32 10 000 операций ввода-вывода в секунду при чтении, 36 000 операций ввода-вывода в секунду при записи на QD1 Последовательное чтение 550 МБ/с, последовательная запись 520 МБ/с на моделях емкостью 256 ГБ и более Последовательное чтение 550 МБ/с, последовательная запись 470 МБ/с для модели емкостью 128 ГБ [18] |
ВИРИДЕНТ Системс ТАЧИОН | твердотельный накопитель | До [ нейтралитет оспаривается ] 320 000 операций ввода-вывода в секунду для чтения при использовании блоков по 4 КБ и до 200 000 операций ввода-вывода в секунду при записи при использовании блоков по 4 КБ. [19] | PCIe | |
OCZ RevoDrive 3 X2 | твердотельный накопитель | До [ нейтралитет оспаривается ] 200 000 произвольных записей, 4 тыс. операций ввода-вывода в секунду [20] | PCIe | |
DDRdrive X1 | твердотельный накопитель | До [ нейтралитет оспаривается ] 300 000+ (512 бит операций ввода-вывода в секунду при случайном чтении) и 200 000+ (512 бит операций ввода-вывода в секунду при произвольной записи) [21] [22] [23] [ нужен неосновной источник ] [24] | PCIe | |
Твердотельный накопитель Samsung 960 EVO | твердотельный накопитель | До [ нейтралитет оспаривается ] 380 000 операций ввода-вывода в секунду при чтении До [ нейтралитет оспаривается ] 360 000 операций ввода-вывода в секунду при записи [25] [ нужен неосновной источник ] |
NVMe через PCIe 3.0 x4, M.2 | 4 КБ выровненного произвольного ввода-вывода с четырьмя рабочими процессами на QD4 (фактически QD16), [26] Модель 1 ТБ 14 000 операций ввода-вывода в секунду при чтении, 50 000 операций ввода-вывода в секунду при записи на QD1 330 000 операций ввода-вывода в секунду при чтении, 330 000 операций ввода-вывода в секунду при записи на модели емкостью 500 ГБ 300 000 операций ввода-вывода в секунду при чтении, 330 000 операций ввода-вывода в секунду при записи на модели 250 ГБ До [ нейтралитет оспаривается ] Последовательное чтение 3,2 ГБ/с, последовательная запись 1,9 ГБ/с [25] |
Твердотельный накопитель Samsung 960 PRO | твердотельный накопитель | До [ нейтралитет оспаривается ] 440 000 операций ввода-вывода в секунду при чтении До [ нейтралитет оспаривается ] 360 000 операций ввода-вывода в секунду при записи [25] [ нужен неосновной источник ] |
NVMe через PCIe 3.0 x4, M.2 | 4 КБ выровненного случайного ввода-вывода с четырьмя рабочими процессами на QD4 (фактически QD16), [26] Модели емкостью 1 ТБ и 2 ТБ 14 000 операций ввода-вывода в секунду при чтении, 50 000 операций ввода-вывода в секунду при записи на QD1 330 000 операций ввода-вывода в секунду при чтении, 330 000 операций ввода-вывода в секунду при записи на модели 512 ГБ До [ нейтралитет оспаривается ] Последовательное чтение 3,5 ГБ/с, последовательная запись 2,1 ГБ/с [25] |
Каминария К2 | твердотельный накопитель | До [ нейтралитет оспаривается ] 2 000 000 операций ввода-вывода в секунду. [27] 1 200 000 операций ввода-вывода в секунду в тесте SPC-1, моделирующем бизнес-приложения. [28] [29] |
ФК | MLC-вспышка |
NetApp Кластер FAS6240 | Флэш/Диск | 1 261 145 операций ввода-вывода в секунду SPECsfs2008 nfsv3 с использованием 1 440 дисков емкостью 15 КБ на 60 полках с многоуровневым виртуальным хранилищем. [30] [ ненадежный источник? ] | NFS, SMB, FC, FCoE, iSCSI | SPECsfs2008 — это последняя версия набора тестов Standard Performance Evaluation Corporation, измеряющего пропускную способность файлового сервера и время отклика, предоставляющая стандартизированный метод сравнения производительности на платформах разных поставщиков. |
ЭМС DSSD D5 | Вспышка | До [ нейтралитет оспаривается ] 10 миллионов операций ввода-вывода в секунду [31] [ нужен неосновной источник ] | PCIe «из коробки», до 48 клиентов с высокой доступностью . | Устройство PCIe Rack Scale Flash. Продукт снят с производства. [32] |
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Лоу, Скотт (12 февраля 2010 г.). «Рассчитать IOPS в массиве хранения» . techrepublic.com . Проверено 3 июля 2011 г.
- ^ «Освоение IOPS v1.3» . 3 августа 2012 г. Проверено 15 августа 2013 г.
- ^ Смит, Кент (11 августа 2009 г.). «Сравнительный анализ твердотельных накопителей: дьявол кроется в деталях подготовки» (PDF) . SandForce.com . Проверено 5 мая 2015 г.
- ^ «SATA на предприятии — обзор дисков емкостью 500 ГБ | StorageReview.com — Обзоры систем хранения данных» . StorageReview.com. 13 июля 2006 г. Архивировано из оригинала 5 мая 2013 г. Проверено 13 мая 2013 г.
- ^ Сяо-юй Ху; Элефтериу, Евангелос; Хаас, Роберт; Илиадис, Илиас; Плетка, Роман (2009). «Написание анализа усиления на твердотельных накопителях на базе флэш-памяти». ИБМ . CiteSeerX 10.1.1.154.8668 .
{{cite journal}}
: Для цитирования журнала требуется|journal=
( помощь ) - ^ «Твердотельные накопители — усиление записи, TRIM и GC» (PDF) . Технология OCZ. Архивировано из оригинала (PDF) 26 мая 2012 г. Проверено 31 мая 2010 г.
- ^ «Твердотельные накопители Intel» . Интел . Проверено 31 мая 2010 г.
- ^ «Intel X25-E 64 ГБ G1, 4 КБ, произвольные операции ввода-вывода в секунду, тест iometer» . 27 марта 2010 г. Проверено 1 апреля 2010 г.
- ^ «Обзор SSD-накопителя OCZ RevoDrive 3 x2 PCIe — 1,5 ГБ чтения/1,25 ГБ записи/200 000 операций ввода-вывода в секунду всего за 699 долларов» . 28 июня 2011 г. Проверено 30 июня 2011 г.
- ^ «SSD или HDD: что вам нужно?» . SSD или HDD: что вам нужно? . Проверено 24 июня 2024 г.
- ^ «Калькулятор производительности RAID — WintelGuy.com» . wintelguy.com . Проверено 1 апреля 2019 г.
- ^ Шмид, Патрик; Роос, Ахим (8 сентября 2008 г.). «Обзор твердотельного накопителя Intel X25-M» . Проверено 2 августа 2011 г.
- ^ «Твердотельный накопитель Intel X18-M/X25-M SATA — линейка продуктов 34 нм» (PDF) . Интел . Январь 2010 г. Архивировано из оригинала (PDF) 12 августа 2010 г. Проверено 20 июля 2010 г.
- ^ Шмид, Патрик; Роос, Ахим (27 февраля 2009 г.). «Твердотельный накопитель Intel X25-E обошёл конкурентов: они сделали это снова: X25-E для серверов набирает популярность» . TomsHardware.com . Проверено 13 мая 2013 г.
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 6 февраля 2009 г. Проверено 18 марта 2009 г.
{{cite web}}
: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ «Intel X25-E G1 против Intel X25-M G2, случайные операции ввода-вывода в секунду 4 КБ, iometer» . Май 2010 года . Проверено 19 мая 2010 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Тест G.Skill Phoenix Pro 120 ГБ — твердотельный накопитель SandForce SF-1200 с 50 000 операций ввода-вывода в секунду — время доступа к HD Tune IOPS (диаграмма) (5/12)» . Tweakpc.de . Проверено 13 мая 2013 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Технические характеристики Samsung SSD 850 PRO» . Самсунг Электроникс . Проверено 7 июня 2017 г.
- ^ «Мгновенно мигает твердотельный накопитель Virident tachIONn» . theregister.co.uk .
- ^ «Обзор OCZ RevoDrive 3 X2 480 ГБ | StorageReview.com — Обзоры систем хранения данных» . StorageReview.com. 28 июня 2011 г. Проверено 13 мая 2013 г.
- ^ http://www.ddrdrive.com/ddrdrive_press.pdf [ только URL-адрес PDF ]
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 20 мая 2009 г. Проверено 22 мая 2009 г.
{{cite web}}
: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 20 мая 2009 г. Проверено 22 мая 2009 г.
{{cite web}}
: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ Аллин Мальвентано (4 мая 2009 г.). «DDRdrive берется за дело — твердотельный накопитель на базе оперативной памяти PCI-E | Перспектива ПК» . PCper.com. Архивировано из оригинала 14 июля 2013 г. Проверено 13 мая 2013 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Самсунг Электроникс . «NVMe SSD 960 PRO/EVO» . Проверено 7 июня 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б Рэмсиер, Крис (18 октября 2016 г.). «Обзор твердотельного накопителя Samsung 960 Pro» . Аппаратное обеспечение Тома . Проверено 9 июня 2017 г.
Samsung тестирует продукты NVMe с четырьмя рабочими на QD4
- ^ Лайл Смит. «Kaminario может похвастаться производительностью более 2 миллионов операций ввода-вывода в секунду и пропускной способностью 20 ГБ/с на одной флэш-системе хранения данных K2» . Архивировано из оригинала 22 апреля 2016 г. Проверено 19 декабря 2015 г.
- ^ Меллор, Крис (30 июля 2012 г.). «Крис Меллор, The Register, 30 июля 2012 г.: «Более миллиона операций ввода-вывода в секунду: Каминарио разбивает IBM в уничтожении DRAM» » . Thereregister.co.uk . Проверено 14 ноября 2013 г.
- ^ Совет по производительности хранилища. «Совет по производительности хранилища: активные результаты SPC-1» . Storage Performance.org . Архивировано из оригинала 25 сентября 2014 г. Проверено 25 сентября 2012 г.
- ^ «СпецСФС2008» . Проверено 7 февраля 2014 г.
- ^ «Устройство флэш-памяти стоечного масштаба — DSSD D5 EMC» . ЭМС . Проверено 23 марта 2016 г.
- ^ "Dell отключает автономный DSSD D5, раскидывает остатки на другое оборудование" . Регистр .