IOPS

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 5 juni 2022; kontroller kräver 4 redigeringar .

IOPS ( förkortning från engelska  input/output operations per second  "antal input/output operations per second "; uttalas som [ay-ops]) - antalet in-/utdataoperationer som utförs av lagringssystemet på en sekund . En av parametrarna som används för att jämföra lagringssystem ( hårddiskar (HDD), solid state-enheter (SSD), nätverkslagring SAN , NAS ) och utvärdera deras prestanda.

Det är inte garanterat i praktiken att uppnå de IOPS-värden som anges i dokumentationen av utrustningstillverkarna [1] [2] , även om du försöker reproducera testmiljön och använder samma mjukvara för att mäta IOPS .

IOPS mätprogramvara :

• " Iometer " (utvecklad av " Intel ") [3] ;
• " IOzone "  (engelska) ;
• " FIO "  (engelska) [4] ;
• " CrystalDiskMark " [5] .

Om du ändrar enhetsinställningarna flera gånger och mäter IOPS varje gång, kan du bestämma de inställningar vid vilka enheten uppnår maximal prestanda.

IOPS-värdet beror på många parametrar:

• enhetsdesign och inställningar;
• inställningar för enhet och enhetsdrivrutin ;
• drivrutinsinställningar för enhet och filsystem ;
• inställningar för enhet och operativsystem ;
• villkor för att lansera ett program som utför prestandatester (benchmark):
  • förhållandet mellan antalet läsoperationer och antalet skrivoperationer;
  • blockstorlekar för läsning och skrivning för sekventiell och slumpmässig åtkomst;
  • antal trådar som utför läsning och skrivning;
  • storlekar på köer och buffertar ;
  • förekomsten av fragmentering i filsystemet ;
  • förekomsten av applikationer som körs i bakgrunden ;
  • och så vidare.

Innan testet påbörjas är det nödvändigt att bekanta dig med tillverkarens rekommendationer för korrekt uppförande [6] .

Prestandaegenskaper

Under testet utförs följande operationer:

• läsa data från block placerade på media sekventiellt (linjärt);
• skriva data till block placerade på bäraren sekventiellt (linjärt);
• läsa data från block vars position på media väljs slumpmässigt (godtyckligt);
• att skriva data i block, vars position på bäraren väljs slumpmässigt (godtyckligt).

Detta räknar antalet operationer som enheten kan utföra på en sekund.

Vid åtkomst till data sekventiellt väljs blockstorleken vanligtvis stor (till exempel 128 KiB ). Med slumpmässig tillgång till data väljs blockstorleken vanligtvis till liten (till exempel 4 KiB ).

Parameter	Beskrivning
Totalt IOPS	Total IOPS (både läsa och skriva)
Slumpmässig läs IOPS	Genomsnittlig slumpmässig avläsning per sekund
Slumpmässig skrivning IOPS	Genomsnittlig slumpmässig skrivning per sekund
Sekventiell läsning av IOPS	Genomsnittlig linjär avläsning per sekund
Serieskrivning IOPS	Genomsnittlig linjär skrivning per sekund

IOPS-värdet beror på enhetens design. För hårddiskar och andra elektromekaniska enheter, vid åtkomst till data som finns i slumpmässiga block, beror IOPS i första hand på hastigheten för den mekaniska delen av enheten (på huvudets positioneringstid  ) . För SSD:er och SSD-liknande enheter beror IOPS huvudsakligen på firmwarealgoritmerna (exekveras av mikrokontrollern ) och hastigheten på minnesgränssnittet. På båda typerna av enheter är antalet IOPS för sekventiell dataåtkomst (med en stor blockstorlek) maximalt [1] .

Genom att känna till IOPS och blockstorleken kan vi beräkna operationshastigheten:

bytes_per_second = IOPS * block_size_in_bytes .

Hastighet mäts vanligtvis i MB / s . Dividera med 1 048 576 för att konvertera från byte / s till M byte / s .

Prestandan för vissa hårddiskar kan förbättras om:

• öka storleken på kön som läs- och skrivförfrågningar hamnar i. Diskkontrollern hanterar kön;
• tvinga diskkontrollern att ordna om elementen i kön, till exempel TCQ ( eng.  tagged command queuing ) eller NCQ ( eng.  native command queuing ).

För hårddiskar är IOPS för skrivning och IOPS för läsning ungefär samma. De flesta NAND-flash- SSD :er har skriv-IOPS mycket mindre än läs-IOPS. Detta beror på att om du försöker skriva till samma block igen utlöses sophämtning och skriver till ett mindre använt block för att öka medielivet [7] [8] [9] .

IOPS för moderna SSD -enheter med flashminne är mycket högre än IOPS för hårddiskar . Xssist testade en av dessa SSD :er  - Intel X25-E 64 GB G1 med följande villkor:

• program: Iometer ;
• blockstorlek: 4 KB ;
• åtkomstläge: godtycklig;
• förhållandet mellan antalet läsoperationer och antalet skrivoperationer ( engelska  read / write ratio ): 70/30;
• köstorlek ( engelsk  ködjup ): 4;
• testtid: mer än 8 timmar .

Testresultat [10] :

• de första 8 minuterna förblev IOPS-värdet på nivån 10 000 IOPS ;
• under de följande 42 minuterna sjönk IOPS-värdet kraftigt till 4000 IOPS och började gradvis minska;
• under de följande 50 minuterna och fram till slutet av testet ändrades IOPS-värdet från 3000 IOPS till 4000 IOPS .

Även efter en kraftig nedgång i prestanda (cirka 50 minuter efter starten av testet) var IOPS-värdet mycket högre än IOPS på hårddisken .

Exempel

Ungefärliga IOPS-värden (random access) för hårddiskar [11] [12] .

enhet	sorts	IOPS	gränssnitt
7'200 rpm SATA - enheter	HDD	~75-100 IOPS	SATA 3Gb  /s
10 000 rpm SATA-enheter	HDD	~125-150 IOPS	SATA 3Gb/s
10 000 rpm SAS - enheter	HDD	~140 IOPS	SAS
15 000 rpm SAS-enheter	HDD	~175-210 IOPS	SAS

Ungefärlig IOPS för SSD :er (ideala förhållanden; korta handläggningstider). Hastigheten kan minska med flera gånger vid upprepad upprepning av skrivoperationer till slumpmässiga block.

enhet	sorts	IOPS	gränssnitt
Intel X25-M G2 MLC	SSD	~8'600 IOPS	SATA 3Gb/s
OCZ Vertex 3	SSD	~60 000 IOPS (slumpmässig 4K-inspelning)	SATA 6 Gb/s
OCZ Vertex 3 MAX IOPS	SSD	~75 000 IOPS (slumpmässig 4K-inspelning)	SATA 6 Gb/s
OCZ Vertex 4	SSD	~120 000 IOPS (slumpmässig 4K-inspelning)	SATA 6 Gb/s
OCZ RevoDrive 3 X2	SSD	~200 000 IOPS (slumpmässig 4K-inspelning)	PCIe
OCZ Z-Drive R4 CloudServ	SSD	~500 000 IOPS	PCIe
Intel Optane SSD 905P	SSD	~555 000 IOPS	PCIe
Everspin [sv] nvNITROTM ES1GB-N03	Lagringsaccelerator _	~1'460'000 IOPS	PCIe

Se även

• MIPS (miljontals instruktioner som körs per sekund).
•  Prestanda per watt .

Anteckningar

1. ↑ 1 2 Lowe, Scott Beräkna IOPS i en lagringsuppsättning . techrepublic.com (12 februari 2010). Hämtad 3 juli 2011. Arkiverad från originalet 29 juni 2011. (obestämd)
2. ↑ Få grepp om IOPS v1.3 (3 augusti 2012). Hämtad 15 augusti 2013. Arkiverad från originalet 9 augusti 2013. (obestämd)
3. ↑ iometer.org Arkiverad 30 december 2011 på Wayback Machine  - den officiella webbplatsen för Iometer-projektet.
4. ↑ Axboe, Jens Flexible IO Tester . Hämtad 4 juni 2010. Arkiverad från originalet 12 maj 2010.  (obestämd) (Källkoden är tillgänglig på http://git.kernel.dk/ Arkiverad 2 november 2008 på Wayback Machine ).
5. ↑ crystalmark.info Arkiverad 7 januari 2012 på Wayback Machine  - platsen för "CrystalDiskMark"-projektet.
6. ↑ Smith, Kent Benchmarking SSDs: The Devil is in the Preconditioning Details . SandForce.com (11 augusti 2009). Hämtad 5 maj 2015. Arkiverad från originalet 29 juni 2015. (obestämd)
7. ↑ Hu, X.-Y. och E. Eleftheriou, R. Haas, I. Iliadis, R. Pletka. Skriv förstärkningsanalys i Flash-baserade Solid State-enheter (PDF)  (död länk) . IBM (2009). Hämtad 2 juni 2010. Arkiverad från originalet 4 oktober 2013. (obestämd)
8. ↑ SSD:er - Write Amplification, TRIM och GC (nedlänk) . OCZ-teknik. Hämtad 31 maj 2010. Arkiverad från originalet 26 maj 2012. (obestämd) 
9. ↑ Intel Solid State-enheter . Intel. Hämtad 31 maj 2010. Arkiverad från originalet 26 maj 2010. (obestämd)
10. ↑ Intel X25-E 64GB G1, 4KB Random IOPS, iometer-riktmärke (27 mars 2010). Hämtad 1 april 2010. Arkiverad från originalet 3 maj 2010. (obestämd)
11. ↑ logo-symantec-dark-source . Hämtad 2 december 2017. Arkiverad från originalet 7 november 2017. (obestämd)
12. ↑ Nyheter, tips och råd för tekniker - TechRepublic . Hämtad 2 december 2017. Arkiverad från originalet 3 december 2017. (obestämd)

Länkar

• Vad är IOPS och vad visar det  - Artikel pc-hard.ru, 2011.
• Om prestanda: IOPS vs. MB/s Arkiverad 22 januari 2012 på Wayback Machine - Artikel blog.aboutnetapp.ru  , 2007.