IOPS

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 5. juni 2022; checks kræver 4 redigeringer .

IOPS ( forkortelse fra engelsk  input/output operationer per second  "antal input/output operations per second "; udtales som [ay-ops]) - antallet af input/output operationer udført af lagersystemet på et sekund . En af de parametre, der bruges til at sammenligne lagersystemer ( harddiske (HDD), solid state-drev (SSD), netværkslager SAN , NAS ) og evaluere deres ydeevne.

Det er i praksis ikke garanteret at opnå de IOPS-værdier, der er angivet i dokumentationen af ​​udstyrsproducenterne [1] [2] , selvom du forsøger at reproducere testmiljøet og bruge den samme software til at måle IOPS .

IOPS målesoftware :

• " Iometer " (udviklet af " Intel ") [3] ;
• " IOzone "  (engelsk) ;
• " FIO "  (engelsk) [4] ;
• " CrystalDiskMark " [5] .

Hvis du ændrer enhedsindstillingerne flere gange og måler IOPS hver gang, kan du bestemme de indstillinger, ved hvilke enheden opnår maksimal ydeevne.

IOPS-værdien afhænger af mange parametre:

• enhedsdesign og indstillinger;
• enheds- og enhedsdriverindstillinger ;
• enheds- og filsystemdriverindstillinger ;
• enheds- og operativsystemindstillinger ;
• betingelser for at lancere et program, der udfører præstationstest (benchmark):
  • forholdet mellem antallet af læseoperationer og antallet af skriveoperationer;
  • blokstørrelser til læsning og skrivning for sekventiel og tilfældig adgang;
  • antal tråde , der udfører læsning og skrivning;
  • størrelser af køer og buffere ;
  • tilstedeværelsen af ​​fragmentering i filsystemet ;
  • tilstedeværelsen af ​​programmer, der kører i baggrunden ;
  • og osv.

Før testen påbegyndes , er det nødvendigt at gøre dig bekendt med producentens anbefalinger for dens korrekte opførsel [6] .

Ydeevnekarakteristika

Under testen udføres følgende operationer:

• læse data fra blokke placeret på mediet sekventielt (lineært);
• skrivning af data til blokke placeret på bæreren sekventielt (lineært);
• læse data fra blokke, hvis position på mediet er valgt tilfældigt (vilkårligt);
• skrivning af data i blokke, hvis position på bæreren er valgt tilfældigt (vilkårligt).

Dette tæller antallet af operationer, som enheden kan udføre på et sekund.

Når der tilgås data sekventielt, vælges blokstørrelsen normalt stor (f.eks. 128 KiB ). Med tilfældig adgang til data vælges blokstørrelsen normalt til at være lille (for eksempel 4 KiB ).

Parameter	Beskrivelse
Samlet IOPS	Samlet IOPS (både læse og skrive)
Tilfældig læst IOPS	Gennemsnitlige tilfældige læsninger pr. sekund
Tilfældig skrivning IOPS	Gennemsnitlige tilfældige skrivninger i sekundet
Sekventiel læst IOPS	Gennemsnitlige lineære aflæsninger pr. sekund
Seriel skrive IOPS	Gennemsnitlige lineære skrivninger per sekund

IOPS-værdien afhænger af enhedens design. For harddiske og andre elektromekaniske enheder afhænger IOPS primært af hastigheden af ​​den mekaniske del af enheden (på hovedpositioneringstiden  ) ved adgang til data placeret i tilfældige blokke . For SSD'er og SSD-lignende enheder afhænger IOPS hovedsageligt af firmwarealgoritmerne ( udført af mikrocontrolleren ) og hastigheden af ​​hukommelsesgrænsefladen. På begge typer enheder er antallet af IOPS for sekventiel dataadgang (med en stor blokstørrelse) maksimalt [1] .

Ved at kende IOPS og blokstørrelsen kan vi beregne operationshastigheden:

bytes_per_second = IOPS * blokstørrelse_i_bytes .

Hastighed måles normalt i MB / s . Divider med 1.048.576 for at konvertere fra Bytes / s til M Bytes / s .

Ydeevnen på nogle harddiske kan forbedres, hvis:

• øge størrelsen af ​​den kø , som læse- og skriveanmodninger falder ind i. Diskcontrolleren håndterer køen;
• tvinge diskcontrolleren til at omarrangere elementerne i køen, for eksempel TCQ ( eng.  tagged command queuing ) eller NCQ ( eng.  native command queuing ).

For harddiske er IOPS for skrivning og IOPS for læsning omtrent det samme. De fleste NAND flash SSD'er har skrive IOPS meget mindre end læse IOPS. Dette skyldes, at hvis du forsøger at skrive til den samme blok igen, udløses skraldindsamling og skriver til en mindre brugt blok for at øge medielivet [7] [8] [9] .

IOPS af moderne SSD'er med flash-hukommelse er meget højere end IOPS af harddiske . Xssist testede en af ​​disse SSD'er  - Intel X25-E 64 GB G1 med følgende betingelser:

• program: Iometer ;
• blokstørrelse: 4 KB ;
• adgangstilstand: vilkårlig;
• forholdet mellem antallet af læseoperationer og antallet af skriveoperationer ( engelsk  læse / skriveforhold ): 70/30;
• køstørrelse ( engelsk  kødybde ): 4;
• testvarighed: mere end 8 timer .

Testresultater [10] :

• de første 8 minutter forblev IOPS-værdien på niveauet 10.000 IOPS ;
• i løbet af de næste 42 minutter faldt IOPS-værdien kraftigt til 4000 IOPS og begyndte gradvist at falde;
• i løbet af de næste 50 minutter og indtil slutningen af ​​testen ændrede IOPS-værdien sig fra 3000 IOPS til 4000 IOPS .

Selv efter et kraftigt fald i ydeevnen (ca. 50 minutter efter starten af ​​testen) var IOPS-værdien meget højere end IOPS på harddisken .

Eksempler

Omtrentlige IOPS-værdier (random access) for harddiske [11] [12] .

enhed	type	IOPS	interface
7'200 rpm SATA - drev	HDD	~75-100 IOPS	SATA 3Gb  /s
10.000 rpm SATA-drev	HDD	~125-150 IOPS	SATA 3Gb/s
10.000 rpm SAS - drev	HDD	~140 IOPS	SAS
15.000 rpm SAS-drev	HDD	~175-210 IOPS	SAS

Omtrentlig IOPS for SSD'er (ideelle forhold; korte ekspeditionstider). Hastigheden kan falde flere gange ved gentagne gentagelser af skriveoperationer til tilfældige blokke.

enhed	type	IOPS	interface
Intel X25-M G2 MLC	SSD	~8'600 IOPS	SATA 3Gb/s
OCZ Vertex 3	SSD	~60.000 IOPS (tilfældig 4K-optagelse)	SATA 6 Gb/s
OCZ Vertex 3 MAX IOPS	SSD	~75.000 IOPS (tilfældig 4K-optagelse)	SATA 6 Gb/s
OCZ Vertex 4	SSD	~120.000 IOPS (tilfældig 4K-optagelse)	SATA 6 Gb/s
OCZ RevoDrive 3 X2	SSD	~200.000 IOPS (tilfældig 4K-optagelse)	PCIe
OCZ Z-Drive R4 CloudServ	SSD	~500.000 IOPS	PCIe
Intel Optane SSD 905P	SSD	~555.000 IOPS	PCIe
Everspin [da] nvNITROTM ES1GB-N03	Opbevaringsaccelerator _	~1'460'000 IOPS	PCIe

Se også

• MIPS (Millioner af instruktioner udført pr. sekund).
•  Ydelse pr. watt .

Noter

1. ↑ 1 2 Lowe, Scott Beregn IOPS i et lagerarray . techrepublic.com (12. februar 2010). Hentet 3. juli 2011. Arkiveret fra originalen 29. juni 2011. (ubestemt)
2. ↑ Få styr på IOPS v1.3 (3. august 2012). Hentet 15. august 2013. Arkiveret fra originalen 9. august 2013. (ubestemt)
3. ↑ iometer.org Arkiveret 30. december 2011 på Wayback Machine  - den officielle hjemmeside for Iometer-projektet.
4. ↑ Axboe, Jens Flexible IO Tester . Hentet 4. juni 2010. Arkiveret fra originalen 12. maj 2010.  (ubestemt) (kildekoden er tilgængelig på http://git.kernel.dk/ Arkiveret 2. november 2008 på Wayback Machine ).
5. ↑ crystalmark.info Arkiveret 7. januar 2012 på Wayback Machine  - stedet for "CrystalDiskMark"-projektet.
6. ↑ Smith, Kent Benchmarking SSD'er: The Devil is in the Preconditioning Details . SandForce.com (11. august 2009). Hentet 5. maj 2015. Arkiveret fra originalen 29. juni 2015. (ubestemt)
7. ↑ Hu, X.-Y. og E. Eleftheriou, R. Haas, I. Iliadis, R. Pletka. Skriv amplifikationsanalyse i Flash-baserede Solid State-drev (PDF)  (dødt link) . IBM (2009). Hentet 2. juni 2010. Arkiveret fra originalen 4. oktober 2013. (ubestemt)
8. ↑ SSD'er - Write Amplification, TRIM og GC (downlink) . OCZ teknologi. Hentet 31. maj 2010. Arkiveret fra originalen 26. maj 2012. (ubestemt) 
9. ↑ Intel Solid State-drev . Intel. Hentet 31. maj 2010. Arkiveret fra originalen 26. maj 2010. (ubestemt)
10. ↑ Intel X25-E 64GB G1, 4KB Random IOPS, iometer benchmark (27. marts 2010). Hentet 1. april 2010. Arkiveret fra originalen 3. maj 2010. (ubestemt)
11. ↑ logo-symantec-dark-source . Hentet 2. december 2017. Arkiveret fra originalen 7. november 2017. (ubestemt)
12. ↑ Nyheder, tips og råd til teknologiprofessionelle - TechRepublic . Hentet 2. december 2017. Arkiveret fra originalen 3. december 2017. (ubestemt)

Links

• Hvad er IOPS, og hvad viser det  - Artikel pc-hard.ru, 2011.
• Om ydeevne: IOPS vs. MB/s Arkiveret 22. januar 2012 på Wayback Machine - Artikel blog.aboutnetapp.ru  , 2007.