IOPS là thông số phổ biến để đo hiệu năng của các thiết bị lưu trữ, chẳng hạn như các ổ cứng. Nhưng liệu IOPS SSD có thật sự đáng để quan tâm như nhiều người nghĩ?

Sơ lược về IOPS SSD

Khi đánh giá một hệ thống lưu trữ mới, đặc biệt là một mảng all-flash. Số lượng IOPS (Input/Output per second) mà hệ thống lưu trữ có thể duy trì. Thường được sử dụng để phân biệt một hệ thống lưu trữ này với một hệ thống khác. Nhưng đây có thực sự là một tiêu chuẩn có giá trị xứng đáng với nhu cầu của trung tâm dữ liệu ngày nay? Nó có xứng đáng với khả năng của các hệ thống lưu trữ ngày nay không?

Có ba yếu tố quan trọng quyết định đến hiệu suất lưu trữ. Đó là tốc độ băng thông, độ trễ và IOPS. Hầu hết các nhà cung cấp dịch vụ lưu trữ có xu hướng tập trung vào IOPS SSD. Chỉ để khoe khoang về tốc độ hệ thống lưu trữ của họ. Nhưng đo lường hiệu suất hệ thống lưu trữ bằng IOPS chỉ có giá trị nếu workload sử dụng yêu cầu IOPS cao.

Tốc độ truyền vs. IOPS

Có nhiều biến số cần xem xét khi xác định hiệu suất tổng thể của hệ thống lưu trữ. Có những yếu tố bên ngoài như cách dữ liệu được đọc hoặc ghi vào hệ thống lưu trữ. Hay có thể là tốc độ của chính cấu trúc mạng lưu trữ. Ngoài ra còn có những cân nhắc nội bộ khác nữa. Chẳng hạn như sức mạnh CPU của controller. Hay hiệu quả của phần mềm lưu trữ. Và tất nhiên, tốc độ của phương tiện lưu trữ được cài đặt trong hệ thống lưu trữ.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giả định rằng tất cả các yếu tố bên ngoài là như nhau. Khi đó, tốc độ truyền về cơ bản là tốc độ mà bộ điều khiển lưu trữ có thể di chuyển khối dữ liệu liền kề. Thông qua phần mềm lưu trữ đến phương tiện lưu trữ. Nó thường được đo bằng MB/s và tốc độ truyền cao là rất quan trọng. Đặc biệt là đối với workload có tính chất tuần tự (sequence).

Khác biệt của IOPS

Chúng được đo dưới dạng một số nguyên. Nó đề cập đến số lần đọc và ghi tối đa cho các vị trí lưu trữ không liền kề. Các hoạt động này thường bị chi phối bởi thời gian tìm kiếm. Hoặc thời gian ổ đĩa cần đặt các đầu đọc / ghi của nó đến đúng vị trí. Việc định vị heads này rất tốn thời gian. Vì vậy tầm quan trọng của sức mạnh CPU bộ điều khiển lưu trữ và hiệu quả của phần mềm lưu trữ được giảm thiểu đáng kể trong một mảng đĩa cứng.

Các mảng flash hầu như loại bỏ thời gian tìm kiếm khỏi việc cân nhắc. Do đó, chúng làm cho các biến khác, như sức mạnh của bộ điều khiển lưu trữ. Và sự hiệu quả của phần mềm lưu trữ trở nên quan trọng hơn nhiều. Khi đó, bộ điều khiển lưu trữ và phần mềm lưu trữ không còn làm nền cho hiệu suất của hard drive nữa. Bởi vì chính flash sẽ bộc lộ khả năng thực sự của chúng.

Ví dụ so sánh

Hãy so sánh cách hai workload truy cập cùng một lượng dữ liệu yêu cầu một lượng IOPS khác nhau đáng kể. Workload đầu tiên yêu cầu đọc 10 file 750MB, 7,5GB và mất 100 giây để quá trình chuyển diễn ra. Điều này có nghĩa là tốc độ truyền là 75MB / s và tiêu thụ 10 IOPS. Con số này nằm trong khả năng của một đĩa cứng. Workload thứ hai yêu cầu đọc mười nghìn file 750KB, cùng một lượng dữ liệu, 7,5 GB, nhưng nó tiêu thụ 10.000 IOPS. Vì ổ đĩa thông thường không thể tạo hơn 200 IOPS nên request này sẽ không được thực hiện trong cùng 100 giây. Đây là một ví dụ về việc các workload khác nhau có thể yêu cầu hiệu suất khác nhau đáng kể. Trong khi sử dụng cùng một dung lượng lưu trữ.

IOPS SSD có quan trọng không? – Câu trả lời là KHÔNG

Với định nghĩa khác biệt về IOPS, câu hỏi tiếp theo là: Chuyên gia CNTT có nên quan tâm đến hiệu suất IOPS SSD tiềm năng của hệ thống lưu trữ không? IOPS là một phép đo quan trọng hơn nhiều trong kỷ nguyên mảng ổ cứng. Bởi vì số lượng IOPS tiềm năng thường ít hơn những gì trung tâm dữ liệu cần. Trong kỷ nguyên mảng all-flash thì ngược lại. Hầu hết các mảng all-flash sẽ mang lại hiệu suất IOPS cao hơn nhiều so với các trung tâm dữ liệu cần.

Các phép đo IOPS không đáng tin cậy

Có một vấn đề khác khi sử dụng IOPS như một cách để phân biệt giữa các hệ thống lưu trữ flash. Đó là có quá nhiều cách để tạo số IOPS, như minh họa của chúng tôi ở trên. IOPS có thể bị ảnh hưởng đáng kể bởi kích thước của block được sử dụng. Bên cạnh đó còn là sự kết hợp giữa hoạt động đọc / ghi và số lượng ngẫu nhiên trong luồng I / O đó.

Chẳng hạn tất cả các nhà cung cấp đều tiêu chuẩn hóa về cách đặt từng biến trong số này. Khi đó nó sẽ hầu như chẳng liên quan gì đến trung tâm dữ liệu.

Ví dụ: nếu các nhà cung cấp nói báo cáo IOPS từ các thử nghiệm sử dụng kích thước block 4k và kết hợp đọc / ghi ngẫu nhiên 50%. Thì kết quả sẽ có ít ý nghĩa đối với một trung tâm dữ liệu có workload đang tạo ra block 32k với 80% tỉ lệ ghi. Hầu hết các trung tâm dữ liệu sẽ có nhiều workload chạy trên mảng tất cả các flash của họ. Nó có thể sẽ hỗ trợ nhiều workload với các kết hợp đọc / ghi khác nhau.

Phép đo phù hợp

Có một cách phù hợp để đo lường hiệu suất của mảng all-flash hoặc thậm chí là mảng hybrid. Đó là phát triển thống kê hiệu suất dựa trên workload cụ thể hoặc hỗn hợp workload.

Ví dụ: chạy kiểm tra hiệu suất SQL và VDI cùng một lúc trên cùng một hệ thống lưu trữ. Thay vì báo cáo về IOPS đã sử dụng, hãy báo cáo về dữ liệu rõ ràng và phù hợp hơn với trung tâm dữ liệu. Trong trường hợp này, đó có thể là số lượng người dùng SQL đồng thời. Các phiên bản VDI được hỗ trợ trong khi vẫn duy trì thời gian response có thể chấp nhận được.

Hiệu suất có thể nâng cấp

Hầu hết all-flash sẽ mang lại hiệu suất cao hơn cho các trung tâm dữ liệu ngày nay. Nhưng chúng tôi muốn nhấn mạnh từ “hôm nay”. Khi mật độ server ảo và desktop ảo, cũng như người dùng trên mỗi cơ sở dữ liệu. Tất cả tiếp tục mở rộng quy mô, các trung tâm dữ liệu sẽ ngày càng cần nhiều hiệu suất hơn. Bản thân phương tiện flash sẽ trở nên nhanh hơn một chút. Nhưng rào cản chính để mở rộng hiệu suất sẽ là bộ điều khiển lưu trữ và hiệu quả của phần mềm lưu trữ.

Các tính năng và khả năng của phần mềm lưu trữ sẽ cải thiện được hiệu suất flash. Các phần mềm lưu trữ hoạt động càng hiệu quả, hiệu suất tổng thể càng được cải thiện. May mắn thay, nhà cung cấp all-flash có quyền truy cập vào sức mạnh tính toán ngày càng tăng. Do đó có thể che lấp phần lớn chi phí của phần mềm lưu trữ. Điều quan trọng là nhà cung cấp flash có thể cung cấp đường dẫn nâng cấp cho phần cứng bộ điều khiển của họ. Từ đó khách hàng có thể tận dụng sức mạnh gia tăng của mỗi lần lặp lại CPU Intel.

Kết luận

Sử dụng IOPS SSD như một cách để phân biệt giữa các mảng flash là một việc rủi ro. Hầu hết các hệ thống cung cấp nhiều IOPS hơn nhu cầu của trung tâm dữ liệu thông thường. Các trung tâm dữ liệu này có thể dành thời gian của họ tốt hơn bằng cách tìm kiếm mảng flash cung cấp các tính năng họ cần với mức giá họ có thể mua được. Cũng như lộ trình nâng cấp để tiếp tục đón đầu nhu cầu về hiệu suất.

Đối với những trung tâm dữ liệu cần hiệu suất đủ cao để IOPS có thể phù hợp, thì số IOPS do nhà cung cấp cung cấp có quá nhiều sự thay đổi giữa chúng để tạo ra sự khác biệt có ý nghĩa giữa chúng. Các trung tâm dữ liệu này tốt hơn nên yêu cầu các kết quả cụ thể dựa trên hỗn hợp workload phù hợp chặt chẽ với môi trường của chúng.

Theo StorageSwiss.

Tìm hiểu thêm:
>>> Ổ cứng SSD là gì và có những loại nào?
>>> CPU là gì? Mọi thứ chúng ta cần biết về CPU
>>> Firewall là gì? Cách thức hoạt động của Firewall như thế nào?