Что такое iops в ssd
IOPS — что это такое, и как его считать
IOPS (количество операций ввода/вывода – от англ. Input/Output Operations Per Second) – один из ключевых параметров при измерении производительности систем хранения данных, жестких дисков (НЖМД), твердотельных диски (SSD) и сетевых хранилища данных (SAN).
По сути, IOPS это количество блоков, которое успевает считаться или записаться на носитель. Чем больше размер блока, тем меньше кусков, из которых состоит файл, и тем меньше будет IOPS, так как на чтение куска большего размера будет затрачиваться больше времени.
Значит, для определения IOPS надо знать скорость и размер блока при операции чтения / записи. Параметр IOPS равен скорости, деленной на размер блока при выполнении операции.
Характеристики производительности
Основными измеряемыми величинами являются операции линейного (последовательного) и произвольного (случайного) доступа.
Под линейными операциям чтения/записи, при которых части файлов считываются последовательно, одна за другой, подразумевается передача больших файлов (более 128 К). При произвольных операциях данные читаются случайно из разных областей носителя, обычно они ассоциируются с размером блока 4 Кбайт.
Ниже приведены основные характеристики:
| Параметр | Описание |
| Всего IOPS (Total IOPS) | Суммарное число операций ввода/вывода в секунду (при выполнении как чтения, так и записи) |
| IOPS произвольного чтения (Random Read) | Среднее число операций произвольного чтения в секунду |
| IOPS произвольной записи (Random Write) | Среднее число операций произвольной записи в секунду |
| IOPS последовательного чтения (Sequential Read) | Среднее число операций линейного чтения в секунду |
| IOPS последовательной записи (Sequential Write) | Среднее число операций линейной записи в секунду |
Приблизительные значения IOPS
Приблизительные значения IOPS для жестких дисков.
| Устройство | Тип | IOPS | Интерфейс |
| 7,200 об/мин SATA-диски | HDD | 75-100 IOPS | SATA 3 Гбит/с |
| 10,000 об/мин SATA-диски | HDD | 125-150 IOPS | SATA 3 Гбит/с |
| 10,000 об/мин SAS-диски | HDD | 140 IOPS | SAS |
| 15,000 об/мин SAS-диски | HDD | 175-210 IOPS | SAS |
Приблизительные значения IOPS для SSD.
| Устройство | Тип | IOPS | Интерфейс |
| Intel X25-M G2 MLC | SSD | 8 600 IOPS | SATA 3 Гбит/с |
| OCZ Vertex 3 | SSD | 60 000 IOPS (Произвольная запись 4K) | SATA 6 Гбит/с |
| OCZ RevoDrive 3 X2 | SSD | 200 000 IOPS (Произвольная запись 4K) | PCIe |
| OCZ Z-Drive R4 CloudServ | SSD | 1 400 000 IOPS | PCIe |
RAID пенальти
Любые операции чтения, которые выполняются на дисках, не подвергаются никакому пенальти, поскольку все диски могут использоваться для операций чтения. Но всё на оборот с операциями на запись. Количество пенальти на запись зависят от типа выбранного RAID-а, например.
В RAID 1 чтобы данные записались на диск, происходит две операции на запись (по одной записи на каждый диск), и следовательно RAID 1 имеет два пенальти.
В RAID 5 чтобы записать данные происходит 4 операции (Чтение существующих данных, четность RAID, Запись новых данных, Запись новой четности) тем самым пенальти в RAID 5 составляет 4.
В этой таблице приведено значение пенальти для более часто используемых RAID конфигурации.
| RAID | I/O Пенальти |
| RAID 0 | 1 (Edited by Reader) |
| RAID 1 | 2 |
| RAID 5 | 4 |
| RAID 6 | 6 |
| RAID 10 | 2 |
Характеристика рабочих нагрузок
Характеристика рабочей нагрузки в основном рассматривается как процент операции чтений и записей, которые вырабатывает или требует приложение. Например, в среде VDI процентное соотношение IOPS рассматривается как 80-90% на запись и 10-20% на чтение. Понимание характеристики рабочей нагрузки является наиболее критическим фактором, поскольку от этого и зависит выбор оптимального RAID для среды. Приложения которые интенсивно используют операции на запись являются хорошими кандидатами для RAID 10, тогда как приложения которые интенсивно используют операции на чтение могут быть размещены на RAID 5.
Вычисление IOPS
Есть два сценария вычисления IOPS-ов.
Один из сценариев это когда есть определенное число дисков, и мы хотим знать, сколько IOPS эти диски выдадут?
Второй сценарий, когда мы знаем сколько нам IOPS-ов надо, и хотим вычислить нужное количество дисков?
Сценарий 1: Вычисление IOPS исходя из определенного кол-ва дисков
Представим что у нас есть 20 450GB 15к RPM дисков. Рассмотрим два сценария Рабочей нагрузки 80%Write-20%Read и другой сценарий с 20%Write-80%Read. Также мы вычислим количество IOPS как для RAID5 и RAID 10.
Формула для расчета IOPS:
Total Raw IOPS = Disk Speed IOPS * Number of disks
Functional IOPS =(((Total Raw IOPS×Write %))/(RAID Penalty))+(Total Raw IOPS×Read %)
Есть определение Raw IOPS и Functional IOPS, как раз токи Functional IOPS-ы и есть те IOPS-ы которые включают в себя RAID пенальти, и это и есть “настоявшие” IOPS-ы.
А теперь подставим цифры и посмотрим что получится.
Total Raw IOPS = 170*20 = 3400 IOPS (один 15K RPM диск может выдать в среднем 170 IOPS)
Для RAID-5
Вариант 1 (80%Write 20%Read) Functional IOPS = (((3400*0.8))/(4))+(3400*0.2) = 1360 IOPS
Вариант 2 (20%Write 80%Read) Functional IOPS = (((3400*0.2))/(4))+(3400*0.8) = 2890 IOPS
Для RAID-1
Вариант 1 (80%Write 20%Read) Functional IOPS = (((3400*0.8))/(2))+(3400*0.2) = 2040 IOPS
Вариант 2 (20%Write 80%Read) Functional IOPS = (((3400*0.2))/(2))+(3400*0.8) = 3100 IOPS
Сценарий 2: Подсчет кол-ва дисков для достижения определенного кол-ва IOPS
Рассмотрим ситуацию где нам надо определить тип RAID-а и количества дисков для достижения определенного количества IOPS-ов 5000 и с определенными рабочими нагрузками, например 80%Write20%Read и 20%Write80% Read.
Опять же для начала формула по которой и будем считать:
Total number of Disks required = ((Total Read IOPS + (Total Write IOPS*RAID Penalty))/Disk Speed IOPS)
Теперь подставим цифры.
Заметка: 80% от 5000 IOPS = 4000 IOPS и 20% от 5000 IOPS = 1000 IOPS с этими цифрами и будем оперировать.
Для RAID-5
Вариант 1 (80%Write20%Read) – Total Number of disks required = ((1000+(4000*4))/170) = 100 дисков.
Вариант 2 (20%Write80%Read) – Total Number of disks required = ((4000+(1000*4))/170) = 47 дисков приблизительно.
Для RAID-1
Вариант 1 (80%Write20%Read) – Total Number of disks required = ((1000+(4000*2))/170) = 53 диска приблизительно.
Вариант 2 (20%Write80%Read) – Total Number of disks required = ((4000+(1000*2))/170) = 35 дисков приблизительно.
Понимание и подсчет IOPS, RAID пенальти, и характеристик рабочих нагрузок очень критичны аспект при планировании. Когда нагрузка более интенсивна на запись луче выбирать RAID 10 и наоборот при нагрузках на чтение RAID 5.
Что такое iops в ssd
Все чаще в обзорах накопителей информации – жестких дисков, SSD – помимо скорости чтения и записи используется такой параметр, как IOPS (Input/Output Operations Per Second – количество операций ввода/вывода в секунду). И если значение скорости чтения и записи вполне очевидно, то, что такое IOPS, и как он характеризует работу устройств, не всем бывает понятно. В данной статье я попробую разъяснить на пальцах значение данного параметра.
Для начала представим себе, что данные на диске расположены последовательно. То есть части одного и того же файла идут друг за другом. Тогда при чтении с жесткого диска магнитные головки будут считывать информацию последовательно. При этом не будет тратиться время на перемещение головок, основную часть процесса будет занимать непосредственно чтение данных. Если речь идет об SSD, то в них данные могут считываться более крупными порциями, и они будут перебрасываться быстрее. Поэтому во всех устройствах последовательное чтение показывает максимальную скорость.
Если же части файла расположены в случайном порядке (то есть файл фрагментирован), то для считывания каждого кусочка магнитным головкам придется перемещаться на новое место. Поскольку время перемещения головок (так называемый процесс позиционирования) значительно больше, чем время самого чтения, то основную часть времени жесткий диск будет заниматься позиционированием. При этом очевидно, что скорости заметно упадут. Причем, чем меньше размер блока, чем больше их количество, и тем больше времени придется тратить на позиционирование.
Причем этот эффект будет тем больше заметен, чем медленнее носитель. Попробуйте скопировать на флэшку (или даже на дискету) один файл размером в 1000 килобайт или 1000 файлов размером в один килобайт. Во втором случае процесс переноса данных займет намного больше времени.
Теперь представим себе, что файл размером 4000 Кбайт разбит на равные блоки по 4 килобайта (то есть тысяча кусков), которые разбросаны по всему диску. Допустим, чтение такого файла идет со скоростью 400 Кбайт/с. Значит, за одну секунду совершается 100 операций чтения – то есть действий по считыванию каждого отдельного четырехкилобайтного блока. То есть в данном случае IOPS будет равен 100.
По сути, IOPS это количество блоков, которое успевает считаться или записаться на носитель. Чем больше размер блока, тем меньше кусков, из которых состоит файл, и тем меньше будет IOPS, так как на чтение куска большего размера будет затрачиваться больше времени.
Значит, для определения IOPS надо знать скорость и размер блока при операции чтения / записи. Параметр IOPS равен скорости, деленной на размер блока при выполнении операции.
Блок размером 4 Кбайта я привел в качестве примера неспроста. Такой размер блока выставляют при тестировании носителей, так как он примерно соответствует размеру блока при загрузке операционной системы и запуске приложения. То есть от того, как железка ведет себя на операциях при блоках 4 Кбайта и будет зависеть скорость работы в реальных условиях.
Какой смысл в этом параметре. Выбираем два устройства, у одного IOPS равен 100, а у другого – 300. Значит, скорее всего, при использовании жесткого диска в качестве загрузочного, он будет функционировать в три раза быстрее.
И хотя на практике производительность может несколько отличаться от вышеизложенного, в целом по IOPS можно определить, какой диск шустрее.
У обычных винчестеров значение IOPS составляет примерно 60-100. У SSD он может достигать 5000-10000. У последних сверхтехнологичных моделей SSD выше 50 000. Другими словами, если у жесткого диска максимальная скорость чтения 100 Мбайт/с, а у SSD – 500 Мбайт/с, то это означает, что пятикратная разница в скорости будет только при копировании больших файлов, когда идут последовательное чтение и запись больших массивов информации. При работе же операционной системы скорость может отличаться в 20 и даже в 100 раз (то есть IOPS будет отличаться именно в такое количество раз).
Сравнение скоростей SSD (слева) и обычного жесткого диска (справа).
Измеряется скорость последовательного чтения (Seq), блоками 512К и 4К.
При меньшем размере блока скорость ниже.
Однако скорость SSD падает заметно медленнее, чем скорость классических винчестеров.
(изображение кликабельно)
Поэтому при покупке SSD обращайте внимание не только на скорости последовательного чтения, но и на IOPS. Если остались вопросы по данному материалу, пишите в комментарии.
Что такое iops в ssd
Что же такое IOPS, и как его считать
Добрый день! Уважаемые читатели и гости одного из крупнейших IT блогов по системному администрированию Pyatilistnik.org. IOPS (количество операций ввода/вывода – от англ. Input/Output Operations Per Second) – один из ключевых параметров при измерении производительности систем хранения данных, жестких дисков (НЖМД), твердотельных диски (SSD) и сетевых хранилища данных (SAN).
По сути, IOPS это количество блоков, которое успевает считаться или записаться на носитель. Чем больше размер блока, тем меньше кусков, из которых состоит файл, и тем меньше будет IOPS, так как на чтение куска большего размера будет затрачиваться больше времени.
Значит, для определения IOPS надо знать скорость и размер блока при операции чтения/записи. Параметр IOPS равен скорости, деленной на размер блока при выполнении операции.
Характеристики производительности
Основными измеряемыми величинами являются операции линейного (последовательного) и произвольного (случайного) доступа.
Что же такое IOPS, и как его считать
Под линейными операциям чтения/записи, при которых части файлов считываются последовательно, одна за другой, подразумевается передача больших файлов (более 128 К). При произвольных операциях данные читаются случайно из разных областей носителя, обычно они ассоциируются с размером блока 4 Кбайт.
Ниже приведены основные характеристики:
Что же такое IOPS, и как его считать
Что же такое IOPS, и как его считать
Что же такое IOPS, и как его считать
Наряду со скоростью передачи, которая измеряет, насколько быстро данные могут быть переданы из непрерывных хранилищ, IOPS можно использовать для измерения производительности хранилища. В то время как скорость передачи измеряется в байтах, а IOPS измеряется как целое число.
В качестве измерения IOPS можно сравнить с числом оборотов двигателя автомобиля в минуту. Если автомобиль находится на нейтралке, и утверждать, что двигатель способен вращаться со скоростью 10 000 об/мин в этот момент, бессмысленно. Без учета размера блока данных (или размера ввода-вывода), активности чтения/записи или потока ввода-вывода, IOPS как автономное измерение мало что говорит, так, что НЕ ВЕДИТЕСЬ на маркетинг.
IOPS в SSD и HDD
Жесткие диски используют стандартное уравнение для определения операций ввода-вывода в секунду, но твердотельные накопители работают иначе. Для жестких дисков IOPS зависит от времени поиска, а твердотельные накопители в первую очередь зависят от внутреннего контроллера устройства. Производительность SSD меняется со временем, достигая пика на ранней стадии. Однако даже после перехода в устойчивое состояние твердотельные накопители по-прежнему превосходят жесткие диски с точки зрения операций ввода-вывода в секунду. Жесткие диски также борются с более высокой задержкой и более длительным временем чтения/записи.
RAID пенальти
Любые операции чтения, которые выполняются на дисках, не подвергаются никакому пенальти, поскольку все диски могут использоваться для операций чтения. Но всё на оборот с операциями на запись. Количество пенальти на запись зависят от типа выбранного RAID-а, например.
В RAID 1 чтобы данные записались на диск, происходит две операции на запись (по одной записи на каждый диск), и следовательно RAID 1 имеет два пенальти.
В RAID 5 чтобы записать данные происходит 4 операции (Чтение существующих данных, четность RAID, Запись новых данных, Запись новой четности) тем самым пенальти в RAID 5 составляет 4.
В этой таблице приведено значение пенальти для более часто используемых RAID конфигурации.
Что же такое IOPS, и как его считать
Характеристика рабочих нагрузок
Характеристика рабочей нагрузки в основном рассматривается как процент операции чтений и записей, которые вырабатывает или требует приложение. Например, в среде VDI процентное соотношение IOPS рассматривается как 80-90% на запись и 10-20% на чтение. Понимание характеристики рабочей нагрузки является наиболее критическим фактором, поскольку от этого и зависит выбор оптимального RAID для среды. Приложения которые интенсивно используют операции на запись являются хорошими кандидатами для RAID 10, тогда как приложения которые интенсивно используют операции на чтение могут быть размещены на RAID 5.
В качестве примера сравним, как две рабочие нагрузки, обращающиеся к одному и тому же количеству данных, требуют существенно разного количества операций ввода-вывода в секунду. Первая рабочая нагрузка требует чтения десяти файлов размером 750 МБ, 7,5 ГБ, а передача занимает 100 секунд. Это означает, что скорость передачи данных составляет 75 МБ/с и потребляется 10 операций ввода-вывода в секунду, что вполне соответствует возможностям одного жесткого диска. Вторая рабочая нагрузка требует чтения десяти тысяч файлов 750 КБ, такого же объема данных, 7,5 ГБ, но потребляет 10 000 операций ввода-вывода в секунду. Поскольку обычный диск не может генерировать более 200 операций ввода-вывода в секунду, этот запрос не будет выполнен за те же 100 секунд. Это пример того, как разные рабочие нагрузки могут требовать существенно разной производительности при использовании одной и той же емкости хранилища.
Вычисление IOPS
Есть два сценария вычисления IOPS-ов. Один из сценариев это когда есть определенное число дисков, и мы хотим знать, сколько IOPS эти диски выдадут? Второй сценарий, когда мы знаем сколько нам IOPS-ов надо, и хотим вычислить нужное количество дисков?
Сценарий 1: Вычисление IOPS исходя из определенного кол-ва дисков
Представим что у нас есть 20 450GB 15к RPM дисков. Рассмотрим два сценария Рабочей нагрузки 80%Write-20%Read и другой сценарий с 20%Write-80%Read. Также мы вычислим количество IOPS как для RAID5 и RAID 10.
Формула для расчета IOPS:
Total Raw IOPS = Disk Speed IOPS * Number of disks
Functional IOPS =(((Total Raw IOPS×Write %))/(RAID Penalty))+(Total Raw IOPS×Read %)
Есть определение Raw IOPS и Functional IOPS, как раз токи Functional IOPS-ы и есть те IOPS-ы которые включают в себя RAID пенальти, и это и есть “настоявшие” IOPS-ы.
А теперь подставим цифры и посмотрим что получится.
Вариант 1 (80%Write 20%Read) Functional IOPS = (((3400*0.8))/(4))+(3400*0.2) = 1360 IOPS
Вариант 2 (20%Write 80%Read) Functional IOPS = (((3400*0.2))/(4))+(3400*0.8) = 2890 IOPS
Вариант 1 (80%Write 20%Read) Functional IOPS = (((3400*0.8))/(2))+(3400*0.2) = 2040 IOPS
Вариант 2 (20%Write 80%Read) Functional IOPS = (((3400*0.2))/(2))+(3400*0.8) = 3100 IOPS
Сценарий 2: Подсчет кол-ва дисков для достижения определенного кол-ва IOPS
Рассмотрим ситуацию где нам надо определить тип RAID-а и количества дисков для достижения определенного количества IOPS-ов 5000 и с определенными рабочими нагрузками, например 80%Write20%Read и 20%Write80% Read.
Опять же для начала формула по которой и будем считать:
Total number of Disks required = ((Total Read IOPS + (Total Write IOPS*RAID Penalty))/Disk Speed IOPS)
Теперь подставим цифры.
Заметка: 80% от 5000 IOPS = 4000 IOPS и 20% от 5000 IOPS = 1000 IOPS с этими цифрами и будем оперировать.
Вариант 1 (80%Write20%Read) – Total Number of disks required = ((1000+(4000*4))/170) = 100 дисков.
Вариант 2 (20%Write80%Read) – Total Number of disks required = ((4000+(1000*4))/170) = 47 дисков приблизительно.
Вариант 1 (80%Write20%Read) – Total Number of disks required = ((1000+(4000*2))/170) = 53 диска приблизительно.
Вариант 2 (20%Write80%Read) – Total Number of disks required = ((4000+(1000*2))/170) = 35 дисков приблизительно.
Понимание и подсчет IOPS, RAID пенальти, и характеристик рабочих нагрузок очень критичны аспект при планировании. Когда нагрузка более интенсивна на запись луче выбирать RAID 10 и наоборот при нагрузках на чтение RAID 5.
Обновляемая производительность
Как указывалось выше, большинство массивов all-flash обеспечат большую производительность, чем большинство центров обработки данных могут использовать сегодня. Но сегодня ключевое слово здесь. По мере того, как плотность виртуальных серверов и виртуальных рабочих столов, а также количество пользователей на экземпляр базы данных продолжают масштабироваться, центрам обработки данных будет требоваться все больше и больше производительности. Сам флэш-носитель станет немного быстрее, но ключевым препятствием на пути к увеличению производительности станет контроллер хранилища и эффективность программного обеспечения хранилища.
Функции и возможности программного обеспечения хранения увеличивают производительность флеш-памяти. Эффективность этого программного обеспечения хранения в том, как оно выполняет эти различные возможности, имеет решающее значение для общей производительности. К счастью, поставщик all-flash имеет доступ к постоянно растущей вычислительной мощности, которая может маскировать большую часть накладных расходов на программное обеспечение хранения. Тем не менее, очень важно, чтобы поставщик флэш-памяти мог предоставить возможность обновления для своего аппаратного обеспечения контроллера, чтобы их клиенты могли воспользоваться преимуществами увеличивающейся мощности каждой итерации процессоров Intel.
IOPS — input/output operations per second
IOPS — количество операций ввода-вывода в секунду. Одна из основных характеристик для оценки производительности проектируемой или уже существующей системы хранения данных, RAID-массива, HDD или SSD диска. Другими словами это количество блоков, которое успевает записаться или считаться с устройства в единицу времени. Чем больше IOPS, тем более производительная система.
IOPS — понятие расплывчатое, указанные производителем значения могут на практике отличаться в разы. Дело в том, что величина IOPS зависит от многих факторов:
Принято выделять несколько типов IOPS:
IOPS для HDD
Для жёстких дисков величина IOPS более или менее постоянная.