IOPS (Input/Output Per Second)即每秒的输入输出量(或读写次数),是衡量磁盘性能的主要指标之一。IOPS是指单位时间内系统能处理的I/O请求数量,一般以每秒处理的I/O请求数量为单位,I/O请求通常为读或写数据操作请求。随机读写频繁的应用,如OLTP(Online Transaction Processing),IOPS是关键衡量指标。另一个重要指标是数据吞吐量(Throughput),指单位时间内可以成功传输的数据数量。对于大量顺序读写的应用,如VOD(Video On Demand),则更关注吞吐量指标。

传统磁盘本质上一种机械装置,如FC, SAS, SATA磁盘,转速通常为5400/7200/10K/15K rpm不等。影响磁盘的关键因素是磁盘服务时间,即磁盘完成一个I/O请求所花费的时间,它由寻道时间、旋转延迟和数据传输时间三部分构成。
寻道时间Tseek是指将读写磁头移动至正确的磁道上所需要的时间。寻道时间越短,I/O操作越快,目前磁盘的平均寻道时间一般在3-15ms。
旋转延迟Trotation是指盘片旋转将请求数据所在扇区移至读写磁头下方所需要的时间。旋转延迟取决于磁盘转速,通常使用磁盘旋转一周所需时间的1/2表示。比如,7200 rpm的磁盘平均旋转延迟大约为60*1000/7200/2 = 4.17ms,而转速为15000 rpm的磁盘其平均旋转延迟约为2ms。
数据传输时间Ttransfer是指完成传输所请求的数据所需要的时间,它取决于数据传输率,其值等于数据大小除以数据传输率。目前IDE/ATA能达到133MB/s,SATA II可达到300MB/s的接口数据传输率,数据传输时间通常远小于前两部分时间。

因此,理论上可以计算出磁盘的最大IOPS,即IOPS = 1000 ms/ (Tseek + Troatation),忽略数据传输时间。假设磁盘平均物理寻道时间为3ms, 磁盘转速为7200,10K,15K rpm,则磁盘IOPS理论最大值分别为,
 IOPS = 1000 / (3 + 60000/7200/2)  = 140
 IOPS = 1000 / (3 + 60000/10000/2) = 167
 IOPS = 1000 / (3 + 60000/15000/2) = 200
固态硬盘SSD是一种电子装置, 避免了传统磁盘在寻道和旋转上的时间花费,存储单元寻址开销大大降低,因此IOPS可以非常高,能够达到数万甚至数十万。实际测量中,IOPS数值会受到很多因素的影响,包括I/O负载特征(读写比例,顺序和随机,工作线程数,队列深度,数据记录大小)、系统配置、操作系统、磁盘驱动等等。因此对比测量磁盘IOPS时,必须在同样的测试基准下进行,即便如何也会产生一定的随机不确定性。通常情况下,IOPS可细分为如下几个指标:
Toatal IOPS,混合读写和顺序随机I/O负载情况下的磁盘IOPS,这个与实际I/O情况最为相符,大多数应用关注此指标。
Random Read IOPS,100%随机读负载情况下的IOPS。
Random Write IOPS,100%随机写负载情况下的IOPS。
Sequential Read IOPS,100%顺序负载读情况下的IOPS。
Sequential Write IOPS,100%顺序写负载情况下的IOPS。

IOPS的测试benchmark工具主要有IometerIoZoneFIO等,可以综合用于测试磁盘在不同情形下的IOPS。对于应用系统,需要首先确定数据的负载特征,然后选择合理的IOPS指标进行测量和对比分析,据此选择合适的存储介质和软件系统。下面的磁盘IOPS数据来自http://en.wikipedia.org/wiki/IOPS,给大家一个基本参考。

Device IOPS Interface Notes
7200 RPM SATA drives ~90 IOPS SATA II  
10k RPM SATA drives, queue depth 1 ~130 IOPS SATA II fio -readonly -name iops -rw=randread -bs=512 -runtime=20 -iodepth 1 -filename /dev/sda -ioengine libaio -direct=1
10k RPM Serial Attached SCSI drives ~140 IOPS SAS  
15k RPM Serial Attached SCSI drives ~180 IOPS SAS  
10k RPM SATA drives, queue depth 24 ~290 IOPS SATA II fio -readonly -name iops -rw=randread -bs=512 -runtime=20 -iodepth 24 -filename /dev/sda -ioengine libaio -direct=1
Simple SLC SSD ~400 IOPS SATA II  
Intel X25-M G2 (MLC; As of March 2010) ~8,600 IOPS SATA II Intel's data sheet claims 6,600/8,600 IOPS (80GB/160GB version) and 35,000 IOPS for random 4KB writes and reads, respectively.
Intel X25-E (SLC; As of March 2009) ~5,000 IOPS SATA II Intel's data sheet claims 3,300 IOPS and 35,000 IOPS for writes and reads, respectively. 5,000 IOPS are measured for a mix. Intel X25-E G1 has around 3 times higher IOPS compared to the Intel X25-M G2.
OCZ Z-Drive e84, a PCI Express SLC Solid State Drive 16,000 IOPS PCIe Maximum read/write speed of 800/750 MB/s).
G.Skill Phoenix Pro et. al. ~20,000 IOPS SATA III SandForce-1200 based SSD drives with enhanced firmware, states up to 50,000 IOPS, but real-world performance shows for all drives from different manufacturers ~25,000 IOPS for random read and ~15,000 IOPS for random write. 
ioDrive, a PCI-Express card with Flash 140,000 Read IOPS, 135,000 Write IOPS PCIe  
ioDrive Duo 250,000+ IOPS  PCIe  
DDRdrive X1, a May 2009 PCI Express based solid-state drive 300,000+ (512B Random Read IOPS) and 200,000+ (512B Random Write IOPS) PCIe  
Texas Memory System

RamSan-20

120,000+ Random Read/Write IOPS PCIe Inlude RAM cache and UltraCapacitor to preserve the memory non-volatile
Texas Memory System

RamSan-630 Appliance

1,000,000+ Random Read/Write IOPS FC / InfiniBand  
Violin Memory Appliance 1,000,000+ Random Read/Write IOPS Proprietary interconnect  
ioDrive Octal (single PCI Express card) 1,000,000+ Random Read/Write IOPS PCIe  

磁盘IOPS计算与测量的更多相关文章

  1. 磁盘IOPS的计算

    计算磁盘IOPS的三个因素:   1.RAID类型的读写比   不同RAID类型的IOPS计算公式: RAID类型 公式 RAID5.RAID3 Drive IOPS=Read IOPS + 4*Wr ...

  2. [转帖] 磁盘IOPS 简介 -- 虽然自己知道有这么一回事 但是自己还是没有系统的总结.

    来源: https://www.cnblogs.com/zengkefu/p/5634299.html 机械硬盘的连续读写性很好, 但随机读写性能很差.这是因为磁头移动至正确的磁道上需要时间,随机读写 ...

  3. 磁盘 IOPS(每秒读写次数) 的计算方法

    一.磁盘 I/O 的概念 I/O 的概念,从字义来理解就是输入输出.操作系统从上层到底层,各个层次之间均存在 I/O.比如,CPU 有 I/O,内存有 I/O, VMM 有 I/O, 底层磁盘上也有 ...

  4. 【转载】RAID写惩罚(Write Penalty)与IOPS计算

    浅谈RAID写惩罚(Write Penalty)与IOPS计算 Character is what you are in the dark. 暗处最能反映一个人真正品格. ---------Apri ...

  5. IOPS计算

    Device Type IOPS 7,200 rpm SATA drives HDD ~75-100 IOPS[2] 10,000 rpm SATA drives HDD ~125-150 IOPS[ ...

  6. [记录]FIO测试磁盘iops性能

    FIO测试磁盘iops性能 1.SATA和SAS盘原生IOPS如下: 2.RAID磁盘阵列对应的写惩罚级别: 3.计算功能性IOPS公式如下: 功能性 IOPS=(((总原生 IOPS×写 %))/( ...

  7. FIO 测试磁盘iops 以及读写

    最近在做mariadb的性能,感觉io 有瓶颈,就使用fio 来测试一下磁盘.下文为转载文章(温馨提示:此命令很伤硬盘,测试前请备份数据,- -我就写坏了一个.) FIO 是测试IOPS的非常好的工具 ...

  8. 浅谈RAID写惩罚(Write Penalty)与IOPS计算

    介绍 通常在讨论不同RAID保护类型的性能的时候,结论都会是RAID-1提供比较好的读写性能,RAID-5读性能不错,但是写入性能就不如RAID-1,RAID-6保护级别更高,但写性能相对更加差,RA ...

  9. 使用FIO测试磁盘iops

    我们如何衡量一个存储的性能呢?IOPS(Input/Output OperationsPer Second),即每秒进行读写(I/O)操作的次数是国际上通用的存储性能衡量标准,IOPS越高意味着在同一 ...

随机推荐

  1. MySQL的日志(一)

    本文目录:1.日志刷新操作2.错误日志3.一般查询日志4.慢查询日志5.二进制日志 5.1 二进制日志文件 5.2 查看二进制日志 5.2.1 mysqlbinlog 5.2.2 show binar ...

  2. Python HTTP库requests中文页面乱码解决方案!

    http://www.cnblogs.com/bitpeng/p/4748872.html Python中文乱码,是一个很大的坑,自己不知道在这里遇到多少问题了.还好通过自己不断的总结,现在遇到乱码的 ...

  3. php使用http_build_query,parse_url,parse_str创建与解析url详解

    1.http_build_query string http_build_query ( mixed $query_data [, string $numeric_prefix [, string $ ...

  4. 详细的<select>下拉列表详解

    我们使用表单下拉列表选择数据,如省.市.县.年.月等数据,我们即可使用下拉菜单表单进行设置.select 我下拉列表菜单标签Option为下拉列表数据标签Value 为Option的数据值(用于数据的 ...

  5. 【转】简单了介绍js中的一些概念(词法结构) 和 数据类型(部分)。

    1 , javascript字符集: javascript采用的是Unicode字符集编码. 为什么要采用这个编码呢? 原因很简单,16位的Unicode编码可以表示地球人的任何书面语言.这是语言 国 ...

  6. 关于Java的散列桶, 以及附上一个案例-重写map集合

    为速度而散列: SlowMap.java说明了创建一个新的Map并不困难.但正如它的名称SlowMap所示,它不会很快,如果有更好的选择就应该放弃它.它的问题在于对键的查询,键没有按照任何特定的顺序保 ...

  7. PAT1093: Count PAT's

    1093. Count PAT's (25) 时间限制 120 ms 内存限制 65536 kB 代码长度限制 16000 B 判题程序 Standard 作者 CAO, Peng The strin ...

  8. FLASK 使用方法

    Flask是一个Python编写的Web 微框架,让我们可以使用Python语言快速实现一个网站或Web服务.本文参考自Flask官方文档,大部分代码引用自官方文档. 安装Flask 首先我们来安装F ...

  9. Ubuntu安装和卸载.bundle格式的VMware

    本文由荒原之梦原创,原文链接:http://zhaokaifeng.com/?p=628 前言: 本文中用于演示的.bundle文件是VMware-Workstation-Full-14.1.1-75 ...

  10. 阿里云oss挂载到linux本地文件系统

    对象存储 OSS 阿里云对象存储服务 (OSS) 是一种高度可伸缩且安全可靠的云对象存储服务,让您可以存储.备份和归档大量数据.阿里云 OSS 是一种简单易用的服务,让您每秒能处理数百万请求,它还支持 ...