IOPS (абр. від англ. input/output operations per second; «кількість операцій введення-виведення на секунду»; вимовляється як [ай-опс]) — кількість операцій (введення-виведення), які система зберігання даних виконує за 1 с. Один із параметрів, які використовують для порівняння систем зберігання даних (жорстких дисків (НЖМД), твердотільних накопичувачів (SSD), мережевих сховищ SAN, NAS) та оцінення їхньої продуктивності.
Досягнення величин IOPS, які виробники зазначають у документації устаткування, практично не гарантується, навіть якщо спробувати відтворити тестове середовище й для вимірювання IOPS скористатися тим самим програмним забезпеченням.
Програмні засоби для вимірювання IOPS:
- [en] (розробка фірми Intel);
- [en];
- [en] (від англ. flexible I/O tester);
- [en].
Якщо кілька разів змінити налаштування пристрою і щоразу виміряти IOPS, можна визначити, за яких налаштувань пристрій досягає найвищої продуктивності.
Розмір IOPS залежить від багатьох параметрів:
- конструкції та налаштувань пристрою;
- будови та налаштувань драйвера пристрою;
- будови та налаштувань драйвера файлової системи;
- будови та налаштувань операційної системи;
- умов запуску програми, яка виконує тестування продуктивності (бенчмарку):
- відношення кількості операцій читання до кількості операцій запису;
- розміри блоків для читання та запису при послідовному та випадковому доступі;
- кількість потоків, що виконують читання та запис;
- розміри черг та буферів;
- наявність фрагментації у файловій системі;
- наявність програм, які працюють у [ja];
- тощо.
Перед запуском тесту необхідно ознайомитися з рекомендаціями виробника щодо його правильного проведення.
Характеристики продуктивності
Під час тесту виконуються такі операції:
- читання даних із блоків, розташованих на носії послідовно (лінійно);
- запис даних у блоки, розташовані на носії послідовно (лінійно);
- читання даних із блоків, розташування яких на носії вибирається випадково (довільно);
- запис даних у блоки, розташування яких на носії вибирається випадково (довільно).
При цьому підраховують кількість операцій, які пристрій здатний виконати за одну секунду.
За послідовного доступу до даних розмір блока зазвичай вибирають великим (наприклад, 128 КіБ), а за довільного доступу — малим (наприклад, 4 КіБ).
Параметр | Опис |
---|---|
Усього IOPS | Сумарна кількість операцій введення-виведення за секунду (при виконанні читання і запису) |
IOPS довільного читання | Середня кількість операцій довільного читання за секунду |
IOPS довільного запису | Середня кількість операцій довільного запису за секунду |
IOPS послідовного читання | Середня кількість операцій послідовного читання за секунду |
IOPS послідовного запису | Середня кількість операцій послідовного запису за секунду |
Величина IOPS залежить від конструкції пристрою. Для жорстких дисків та інших електромеханічних пристроїв під час доступу до даних, які розташовані у випадкових блоках, IOPS залежить перш за все від швидкості роботи механічної частини пристрою (від часу позиціювання головки). Для SSD та подібних до них пристроїв IOPS залежить переважно від алгоритмів прошивки мікроконтролера та швидкості роботи інтерфейсу пам'яті. На обох типах пристроїв кількість IOPS за послідовного доступу до даних (за великого розміру блока) виявляється найбільшою.
Знаючи IOPS та розмір блока, можна обчислити швидкість виконання операцій:
- байт_на_секунду = IOPS * розмір_блока_в_байтах.
Швидкість, як правило, вимірюють у МіБ/с. Для перетворення значення з байт/с у МіБ/с його потрібно поділити на .
Продуктивність деяких жорстких дисків можна збільшити, якщо:
- збільшити розмір черги, куди потрапляють запити на читання і запис. Обслуговуванням черги займається контролер диска;
- змусити контролер диска виконувати переупорядкування елементів черги, наприклад, [en] (англ. tagged command queuing) або NCQ (англ. native command queuing).
У жорстких дисків величини IOPS на запис та IOPS читання приблизно однакові. У більшості SSD на основі флеш-модулів NAND величина IOPS на запис значно менша за величину IOPS на читання. Це пояснюється тим, що при спробі повторного запису в один і той самий блок запускається збирання сміття, і для збільшення терміну служби носія запис виконується в менш використовуваний блок.
IOPS сучасних SSD з флешпам'яттю значно перевищує IOPS жорстких дисків. Фірма Xssist провела тестування одного з таких SSD — Intel X25-E 64 GB G1 з такими умовами:
- програма: ;
- розмір блока: 4 КіБ;
- режим доступу: довільний;
- відношення кількості операцій читання до кількості операцій запису (англ. read/write ratio): 70/30;
- розмір черги (англ. queue depth): 4;
- тривалість тестування: більше 8 год.
Результати тесту:
- протягом перших 8 хв величина IOPS зберігалася на рівні 10 000 IOPS;
- протягом наступних 42 хв величина IOPS різко опустилася до 4000 IOPS і стала потроху знижуватися;
- протягом наступних 50 хв і до кінця тесту величина IOPS змінювалася від 3000 IOPS до 4000 IOPS .
Навіть після різкого падіння продуктивності (приблизно через 50 хв після початку тесту) величина IOPS була значно вищою за IOPS жорсткого диска.
Приклади
Приблизні значення IOPS (випадкового доступу) для жорстких дисків.
Пристрій | Тип | IOPS | Інтерфейс |
---|---|---|---|
SATA-диски 7200 об/хв | HDD | ~75-100 IOPS | SATA 3 Гбіт/с |
SATA-диски 10 000 об/хв | HDD | ~125-150 IOPS | SATA 3 Гбіт/с |
SAS-диски 10 000 об/хв | HDD | ~140 IOPS | SAS |
SAS-диски 15 000 об/хв | HDD | ~175-210 IOPS | SAS |
Приблизні значення IOPS для твердотільних накопичувачів (умови ідеальні; час виконання операцій невеликий). Швидкість може знизитись у кілька разів за багаторазового повторення операцій запису у випадкові блоки.
Пристрій | Тип | IOPS | Інтерфейс |
---|---|---|---|
Intel X25-M G2 MLC | SSD | ~8600 IOPS | SATA 3 Гбіт/с |
OCZ Vertex 3 | SSD | ~60 000 IOPS (довільний запис 4K) | SATA 6 Гбіт/с |
OCZ Vertex 3 MAX IOPS | SSD | ~75'000 IOPS (довільний запис 4K) | SATA 6 Гбіт/с |
OCZ Vertex 4 | SSD | ~120 000 IOPS (довільний запис 4K) | SATA 6 Гбіт/с |
OCZ RevoDrive 3 X2 | SSD | ~200 000 IOPS (довільний запис 4K) | PCIe |
OCZ Z-Drive R4 CloudServ | SSD | ~500 000 IOPS | PCIe |
Intel Optane SSD 905P | SSD | ~555 000 IOPS | PCIe |
[en] nvNITROTM ES1GB-N03 | Storage Accelerator | ~1 460 000 IOPS | PCIe |
Див. також
- MIPS (кількість мільйонів інструкцій за секунду)
- [en]
Примітки
- Lowe, Scott (12 лютого 2010). Calculate IOPS in a storage array. techrepublic.com. Архів оригіналу за 29 червня 2011. Процитовано 3 липня 2011.
- Getting The Hang Of IOPS v1.3. 3 серпня 2012. Архів оригіналу за 9 серпня 2013. Процитовано 15 серпня 2013.
- iometer.org Архівовано грудень 30, 2011 на сайті Wayback Machine. — официальный сайт проекта «Iometer».
- Axboe, Jens. Flexible IO Tester. Архів оригіналу за 12 травня 2010. Процитовано 4 червня 2010. (исходный код доступен на сайте http://git.kernel.dk/ Архівовано листопад 2, 2008 на сайті Wayback Machine.).
- crystalmark.info Архівовано січень 7, 2012 на сайті Wayback Machine. — сайт проекта «CrystalDiskMark».
- Smith, Kent (11 серпня 2009). Benchmarking SSDs: The Devil is in the Preconditioning Details (PDF). SandForce.com. Архів (PDF) оригіналу за 29 червня 2015. Процитовано 5 травня 2015.
- Hu, X.-Y. and E. Eleftheriou, R. Haas, I. Iliadis, R. Pletka (2009). Write Amplification Analysis in Flash-Based Solid State Drives (PDF). IBM. (CiteSeerX): 10.1.1.154.8668. Архів оригіналу (PDF) за 4 жовтня 2013. Процитовано 2 червня 2010.
- SSDs - Write Amplification, TRIM and GC (PDF). OCZ Technology. Архів оригіналу (PDF) за 26 травня 2012. Процитовано 31 травня 2010.
- Intel Solid State Drives. Intel. Архів оригіналу за 26 травня 2010. Процитовано 31 травня 2010.
- Intel X25-E 64GB G1, 4KB Random IOPS, iometer benchmark. 27 березня 2010. Архів оригіналу за 3 травня 2010. Процитовано 1 квітня 2010.
Посилання
- Що таке IOPS?
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
IOPS abr vid angl input output operations per second kilkist operacij vvedennya vivedennya na sekundu vimovlyayetsya yak aj ops kilkist operacij vvedennya vivedennya yaki sistema zberigannya danih vikonuye za 1 s Odin iz parametriv yaki vikoristovuyut dlya porivnyannya sistem zberigannya danih zhorstkih diskiv NZhMD tverdotilnih nakopichuvachiv SSD merezhevih shovish SAN NAS ta ocinennya yihnoyi produktivnosti Dosyagnennya velichin IOPS yaki virobniki zaznachayut u dokumentaciyi ustatkuvannya praktichno ne garantuyetsya navit yaksho sprobuvati vidtvoriti testove seredovishe j dlya vimiryuvannya IOPS skoristatisya tim samim programnim zabezpechennyam Programni zasobi dlya vimiryuvannya IOPS en rozrobka firmi Intel en en vid angl flexible I O tester en Yaksho kilka raziv zminiti nalashtuvannya pristroyu i shorazu vimiryati IOPS mozhna viznachiti za yakih nalashtuvan pristrij dosyagaye najvishoyi produktivnosti Rozmir IOPS zalezhit vid bagatoh parametriv konstrukciyi ta nalashtuvan pristroyu budovi ta nalashtuvan drajvera pristroyu budovi ta nalashtuvan drajvera fajlovoyi sistemi budovi ta nalashtuvan operacijnoyi sistemi umov zapusku programi yaka vikonuye testuvannya produktivnosti benchmarku vidnoshennya kilkosti operacij chitannya do kilkosti operacij zapisu rozmiri blokiv dlya chitannya ta zapisu pri poslidovnomu ta vipadkovomu dostupi kilkist potokiv sho vikonuyut chitannya ta zapis rozmiri cherg ta buferiv nayavnist fragmentaciyi u fajlovij sistemi nayavnist program yaki pracyuyut u ja tosho Pered zapuskom testu neobhidno oznajomitisya z rekomendaciyami virobnika shodo jogo pravilnogo provedennya Harakteristiki produktivnostiPoslidovnij ta dovilnij dostup do nosiya danih Pid chas testu vikonuyutsya taki operaciyi chitannya danih iz blokiv roztashovanih na nosiyi poslidovno linijno zapis danih u bloki roztashovani na nosiyi poslidovno linijno chitannya danih iz blokiv roztashuvannya yakih na nosiyi vibirayetsya vipadkovo dovilno zapis danih u bloki roztashuvannya yakih na nosiyi vibirayetsya vipadkovo dovilno Pri comu pidrahovuyut kilkist operacij yaki pristrij zdatnij vikonati za odnu sekundu Za poslidovnogo dostupu do danih rozmir bloka zazvichaj vibirayut velikim napriklad 128 KiB a za dovilnogo dostupu malim napriklad 4 KiB Parametr Opis Usogo IOPS Sumarna kilkist operacij vvedennya vivedennya za sekundu pri vikonanni chitannya i zapisu IOPS dovilnogo chitannya Serednya kilkist operacij dovilnogo chitannya za sekundu IOPS dovilnogo zapisu Serednya kilkist operacij dovilnogo zapisu za sekundu IOPS poslidovnogo chitannya Serednya kilkist operacij poslidovnogo chitannya za sekundu IOPS poslidovnogo zapisu Serednya kilkist operacij poslidovnogo zapisu za sekundu Velichina IOPS zalezhit vid konstrukciyi pristroyu Dlya zhorstkih diskiv ta inshih elektromehanichnih pristroyiv pid chas dostupu do danih yaki roztashovani u vipadkovih blokah IOPS zalezhit persh za vse vid shvidkosti roboti mehanichnoyi chastini pristroyu vid chasu poziciyuvannya golovki Dlya SSD ta podibnih do nih pristroyiv IOPS zalezhit perevazhno vid algoritmiv proshivki mikrokontrolera ta shvidkosti roboti interfejsu pam yati Na oboh tipah pristroyiv kilkist IOPS za poslidovnogo dostupu do danih za velikogo rozmiru bloka viyavlyayetsya najbilshoyu Znayuchi IOPS ta rozmir bloka mozhna obchisliti shvidkist vikonannya operacij bajt na sekundu IOPS rozmir bloka v bajtah Shvidkist yak pravilo vimiryuyut u MiB s Dlya peretvorennya znachennya z bajt s u MiB s jogo potribno podiliti na 2 20 1048576 displaystyle 2 20 1048576 Produktivnist deyakih zhorstkih diskiv mozhna zbilshiti yaksho zbilshiti rozmir chergi kudi potraplyayut zapiti na chitannya i zapis Obslugovuvannyam chergi zajmayetsya kontroler diska zmusiti kontroler diska vikonuvati pereuporyadkuvannya elementiv chergi napriklad en angl tagged command queuing abo NCQ angl native command queuing U zhorstkih diskiv velichini IOPS na zapis ta IOPS chitannya priblizno odnakovi U bilshosti SSD na osnovi flesh moduliv NAND velichina IOPS na zapis znachno mensha za velichinu IOPS na chitannya Ce poyasnyuyetsya tim sho pri sprobi povtornogo zapisu v odin i toj samij blok zapuskayetsya zbirannya smittya i dlya zbilshennya terminu sluzhbi nosiya zapis vikonuyetsya v mensh vikoristovuvanij blok IOPS suchasnih SSD z fleshpam yattyu znachno perevishuye IOPS zhorstkih diskiv Firma Xssist provela testuvannya odnogo z takih SSD Intel X25 E 64 GB G1 z takimi umovami programa rozmir bloka 4 KiB rezhim dostupu dovilnij vidnoshennya kilkosti operacij chitannya do kilkosti operacij zapisu angl read write ratio 70 30 rozmir chergi angl queue depth 4 trivalist testuvannya bilshe 8 god Rezultati testu protyagom pershih 8 hv velichina IOPS zberigalasya na rivni 10 000 IOPS protyagom nastupnih 42 hv velichina IOPS rizko opustilasya do 4000 IOPS i stala potrohu znizhuvatisya protyagom nastupnih 50 hv i do kincya testu velichina IOPS zminyuvalasya vid 3000 IOPS do 4000 IOPS Navit pislya rizkogo padinnya produktivnosti priblizno cherez 50 hv pislya pochatku testu velichina IOPS bula znachno vishoyu za IOPS zhorstkogo diska PrikladiPriblizni znachennya IOPS vipadkovogo dostupu dlya zhorstkih diskiv Pristrij Tip IOPS Interfejs SATA diski 7200 ob hv HDD 75 100 IOPS SATA 3 Gbit s SATA diski 10 000 ob hv HDD 125 150 IOPS SATA 3 Gbit s SAS diski 10 000 ob hv HDD 140 IOPS SAS SAS diski 15 000 ob hv HDD 175 210 IOPS SAS Priblizni znachennya IOPS dlya tverdotilnih nakopichuvachiv umovi idealni chas vikonannya operacij nevelikij Shvidkist mozhe znizitis u kilka raziv za bagatorazovogo povtorennya operacij zapisu u vipadkovi bloki Pristrij Tip IOPS Interfejs Intel X25 M G2 MLC SSD 8600 IOPS SATA 3 Gbit s OCZ Vertex 3 SSD 60 000 IOPS dovilnij zapis 4K SATA 6 Gbit s OCZ Vertex 3 MAX IOPS SSD 75 000 IOPS dovilnij zapis 4K SATA 6 Gbit s OCZ Vertex 4 SSD 120 000 IOPS dovilnij zapis 4K SATA 6 Gbit s OCZ RevoDrive 3 X2 SSD 200 000 IOPS dovilnij zapis 4K PCIe OCZ Z Drive R4 CloudServ SSD 500 000 IOPS PCIe Intel Optane SSD 905P SSD 555 000 IOPS PCIe en nvNITROTM ES1GB N03 Storage Accelerator 1 460 000 IOPS PCIeDiv takozhMIPS kilkist miljoniv instrukcij za sekundu en PrimitkiLowe Scott 12 lyutogo 2010 Calculate IOPS in a storage array techrepublic com Arhiv originalu za 29 chervnya 2011 Procitovano 3 lipnya 2011 Getting The Hang Of IOPS v1 3 3 serpnya 2012 Arhiv originalu za 9 serpnya 2013 Procitovano 15 serpnya 2013 iometer org Arhivovano gruden 30 2011 na sajti Wayback Machine oficialnyj sajt proekta Iometer Axboe Jens Flexible IO Tester Arhiv originalu za 12 travnya 2010 Procitovano 4 chervnya 2010 ishodnyj kod dostupen na sajte http git kernel dk Arhivovano listopad 2 2008 na sajti Wayback Machine crystalmark info Arhivovano sichen 7 2012 na sajti Wayback Machine sajt proekta CrystalDiskMark Smith Kent 11 serpnya 2009 Benchmarking SSDs The Devil is in the Preconditioning Details PDF SandForce com Arhiv PDF originalu za 29 chervnya 2015 Procitovano 5 travnya 2015 Hu X Y and E Eleftheriou R Haas I Iliadis R Pletka 2009 Write Amplification Analysis in Flash Based Solid State Drives PDF IBM CiteSeerX 10 1 1 154 8668 Arhiv originalu PDF za 4 zhovtnya 2013 Procitovano 2 chervnya 2010 SSDs Write Amplification TRIM and GC PDF OCZ Technology Arhiv originalu PDF za 26 travnya 2012 Procitovano 31 travnya 2010 Intel Solid State Drives Intel Arhiv originalu za 26 travnya 2010 Procitovano 31 travnya 2010 Intel X25 E 64GB G1 4KB Random IOPS iometer benchmark 27 bereznya 2010 Arhiv originalu za 3 travnya 2010 Procitovano 1 kvitnya 2010 PosilannyaSho take IOPS