Výkon úložiště počítače

Výkon ukládání počítačového zahrnuje několik aspektů: výkonné multimediální úložiště jako hardware ( pevný disk , optický disk , disk SSD ,  atd ), organizace disku (typ RAID , diskových polí ,  apod ) a softwarová řešení umožňující přístup do skutečné Data ( komprese dat , deduplikace , priorit , jemné a dynamická alokace ,  atd. ). Je třeba rozlišovat mezi problémy s úložištěm podnikových serverů a problémy s úložištěm osobních počítačů, ale v obou případech je výzvou dosáhnout co nejlepšího výkonu při optimalizaci souvisejících nákladů.

Výkon typů médií

Magnetické pásky

Výkon magnetických pásek ( například pro LTO rádově 160  MB / s ) a omezení v podstatě sekvenčního přístupu z něj dělají úložné médium spíše určené pro zálohování nebo archivaci , přístup - spojený s fyzickým pokrokem pásky - nahoru do deseti sekund, nepočítaje se doba montáže v odvíječi.

Magnetooptická média

Výkon různých typů magnetooptických médií je výrazně nižší než u magnetických disků.

Typ Kapacita Rychlost čtení
(MB / s)
Rychlost zápisu
(MB / s)
Přístupová doba
(ms)
Cena
($ / měsíc)
12/14 palců > 15  GB 2.7 1.3 <100 0,05
5 palců MO 2,6  GB 3 1.7 40 0,05
CD ROM 650  MB 0,71 0,35 <400 0,02
CD-RW 650  MB 0,9 0,3 0,04
DVD-ROM 4,7  GB 1.4 100 0,005

I / O výkon je také silně spojen s typy řadičů ( SAS / SATA / SCSI ).

USB klíč

Mezi nejrychlejší USB 2.0 disky mohou dosáhnout  33MB / s pro čtení a  26MB / s zápis, ale v praxi rychlosti jsou menší než  10 MB / s . USB 3 umožňuje rychlost čtení až  180 MB / s a  zápisu 60 MB / s .

Všimněte si, že funkce jako ReadyBoost umožňuje použít USB klíč k urychlení výkonu systému Windows pomocí klíče jako mezipaměti .

HDD

Nejčastěji používaným médiem pro ukládání počítačových dat je pevný disk , který se v historii výpočetní techniky enormně vyvinul a jeho kapacity se během několika let zvýšily z několika MB na několik TB. ve stejném poměru.

Výpočet výkonu pevného disku závisí na několika faktorech. V případě tradičního disku je průměrná doba služby pevného disku:
Temps de service = Temps de recherche + latence rotationnelle + temps de transfert.

Průměrná doba latence je:
Latence rotationnelle = 60 / (vitesse de rotation en tours par minute) / 2.

Typické hodnoty
Rychlost
otáčení
(ot / min)
Průměrná latence
rotace
(ms)
4200 7.14
5 400 5.56
7 200 4.17
10 000 3,00
15 000 2,00

10000  rpm Limit byl překročen v roce 1999 by Hitachi, který umožnil, aby klesnout pod 2,5  ms latence. Nejrychlejší mechanické disky dosahují vrcholu při 15 000  otáčkách za minutu , což je omezení způsobené obtížností ovládání zahřívání a vibrací.

SSD disky

Stále více úložných systémů nabízí disky SSD ke zlepšení výkonu. Využití technologií flash paměti obrací svět úložišť vzhůru nohama. Ve skutečnosti v případě disku SSD neexistuje čas hledání ani latence otáčení; na druhou stranu, v závislosti na typu SSD (MLC nebo SLC) se doba čtení a doba zápisu mohou velmi lišit: ve srovnání s více výrobci, které měří 17 SDD disků, se doba přístupu ke čtení pohybuje mezi 70 μs (mikrosekundy , tj. 0,07 ms) a 300 μs (tj. 0,3 ms); doba přístupu pro zápis se pohybuje mezi 50 μs a 740 μs, což je 10 až 100krát rychlejší než u tradičního pevného disku.

Propustnost disků SSD je obecně nad 200  MB / s a pro nejúčinnější disky řádově 500  MB / s , ve srovnání s hodnotami řádově 50 až 120  MB / s dosaženými tradičními pevnými disky.

Organizace disků

V počítačových systémech s více disky je organizace a konfigurace disků přinejmenším stejně důležitá jako výkon každé komponenty na jednotku. Dopad výběru různých typů RAID na výkon je důležitý. Diskové pole RAID1 je při psaní efektivnější než diskové pole RAID5. Velká úložná pole jsou navržena pro vysoký výkon, obvykle v závislosti na počtu jednotek, ale také na mezipaměti a architektuře pole.

  • Dopad typu přístupu ( sekvenční přístup / náhodný přístup ): sekvenční čtení je na klasickém disku efektivnější, ale u disku SSD není žádný rozdíl.
  • Dopad různých typů mezipaměti  : zvětšení velikosti mezipaměti zvyšuje pravděpodobnost nalezení bloku, aniž byste museli provádět I / O.
  • Dopad různých typů dat (soubory, databáze, nestrukturované  atd. ).
  • Dopad velikostí bloků .
  • Dopad komprese , který snižuje množství informací ke čtení nebo zápisu na médium, ale prodlužuje dobu zpracování.
  • Dopad šifrování dat, což prodlužuje dobu zpracování.
  • Dopad zarovnání dat: Pokud I / O operačního systému není zarovnán s fyzickými bloky úložného systému, může to způsobit další I / O.
  • Dopad fragmentace  : Fragmentovaný disk má méně souvislých dat a těží z menšího počtu sekvenčních čtení.
  • Dopad stanovení priorit .
  • Dopad dynamického zajišťování , nazývaného také „  tenké zajišťování  “.
  • Dopad deduplikace .

Nástroje pro měření výkonu

Nástroje pro výpočet výkonu

Intel poskytuje nástroj, který vypočítává teoretický výkon diskového pole na základě typu RAID, počtu a typu disků a rychlosti čtení / zápisu. Pro disky SSD existuje konkrétní verze.

Bibliografie

Poznámky a odkazy

  1. „  Formát LTO vyžaduje zálohování pásky útokem  “ (zpřístupněno 22. ledna 2014 )
  2. Magnetická a optická úložná zařízení , vyd. Inženýrské techniky
  3. "  Srovnání: deset 32 ​​GB USB 2.0 klíčů  " , na 01net ,14. dubna 2011
  4. „  Top 10 nejlepších 32GB USB 3.0 flash disků  “ , na 01net ,12. června 2015
  5. (en) http://www.pctechguide.com/hard-disks/hard-disk-hard-drive-performance-transfer-rates-latency-and-seek-times
  6. http://www.mag-securs.com/News/tabid/62/id/22011/EMC-revolutionne-la-performance-du-stockage-en-integrant-des-lecteur-flash-SSD-dans-ses -bays-top-of-the-range.aspx
  7. .
  8. „  Srovnání: 17 SSD zkontrolováno  “ (přístup 22. ledna 2014 )
  9. (en) http://www.storagereview.com/ssd_vs_hdd
  10. (in) „  Defragmentace  “ na Diskeeper - The Diskeeper Company (přístup 12. srpna 2020 ) .
  11. (en) https://technet.microsoft.com/en-us/library/cc938959.aspx
  12. (en) http://linuxcommand.org/man_pages/iostat1.html
  13. (en) publib.boulder.ibm
  14. http://wintelguy.com/raidperf.pl
  15. RAID kalkulačka výkonu SSD

externí odkazy