IOPS

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 5.6.2022 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 4 muokkausta .

IOPS ( lyhenne englannin  kielestä input/output operations sekunnissa  " sisääntulo-/lähtötoimintojen määrä sekunnissa "; lausutaan [ay-ops]) - tallennusjärjestelmän yhdessä sekunnissa suorittamien syöttö-/lähtötoimintojen määrä . Yksi parametreista, jolla verrataan tallennusjärjestelmiä ( kiintolevyt (HDD), puolijohdeasemat (SSD), verkkotallennus SAN , NAS ) ja arvioida niiden suorituskykyä.

Käytännössä ei taata laitevalmistajien dokumentaatiossa [1] [2] määrittämien IOPS-arvojen saavuttamista , vaikka yrittäisit toistaa testiympäristöä ja käyttää samaa ohjelmistoa IOPS:n mittaamiseen .

IOPS-mittausohjelmisto :

• " Iometer " (kehittäjä " Intel ") [3] ;
• " IOzone "  (englanti) ;
• " FIO "  (englanniksi) [4] ;
• " CrystalDiskMark " [5] .

Jos muutat laitteen asetuksia useita kertoja ja mittaat IOPS:n joka kerta, voit määrittää asetukset, joilla laite saavuttaa parhaan mahdollisen suorituskyvyn.

IOPS-arvo riippuu monista parametreista:

• laitteen suunnittelu ja asetukset;
• laite ja laiteohjainasetukset ;
• laite- ja tiedostojärjestelmäohjainasetukset ;
• laite- ja käyttöjärjestelmäasetukset ;
• ehdot suorituskykytestauksen (vertailu) suorittavan ohjelman käynnistämiselle :
  • lukutoimintojen lukumäärän suhde kirjoitusoperaatioiden määrään;
  • lohkokoot lukemista ja kirjoittamista varten peräkkäistä ja satunnaiskäyttöä varten;
  • luku- ja kirjoitussäikeiden lukumäärä;
  • jonojen ja puskurien koot ;
  • pirstoutumisen esiintyminen tiedostojärjestelmässä ;
  • taustalla käynnissä olevien sovellusten läsnäolo ;
  • jne.

Ennen testin aloittamista on syytä tutustua valmistajan suosituksiin sen asianmukaisesta suorittamisesta [6] .

Suorituskykyominaisuudet

Testin aikana suoritetaan seuraavat toiminnot:

• datan lukeminen tietovälineellä sijaitsevista lohkoista peräkkäin (lineaarisesti);
• kirjoitetaan dataa kantoaaltoalueella sijaitseviin lohkoihin peräkkäin (lineaarisesti);
• lukee dataa lohkoista, joiden sijainti medialla valitaan satunnaisesti (mielivaltaisesti);
• tietojen kirjoittaminen lohkoihin, joiden sijainti kantoaallolla valitaan satunnaisesti (mielivaltaisesti).

Tämä laskee toimintojen määrän, jotka laite voi suorittaa yhdessä sekunnissa.

Käytettäessä tietoja peräkkäin, lohkon koko valitaan yleensä suureksi (esimerkiksi 128 KiB ). Satunnaiskäyttöä käytettäessä lohkon koko valitaan yleensä pieneksi (esimerkiksi 4 KiB ).

Parametri	Kuvaus
IOPS yhteensä	IOPS yhteensä (sekä luku että kirjoitus)
Satunnaisluku IOPS	Keskimääräinen satunnainen lukema sekunnissa
Satunnainen kirjoitus IOPS	Keskimääräinen satunnainen kirjoitusmäärä sekunnissa
Jaksottainen luku IOPS	Keskimääräinen lineaarinen lukema sekunnissa
Sarjakirjoitus IOPS	Keskimääräinen lineaarinen kirjoitusmäärä sekunnissa

IOPS-arvo riippuu laitteen suunnittelusta. Kiintolevyille ja muille sähkömekaanisille laitteille käytettäessä satunnaisissa lohkoissa olevia tietoja IOPS riippuu ensisijaisesti laitteen mekaanisen osan nopeudesta ( pään paikannusajasta  ) . SSD -levyjen ja SSD : n kaltaisten laitteiden IOPS riippuu pääasiassa laiteohjelmistoalgoritmeista ( mikro -ohjaimen suorittamasta ) ja muistiliitännän nopeudesta. Molemmissa laitteissa IOPS:ien määrä peräkkäistä dataa varten (suurella lohkokoolla) on maksimi [1] .

Kun tiedämme IOPS:n ja lohkokoon, voimme laskea toimintojen nopeuden:

bytes_per_cond = IOPS * block_size_in_bytes .

Nopeus mitataan yleensä MB / s . Jakamalla luvulla 1 048 576 muuntaaksesi tavut / s M tavuiksi / s .

Joidenkin kiintolevyjen suorituskykyä voidaan parantaa, jos:

• lisätä sen jonon kokoa, johon luku- ja kirjoituspyynnöt kuuluvat. Levynohjain käsittelee jonon;
• pakottaa levyohjaimen järjestämään uudelleen jonon elementit, esimerkiksi TCQ ( eng.  tagged command queuing ) tai NCQ ( eng.  native command queuing ).

Kiintolevyjen IOPS kirjoittamiseen ja IOPS lukemiseen ovat suunnilleen samat. Useimmissa NAND-flash- SSD -levyissä kirjoitus-IOPS on paljon pienempi kuin luku-IOPS. Tämä johtuu siitä, että jos yrität kirjoittaa samaan lohkoon uudelleen, roskankeruu käynnistyy ja kirjoittaa vähemmän käytettyyn lohkoon median käyttöiän pidentämiseksi [7] [8] [9] .

Nykyaikaisten flash-muistilla varustettujen SSD -levyjen IOPS on paljon suurempi kuin kiintolevyjen IOPS . Xssist testasi yhtä näistä SSD -levyistä  - Intel X25-E 64 GB G1 seuraavilla ehdoilla:

• ohjelma: Iometer ;
• lohkon koko: 4 KB ;
• pääsytila: mielivaltainen;
• lukutoimintojen lukumäärän suhde kirjoitusoperaatioiden määrään ( englanninkielinen  luku/kirjoitussuhde ): 70/30;
• jonon koko ( englanninkielinen  jonon syvyys ): 4;
• testauksen kesto: yli 8 tuntia .

Testitulokset [10] :

• ensimmäiset 8 minuuttia IOPS - arvo pysyi 10 000 IOPS : n tasolla ;
• seuraavien 42 minuutin aikana IOPS-arvo putosi jyrkästi 4000 IOPS :iin ja alkoi vähitellen laskea;
• seuraavien 50 minuutin aikana ja testin loppuun asti IOPS-arvo muuttui arvosta 3000 IOPS arvoon 4000 IOPS .

Jopa suorituskyvyn jyrkän laskun jälkeen (noin 50 minuuttia testin alkamisen jälkeen) IOPS-arvo oli paljon suurempi kuin kiintolevyn IOPS .

Esimerkkejä

Likimääräiset IOPS (random access) -arvot kiintolevyille [11] [12] .

laite	tyyppi	IOPS	käyttöliittymä
7'200 rpm SATA - asemat	HDD	~75-100 IOPS	SATA 3Gb  /s
10 000 rpm SATA-asemat	HDD	~125-150 IOPS	SATA 3Gb/s
10 000 rpm SAS - asemat	HDD	~140 IOPS	SAS
15 000 rpm SAS-asemat	HDD	~175-210 IOPS	SAS

Likimääräinen IOPS SSD -levyille (ihanteelliset olosuhteet; lyhyet läpimenoajat). Nopeus voi laskea useita kertoja toistettaessa kirjoitustoimintoja satunnaisiin lohkoihin.

laite	tyyppi	IOPS	käyttöliittymä
Intel X25-M G2 MLC	SSD	~8'600 IOPS	SATA 3Gb/s
OCZ Vertex 3	SSD	~60'000 IOPS (satunnainen 4K-tallennus)	SATA 6Gb/s
OCZ Vertex 3 MAX IOPS	SSD	~75'000 IOPS (satunnainen 4K-tallennus)	SATA 6Gb/s
OCZ Vertex 4	SSD	~120'000 IOPS (satunnainen 4K-tallennus)	SATA 6Gb/s
OCZ RevoDrive 3 X2	SSD	~200'000 IOPS (satunnainen 4K-tallennus)	PCIe
OCZ Z-Drive R4 CloudServ	SSD	~500 000 IOPS	PCIe
Intel Optane SSD 905P	SSD	~555'000 IOPS	PCIe
Everspin [en] nvNITROTM ES1GB-N03	Tallennuskiihdytin _	~1'460'000 IOPS	PCIe

Katso myös

• MIPS (miljoonia käskyjä sekunnissa).
•  Suorituskyky wattia kohden .

Muistiinpanot

1. ↑ 1 2 Lowe, Scott Laske IOPS tallennustaulukossa . techrepublic.com (12. helmikuuta 2010). Haettu 3. heinäkuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 29. kesäkuuta 2011. (määrätön)
2. ↑ Getting The Hang Of IOPS v1.3 (3. elokuuta 2012). Haettu 15. elokuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 9. elokuuta 2013. (määrätön)
3. ↑ iometer.org Arkistoitu 30. joulukuuta 2011 Wayback Machinessa  - Iometer-projektin virallisella verkkosivustolla.
4. ↑ Axboe, Jens Flexible IO Tester . Haettu 4. kesäkuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 12. toukokuuta 2010.  (määrätön) (lähdekoodi on saatavilla osoitteessa http://git.kernel.dk/ Arkistoitu 2. marraskuuta 2008 Wayback Machinessa ).
5. ↑ crystalmark.info Arkistoitu 7. tammikuuta 2012 Wayback Machinessa  - "CrystalDiskMark" -projektin sivustossa.
6. ↑ Smith, Kent SSD-levyjen benchmarking: The Devil is in the Preconditioning Details . SandForce.com (11. elokuuta 2009). Haettu 5. toukokuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 29. kesäkuuta 2015. (määrätön)
7. ↑ Hu, X.-Y. ja E. Eleftheriou, R. Haas, I. Iliadis, R. Pletka. Kirjoita vahvistusanalyysi Flash-pohjaisiin puolijohde-asemiin (PDF)  (kuollut linkki) . IBM (2009). Haettu 2. kesäkuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 4. lokakuuta 2013. (määrätön)
8. ↑ SSD-levyt - Kirjoitusvahvistus, TRIM ja GC (downlink) . OCZ-tekniikka. Haettu 31. toukokuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 26. toukokuuta 2012. (määrätön) 
9. ↑ Intel Solid State Drives . Intel. Haettu 31. toukokuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 26. toukokuuta 2010. (määrätön)
10. ↑ Intel X25-E 64GB G1, 4KB Random IOPS, iometer benchmark (27.3.2010). Haettu 1. huhtikuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 3. toukokuuta 2010. (määrätön)
11. ↑ logo-symantec-dark-source . Haettu 2. joulukuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 7. marraskuuta 2017. (määrätön)
12. ↑ Uutisia, vinkkejä ja neuvoja tekniikan ammattilaisille - TechRepublic . Haettu 2. joulukuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 3. joulukuuta 2017. (määrätön)

Linkit

• Mikä on IOPS ja mitä se näyttää  - artikkeli pc-hard.ru, 2011.
• Tietoja suorituskyvystä: IOPS vs. MB/s Arkistoitu 22. tammikuuta 2012 Wayback Machinessa - Artikkeli blog.aboutnetapp.ru  , 2007.