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IOPS

每秒输入输出操作数

IOPS（Input/Output Operations Per Second）是一个用于电脑存储装置（如硬盘（HDD）、固态盘（SSD）或存储区域网络（SAN））性能测试（英语：Benchmark_(computing)）的量测方式，可以视为是每秒的读写次数。和其他性能测试一様，存储装置制造商提出的IOPS不保证就是实际应用下的性能[1][2]。

IOPS可以用应用程式来量测，例如一开始由因特尔开发的Iometer（英语：Iometer），像IOzone（英语：IOzone）及FIO（英语：FIO (software)）也有类似功能[3]，IOPS主要会用在伺服器，以找到最佳的存储配置。

IOPS的数值会随系统配置而有很大的不同，依测试者在测试时的控制变因而异，控制变因包括读取及写入的比例、其中循序存取及随机存取的比例及配置方式、线程数量及存取队列深度，以及资料区块的大小[1]。其他因素也会影响IOPS的结果，例如系统设置、存储装置的驱动程式、操作系统后台运行的作业等。若在测试固态盘时，是否先进行预调（preconditioning）机制也会影响IOPS的结果[4]。

性能特性

 
随机存取及循序存取

最常量测的性能特性是随机存取及循序存取时的IOPS。循序存取是存取存储装置中相邻位置的资料，一般和较大的资料区块存取有关，例如128 KB，随机存取是存取存储装置中非相邻位置的资料．一般存取的资料区块比较少，例如4 KB。

最常见的性能特性如下：

量测 说明
总IOPS 每秒读写次数的总和（混合读取及写入测试）
随机读取IOPS 每秒平均的随机读取次数
随机写入IOPS 每秒平均的随机写入次数
循序读取IOPS 每秒平均的循序读取次数
循序写入IOPS 每秒平均的循序写入次数

对于硬盘或是其他类似的机电存储装置，其随机存取IOPS主要和存储装置的寻址时间有关，若是固态盘及其他固态电子装置，其随机存取IOPS主要和存储装置的内部控制器及记亿体接口速度有关。这两种装置的循序存取IOPS（尤其是存取大资料区块）一般会包括存储装置可以持续的最大带宽[1]。一般循序存取的IOPS会用MB/s表示，其公式如下：

 （结果一般会转换为MB/s）

有些硬件会因为其队列深度增加而提升其性能，这多半是因为硬盘处理队列及重新排序（reordering）的先进控制器逻辑的结果，此逻辑一般称为标记命令队列（TCQ）或原生指令排序（NCQ）。企业等级的SATA硬盘，例如Western Digital Raptor（英语：Western Digital Raptor）及希捷的Barracuda NL配合深队列可以提升性能到100%[5]。较常用在伺服器的高端SCSI硬盘，一般性能有更大的提升。

传统的硬盘读取和写入的IOPS大约相同，而大部分闪存SSD的写入速度明显比读取慢很多，原因是无法写入一个之前写过的区域，会强制启动垃圾资料回收功能[6][7][8]。因此硬件测试开始在测试IOPS性能时，分开测试写入和读取。

像Intel X25-E等较新的闪存SSD固态盘其IOPS会比传统的硬盘要高，在Xssist进行的一个测试中，用IOmeter软件，4 KB随机存取，读取/写入比例为70/30，队列深度4，Intel X25-E 64 GB G1的IOPS一开始有 10000 IOPs，在八分钟后快速掉到4000 IOPS，之后的42分钟持续的下降，自第50分钟起到第八小时之间，IOPS在3000至4000之间变化[9]。即使第50分钟IOPS快速下降，X25-E的IOPS仍较传统硬盘要高。像OCZRevoDrive 3 x2 PCIe用SandForce控制器，其持续写入性能和读取速度大致相近[10]。

一些IOPS的示例

硬盘驱动器

随机存取处理下，一些常见的IOPS平均值，计算方式是1/(寻址时间 + 回应时间) = IOPS:

装置 形式 IOPS 接口 注解
7,200 RPM SATA硬盘驱动器 硬盘驱动器 ~75-100 IOPS[2] SATA 3 Gbit/s
10,000 RPM SATA硬盘驱动器 硬盘驱动器 ~125-150 IOPS[2] SATA 3 Gbit/s
10,000 rpm SAS硬盘驱动器 硬盘驱动器 ~140 IOPS[2] SAS（串列SCSI）
15,000 rpm SAS硬盘驱动器 硬盘驱动器 ~175-210 IOPS[2] SAS（串列SCSI）

固态装置

装置 形式 IOPS 接口 注解
英特尔Intel X25-M G2（MLC） SSD ~8,600 IOPS[11] SATA 3 Gbit/s 英特尔的资料表（英语：datasheet）[12]声称在4 KB资料的写入及读取时，分别有有6,600/8,600 IOPS (80 GB/160 GB版本)及35,000 IOPS的速度。
英特尔 Intel X25-E (SLC) SSD ~5,000 IOPS[13] SATA 3 Gbit/s 英特尔数据表[14]声称在写入和读取的速度为3,300 IOPS及35,000 IOPS。写入和读取混和时为5,000 IOPS。英特尔的X25-E G1比X25-M G2快了约三倍[15]
G.Skill Phoenix Pro SSD ~20,000 IOPS[16]。 SATA 3 Gbit/s SandForce-1200为基础的固态硬件，配合加强版的固件，最快可到50,000 IOPS，性能测试的结果是随机读取可到~25,000 IOPS，随机写入可到~15,000 IOPS[16]。
OCZ Vertex 3 SSD 最高可到60,000 IOPS[17] SATA 6 Gbit/s 随机写入4 KB (Aligned)
Corsair Force Series GT SSD 最高可到85,000 IOPS[18] SATA 6 Gbit/s 240 GB Drive，循序读取为555 MB/s，循序写入为525 MB/s。随机写入4 KB (Aligned)

相关条目

参考资料

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Lowe, Scott. Calculate IOPS in a storage array. techrepublic.com. 2010-02-12 [2011-07-03]. （原始内容存档于2011-06-29）. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 Getting The Hang Of IOPS v1.3. 2012-08-03 [2013-08-15]. （原始内容存档于2013-08-09）. 
  3. ^ Axboe, Jens. Flexible IO Tester. [2010-06-04]. （原始内容存档于2010-05-12）. (source available at http://git.kernel.dk/ （页面存档备份，存于互联网档案馆）)
  4. ^ Smith, Kent. Benchmarking SSDs: The Devil is in the Preconditioning Details (PDF). SandForce.com. 2009-08-11 [2015-05-05]. （原始内容存档 (PDF)于2015-06-29）. 
  5. ^ SATA in the Enterprise - A 500 GB Drive Roundup | StorageReview.com - Storage Reviews. StorageReview.com. 2006-07-13 [2013-05-13]. （原始内容存档于2013-05-05）. 
  6. ^ Hu, X.-Y. and E. Eleftheriou, R. Haas, I. Iliadis, R. Pletka. Write Amplification Analysis in Flash-Based Solid State Drives. IBM. 2009. CiteSeerX: 10.1.1.154.8668 . 
  7. ^ SSDs - Write Amplification, TRIM and GC (PDF). OCZ Technology. [2010-05-31]. （原始内容 (PDF)存档于2012-05-26）. 
  8. ^ Intel Solid State Drives. Intel. [2010-05-31]. （原始内容存档于2010-05-26）. 
  9. ^ Intel X25-E 64GB G1, 4KB Random IOPS, iometer benchmark. 2010-03-27 [2010-04-01]. （原始内容存档于2010-05-03）. 
  10. ^ OCZ RevoDrive 3 x2 PCIe SSD Review – 1.5GB Read/1.25GB Write/200,000 IOPS As Little As $699. 2011-06-28 [2011-06-30]. （原始内容存档于2011-07-01）. 
  11. ^ Schmid, Patrick; Roos, Achim. Intel's X25-M Solid State Drive Reviewed. 2008-09-08 [2011-08-02]. 
  12. ^ 存档副本 (PDF). [2010-07-20]. （原始内容 (PDF)存档于2010-08-12）. 
  13. ^ 1. Intel’s X25-E SSD Walks All Over The Competition : They Did It Again: X25-E For Servers Takes Off. Tomshardware.com. [2013-05-13]. 
  14. ^ 存档副本 (PDF). [2009-03-18]. （原始内容 (PDF)存档于2009-02-06）. 
  15. ^ Intel X25-E G1 vs Intel X25-M G2 Random 4 KB IOPS, iometer. May 2010 [2010-05-19]. （原始内容存档于2010-05-16）. 
  16. ^ 16.0 16.1 G.Skill Phoenix Pro 120 GB Test - SandForce SF-1200 SSD mit 50K IOPS - HD Tune Access Time IOPS (Diagramme) (5/12). Tweakpc.de. [2013-05-13]. （原始内容存档于2013-02-12）. 
  17. ^ 存档副本 (PDF). [2015-06-30]. （原始内容 (PDF)存档于2011-06-26）. 
  18. ^ Force Series™ GT 240GB SATA 3 6Gb/s Solid-State Hard Drive. Force Series™ GT 240GB SATA 3 6Gb/s Solid-State Hard Drive - Force Series GT - SSD. Corsair.com. [2013-05-13]. （原始内容存档于2013-01-19）. 


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