Konwertowanie MBps do IOPS oraz kalkulacja IOPS z MB/s

 Większość dysków SSD ma dwie charakterystyczne prędkości - odczytu i zapisu.

Pierwszą oceną jest pokazanie wydajności w MB/s która jest głównym parametrem marketingowym. Druga ocena to wynik 4K Random IOPS która pokazuje nam bardziej realne parametry pracy dysku.

Prędkość dysku pokazywana w MB/s to prędkość szybkości transferu sekwencyjnego którą dysk SSD będzie utrzymywał w sposób ciągły np. przez 30 sekund.

Natomiast parametr 4K Random IOPS to liczba operacji 4K (4096 bajtów) które napęd będzie zapisywał lub odczytywał w przypadkowej pozycji.

Zwykle gdy podana jest liczba losowych liczb IOPS 4K można stwierdzić że określona jest za pomocą głębokości kolejki takiej jak 4, 16, 32 lub 64.

Przy głębokości kolejki wynoszącej 4 oznacza, że występują 4 oddzielne wątki. Każdy wątek niezależnie wykonuje swój własny transfer.

Dzięki użyciu rodzimej kolejki poleceń (NCQ) dysk SSD może obsłużyć te wątki jednocześnie aby poprawić ogólną przepustowość w porównaniu do uruchamiania pojedynczych wątków. Podczas gdy wiele dysków twardych korzysta z rodzimego kolejkowania poleceń w celu wyrównania operacji odczytu /zapisu aby zminimalizować czas wyszukiwania pomiędzy każda operacją odczytu/zapisu, dyski SSD mogą odczytywać i zapisywać do wielu komórek NAND jednocześnie gdzie głowica fizyczna dysku HDD może wykonywać operacje odczytu/zapisu tylko w jednym miejscu.

Chociaż dobrze jest poznać wartość parametru IOPS dobrze jest sprawdzić jak to faktycznie przekłada się na faktyczną przepustowość. Na przykład narzędzia testowe takie jak CrystalDksiMark i AS SSD raportuje losową wydajność 4K w zakresie przepustowości, tj. MB/s, podczas gdy specyfikacje SSD zwykle oceniają wydajność 4K w IOPS.

Do przeliczenia MBPS na IOPS można użyć wzoru

IOPS = (MBps Throughput / KB per IO) * 1024
lub w drugą stronę
MBps = (IOPS * KB per IO) / 1024

Przykład

posiadamy dysk SSD który zgodnie z informacją z programu Eandom 4K równą 20000 IOPS i osiąga prędkość 75 MB/s w CrystalDiskMark. Aby przekonwertować 75MB/s na IOPS wykonujemy następujące obliczenia:

IOPS = (75/4)*1024

IOPS= 19200

Przykładowe wartości IOPS/drive w zależności od prędkości obrotowej

Sample drive:

• Model: Western Digital VelociRaptor 2.5" SATA hard drive
• Rotational speed: 10,000 RPM
• Average latency: 3 ms (0.003 seconds)
• Average seek time: 4.2 (r)/4.7 (w) = 4.45 ms (0.0045 seconds)
• Calculated IOPS for this disk: 1/(0.003 + 0.0045) = about 133 IOPS

DISK RAID AND IOPS CALCULATOR

https://www.expedient.com/disk-raid-and-iops-calculator/

Do you know how many Input/Output Operations Per Second (IOPS) your RAID configuration is going to produce? Are you trying to calculate how much usable storage you are going to net from different RAID configurations? Use this calcualtor to help properly size your environment.

IOPS (Input/Output Operations Per Second)

Jest jednostką miary maksymalnej liczby odczytów i zapisów na sekundę. Parametr ten często wykorzystują dostawcy pamięci masowych aby scharakteryzować wydajność dysków twardych HDD i SSD.

IOPS mierzona jest jako liczba całkowita podczas gdy prędkość transferu mierzona jest w bajtach.

IOPS jako samodzielny parametr niewiele mówi. Musimy uwzględnić rozmiar bloku danych lub rozmiar I/O, aktywność odczytu / zapisu lub strumienia wejść/wyjść.

IOPS opóźnienie i przepustowość

Przepustowość - pokazuje ile jednostek informacji może przetworzyć system w zadanym okresie. Można to kreśliś za pomocą liczby operacji we/wy na sekundę lecz zazwyczaj mierzona jest w bajtach na sekundę.

Opóźnienie mierzy czas między wysyłaniem żądania a odebraniem odpowiedz. Jeśli chodzi o IOPS, czas oczekiwania jest miarą długości czasu jaki zajmuje wypełnienie pojedynczego żadania we/wy z punktu widzenia aplikacji.

Jak sprawdzić IOPS

Do mierzenia wartości IOPS możemy użyć aplikacji open source o nazwie kometer.

Iometer określa szczytowe IOPS w różnych warunkach odczytu/zapisu. Pomiar IOPS i opóźnień może pomóc administratorowi sieci przewidzieć jakie obciążenie może obsłużyć sieć bez negatywnego wpływu na wydajność.

Możliwe jest obliczenie IOPS bez iometru ale wyniki będą różne w zależności od kategorii wydajności obciążenia. Zasadniczo istnieją trzy typy wydajności obciążenia.

-losowe

-sekwencyjne

-mieszane losowe i sekwencyjne

Konstrukcja macierzy może również wpływać na obliczenie IOPS ponieważ każda operacja zapisu powoduje wielokrotne zapisywanie do macirzowej pamięci masowej

IOPS można mierzyc za pomocą internetowego kalkulatora IOPS który określa IOPS na podstawie prędkości dysku oraz średniego czasu odczytu i średniego czasu wyszukiwania zapisu.

HDD używaja standardowego równiania do określenia IOPS ale dyski SSD działają inaczej z powodu innej konstrukcji.

W przypadku dysków twardych IOPS zależy od czasu wyszukiwania i prędkości obrotowej.

Dyski SSD są w głównej mierze zależne od wewnętrznego kontrolera. Wydajność dysków SSD zmienia się z czasem osiągając szczyt już na początku. Jednak nawet po osiągnięciu stanu stabilnego dyski SSD przewyższają dyski mechaniczne HDD.

Waga oznaczeń IOPS

Wątpliwe jest jak duże znaczenie ma parametr IOPS bez uwzględnienia otoczenia. W zależności od obciążenia liczby mogą się znacznie różnić, więc ocena wyłącznie na parametrze podanym przez producenta może się znacznie różnić, ponieważ liczba IOPS zależy od wielkości bloku danych i wydajności obciążenia. Nawet jeżeli do określenia IOPS producent użył standardowego systemu z ustawionym rozmiarem bloku i miksem do odczytu odczyt/zapis ta wartość nic nie znaczy chyba, że odpowiada konkretnemu obciążeniu.

searchstorage.techtarget.com/definition/IOPS-input-output-operations-per-second