آموزش

معیار IOPS در حافظه ذخیره ساز SSD

IOPS

یکی از تجهیزات مهم در هر سازمانی ذخیره سازها است که برطبق نیازهای سازمانی در انواع مختلف قابل استفاده است. ویژگی هایی از قبیل قدرت گسترش پذیری بالا، سرعت خواندن و نوشتن، انطباق پذیری و توان عملیاتی بالا در انتخاب نوع ذخیره ساز اهمیت دارد. در میان ذخیره سازها یکی از هاردهای قابل استفاده برای سرور اچ پی حافظه ذخیره ساز SSD است که براساس تکنولوژی NAND Flash طراحی شده و دارای حجم کاری متنوعی است. فرم فاکتورهای موجود در این نوع حافظه ها به صورت : SSF/ LFF/ M.2/ PCIe/ NWMe است. این هاردها در حجم های کاری Midline، Enterprise و Entry طراحی شده اند. هم چنین حجم کاری VRO که مخفف very read optimized است در حافظه های ذخیره ساز SSD استفاد می شود.

کاربرد انواع WORKLOAD در حافظه ذخیره ساز SSD

حجم کاری Enterprise مناسب برای محیط هایی است که نیازمند بالاترین میزان Read و Write باشند. بعنوان مثال جهت اجرای CRM به محیط کاری Enterprise نیازمند است. درگاه انتقال در این هاردها SAS و سرعت انتقال 12Gb/s است که به صورت SFF و LFF و حداکثر تا ظرفیت 2.4 ترابایت را پشتیبانی می کند.

حجم کاری Midline مناسب برای فرآیندهای Backup و Archive است که درگاه انتقال در این هاردها از نوع SAS با سرعت انتقال 12Gb/s یا SATA و سرعت انتقال 6Gb/s می باشد. حداکثر ظرفیت قابلیت پشتیبانی 16ترابایت است.

حجم کاری entry مناسب برای فعالیت هایی با Read و Write پایین مانند Boot می باشد. درگاه انتقال در این هاردها از نوع SATA و سرعت انتقال 6Gb/s با فرم فکتور LFF است. حداکثر ظرفیت به 4 ترابایت می رسد.

شرکت HPE در سری Enterprise حجم کاری SSD را در سه دسته قرار می دهد:

Read Intensive (RI)

Mixed Use (MU)

Write Intensive (WI)

یکی از معیارهای این طبقه بندی DWPD است که میزان نوشتن و پاک کردن اطلاعات را نشان می دهد. هرچه میزان نوشتن اطلاعات در حافظه SSD بیشتر باشد سرعت خراب شدن و فرسایش حافظه نیز بیشتر است.

DWPD چیست؟

DWPD مخفف Drive Write Per Day است به این مفهوم که در یک روز و تایم معین چه مقدار اطلاعات بر روی حافظه ذخیره ساز SSD می توان ذخیره کرد. تعداد دفعات نوشتن بر روی یک هارد SSD براساس معیار DWPD مشخص می شود.

براساس معیار DWPD می توان مشخص نمود هارد ذخیره ساز شما در طول دوره ضمانت خود آسیب می بیند یا نه. با ضرب ظرفیت حافظه در مقدار DWPD، اگر حاصل ضرب بیشتر از مقدار ظرفیت حافظه باشد آسیب نخواهید داشت اما در صورتی که حاصلضرب کمتر از مقدار ظرفیت حافظه باشد احتمال آسیب در طول دوره هست.

بعنوان مثال در حافظه SSD با پارت نامبر P04560-B21 که ظرفیت حافظه 480GB و مقدار DWPD در آن 0.8 است حاصلضرب مقدار عددی 384 است که از مقدار ظرفیت حافظه پایین تر است.

در حافظه SSD با پارت نامبر P05676-B21 که ظرفیت حافظه 480GB و مقدار DWPD در آن 3.50 است حاصلضرب مقدار عددی 1680 است که از مقدار ظرفیت حافظه بالاتر است.

IOPS چیست؟

برای بررسی عملکرد حافظه ذخیره ساز SSD سه معیار اصلی در نظر گرفته می شود:

Bandwidth Rate

Latency

IOPS

با معیار IOPS می توان به سنجش سرعت هارد پرداخت. بنابراین با فرض ثابت بودن سایر عوامل، در زمان خرید هارد معیار IOPS را بعنوان عاملی برای سنجش سرعت در workloadهای متفاوت در نظر می گیریم. IOPS تعداد خواندن و نوشتن در هر ثانیه را نشان می دهد یعنی در واقع نشان می دهد یک هارد چقدر سریع می تواند عملیات خواندن و نوشتن را انجام دهد. یکی از مزایای هاردهای SSD نسبت به هاردهای ذخیره ساز HDD این است که مقدار IOPS بیشتری را نشان می دهند.

IOPS مخفف Input/Output Operation Per Second است و مقدار آن نشان دهنده تعداد عملیات خروجی و ورودی است که یک هارد می تواند در مدت زمان یک ثانیه انجام دهد. در واقع IOPS نشان می دهد یک هارد تا چه اندازه سخت می تواند کار کند.

نحوه محاسبه IOPS

فرمول محاسبه عددی IOPS به صورت زیر است:

IOPSread: DiskIOPS × تعداد دیسک

IOPSwrite: IOPSread  *  Raid Penalty

مقدار Raid Penalty براساس نوع Raid به شرح زیر است:

Raid Penalty Raid Type
2 10
4 5
6 6

مقدار عددی IOPS در هاردها با چرخش دیسک های مختلف به شرح زیر است:

سرعت چرخش هارد دیسک IOPS
15K 185
10K 125
7.2K 75

بعنوان مثال می خواهیم IOPS 6 دیسک 800گیگابایت با سرعت چرخش 10K و RAID 10 را حساب کنیم:

IOPSread = 6× 125 = 750 IOPS

IOPSwrite = 750/2 = 375 IOPS

هم چنین فرمولی برای محسابه IOPS Total داریم که به صورت زیر است:

IOPSTotal= IOPSread + (IOPSwrite × Raid Penalty)

در این مثال مقدار IOPSTotal به شرح زیر است:

IOPSTotal = 750+ (375×2) = 1500

در زمان انتخاب حافظه ذخیره ساز SSD مقدار IOPS در این چهار حالت اعلام می شود:

Random Read IOPS که تعداد میانگین عملیات های خواندن ورودی و خروجی تصادفی در یک ثانیه است.

Random Write IOPS که تعداد میانگین عملیات های نوشتن ورودی و خروجی تصادفی در یک ثانیه است.

Sequential Read IOPS تعداد میانگین عملیات های خواندن ورودی-خروجی ترتیبی در یک ثانیه است.

Sequential Read IOPS تعداد میانگین عملیات های نوشتن ورودی- خروجی ترتیبی در یک ثانیه است.

در نتیجه با درنظر داشتن مقدار عددی IOPS بالاتر در حافظه هارد ذخیره ساز بسته به نوع WORKLOAD می توان به بهینه سازی هارد و بهره وری آن کمک کرد.

در اینجا به بررسی ویژگی های هارد ذخیره ساز SSD با پارت نامبر P21133-B21 می پردازیم. می توانید به مقدار عددی DWPD و IOPS و سرعت خواندن و نوشتن توجه نمایید.

HPE 1.6TB SAS 12G Mixed Use SFF SC SS540 SSD

8760 Lifetime Writes (TB) 1600 Capacity
3.00 Endurance DWPD MU Work Load Type
1095 Max Seq Read SAS Interface Type
1040 Max Seq Write SFF Form Factor
130.000 Random Read IOPS Hot Plug Plug Type
120.000 Random Write IOPS SC Carrier Type
210.000@Q64 MAX Random Read IOPS (4KiB) YES Digitally Signed Firmware
124000@Q64 MAX Random Write IOPS (4kiB) LTC Flash Type
Gen10, Gen10 PLUS Server Support Dual Port

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *