Windows 11/10 aktualisieren, um die neuesten Updates herunterzuladen und zu installieren

IOPS Definition

Was ist die IOPS Definition? IOPS ist die Abkürzung für Input/Output-Operationen pro Sekunde. Als ein Maß für die Eingabe-/Ausgabeleistung wird es zur Charakterisierung von Computerspeichergeräten wie HDD, SSD und SAN verwendet.

Ähnlich wie bei Benchmarks steht die von den Speichergeräteherstellern angegebene IOPS-Zahl in keinem direkten Zusammenhang mit der tatsächlichen Anwendungsleistung. Nachdem wir die Bedeutung von IOPS kennengelernt haben, wird MiniTool den Hintergrund und die Leistungsmerkmale vorstellen.

IOPS-Hintergrund

Um die Leistungsmerkmale eines Speichergeräts sinnvoll zu beschreiben, müssen mindestens drei Messgrößen gleichzeitig angegeben werden: IOPS, Antwortzeit und (Anwendungs-)Arbeitslast. Da Antwortzeit und Arbeitslast nicht gleichzeitig angegeben werden, ist IOPS im Wesentlichen bedeutungslos.

Ein Motor, der sich mit 10.000 Umdrehungen pro Minute im Leerlauf drehen kann, liefert keinen Wert, aber ein Motor, der ein bestimmtes Drehmoment und eine bestimmte Leistung bei einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen pro Minute erzeugen kann, beschreibt die Leistung des Motors vollständig.

In jeder Systemkonfiguration wird die spezifische Anzahl der möglichen IOPS stark variieren, je nach den Variablen, die der Tester in das Programm eingibt, einschließlich des Verhältnisses zwischen Lese- und Schreibvorgängen, der Mischung aus sequentiellen und zufälligen Zugriffsmustern, der Tiefe der Anzahl der Worker-Threads und Warteschlangen sowie der Datenblockgröße.

Andere Faktoren wirken sich ebenfalls auf die IOPS-Ergebnisse aus, z. B. die Systemeinrichtung, Speichertreiber und Hintergrundoperationen des Betriebssystems. Darüber hinaus müssen, insbesondere beim Testen von SSDs, Überlegungen zur Vorkonditionierung berücksichtigt werden.

IOPS-Leistungscharakteristik

Sequentielle Operationen und zufällige Operationen sind die am häufigsten gemessenen Leistungsmerkmale. Sequentielle Operationen greifen kontinuierlich auf Speicherplätze auf Speichergeräten zu und beziehen sich in der Regel auf größere Datenübertragungsgrößen, wie beispielsweise 128 kB. Zufallsoperationen greifen nicht kontinuierlich auf Speicherplätze zu und beziehen sich in der Regel auf kleinere Datenübertragungsgrößen, beispielsweise 4 kB.

Werfen wir einen Blick auf die gängigsten Leistungsmerkmale:

• IOPS insgesamt: Gesamtzahl der E/A-Operationen pro Sekunde (bei Durchführung einer Mischung aus Lese- und Schreibtests).
• Zufällige Lese-IOPS: Durchschnittliche Anzahl der zufälligen Lese-E/A-Vorgänge pro Sekunde.
• Zufällige Schreibzugriffe IOPS: Durchschnittliche Anzahl zufälliger Schreib-E/A-Vorgänge pro Sekunde.
• Sequentielles Lesen IOPS: Durchschnittliche Anzahl der sequenziellen Lese-E/A-Vorgänge pro Sekunde.
• Sequentielle Schreibzugriffe IOPS: Durchschnittliche Anzahl der sequenziellen Schreib-E/A-Vorgänge pro Sekunde.

Bei HDDs und ähnlichen elektromechanischen Speichergeräten hängt die Anzahl der zufälligen IOPS hauptsächlich von der zufälligen Suchzeit des Speichergeräts ab, während bei SSDs und ähnlichen Solid-State-Speichergeräten die Anzahl der zufälligen IOPS hauptsächlich von der Geschwindigkeit des internen Controllers und der Speicherschnittstelle des Speichergeräts abhängt.

Bei beiden Arten von Speichergeräten stellen die sequenziellen IOPS-Zahlen (insbesondere bei Verwendung großer Blockgrößen) in der Regel die maximale anhaltende Bandbreite dar, die das Speichergerät verarbeiten kann.

Wenn die Anzahl der ausstehenden IOs (Warteschlangentiefe) zunimmt, verbessert sich die Leistung einiger Festplatten. Dies ist oft das Ergebnis einer fortschrittlicheren Controller-Logik auf dem Laufwerk, welche die Befehlswarteschlangenbildung und Neuordnung auf dem Laufwerk durchführt und oft als Tagged Command Queuing (TCQ) oder Native Command Queuing (NCQ) bezeichnet wird.

Die meisten handelsüblichen SATA-Laufwerke können dies nicht, oder ihre Implementierung ist zu schlecht, um Leistungsvorteile zu erzielen. SATA-Laufwerke der Enterprise-Klasse steigern ihre Leistung um fast 100 %, wenn die Warteschlange tief ist. High-End SCSI-Laufwerke, die in Servern häufiger anzutreffen sind, weisen in der Regel eine größere Verbesserung auf.

Obwohl die Lese- und Schreibvorgänge herkömmlicher Festplatten die gleichen IOPS aufweisen, ist die Schreibgeschwindigkeit der meisten SSDs, die auf NAND-Flash-Speicher basieren, viel langsamer als die Lesegeschwindigkeit, da sie nicht direkt an die vorherige Schreibposition zurückgeschrieben werden können, so dass der als Speicherbereinigung bezeichnete Prozess nicht durchgeführt werden kann. Dies führt dazu, dass Hardware-Teststellen beim Testen der IOPS-Leistung unabhängige Messergebnisse liefern.

Neuere Flash-SSDs (wie die Intel X25-E) haben viel höhere IOPS als herkömmliche HDDs. In einem von Xssist durchgeführten Test mit IOmeter, 4 KB zufälligem Transfer, 70/30 Lese-/Schreibverhältnis, Warteschlangentiefe 4, begannen die von der Intel X25-E 64GB G1 freigegebenen IOPS bei etwa 10000 IOPS, fielen nach 8 Minuten auf 4000 IOPS und nahmen in den folgenden 42 Minuten allmählich ab.

In den restlichen mehr als 8 Stunden des Testlaufs schwankten die IOPS ab etwa der 50. Minute zwischen 3000 und 4000. Auch wenn die zufälligen IOPS nach 50 Minuten abfallen, hat die X25-E immer noch höhere IOPS als herkömmliche Festplatten. Einige SSDs (einschließlich OCZ RevoDrive 3 x2 PCIe mit SandForce-Controllern) zeigen eine höhere kontinuierliche Schreibleistung, die näher an der Lesegeschwindigkeit liegt.

Unterm Strich

In diesem Artikel geht es hauptsächlich um IOPS. Nachdem Sie diesen Artikel gelesen haben, sollten Sie die IOPS-Definition, den Hintergrund und die Leistungsmerkmale kennen.