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1秒あたりの入出力操作数（IOPS、発音はアイオプス）は、ハードディスクドライブ（HDD）、ソリッドステートドライブ（SSD）、ストレージエリアネットワーク（SAN）などのコンピュータストレージデバイスの特性を評価するために使用される入出力パフォーマンスの測定値です。ベンチマークと同様に、ストレージデバイスメーカーが公開するIOPSの数値は、実際のアプリケーションのパフォーマンスとは直接関係ありません。[1] [2]
背景
ストレージ デバイスのパフォーマンス特性を意味のある形で説明するには、IOPS、応答時間、(アプリケーション) ワークロードという少なくとも 3 つの指標を同時に指定する必要があります。応答時間とワークロードを同時に指定しないと、IOPS は本質的に意味がありません。単独では、IOPS は自動車エンジンの「1 分間の回転数」に類似していると考えられます。つまり、トランスミッションがニュートラルの状態で 10,000 RPM で回転できるエンジンは、何の価値も伝えませんが、特定の RPM 数で指定されたトルクと馬力を発揮できるエンジンは、エンジンの機能を完全に表します。
どのようなシステム構成でも可能な IOPS の具体的な数は、読み取り操作と書き込み操作のバランス、シーケンシャルアクセス パターンとランダムアクセス パターンの混合、ワーカースレッドの数とキューの深さ、データ ブロック サイズなど、テスターがプログラムに入力する変数によって大きく異なります。[1]システム設定、ストレージ ドライバー、OS のバックグラウンド操作など、IOPS の結果に影響を与える可能性のある他の要因もあります。また、特に SSD をテストする場合は、事前調整を考慮する必要があります。[3]
パフォーマンス特性
測定される最も一般的なパフォーマンス特性は、シーケンシャル操作とランダム操作です。シーケンシャル操作は、ストレージ デバイス上の場所に連続的にアクセスするため、通常は 128 kB以上などの大きなデータ転送サイズを伴います 。ランダム操作は、ストレージ デバイス上の場所に不連続にアクセスするため、通常は 4 kB などの小さなデータ転送サイズを伴います。
最も一般的なパフォーマンス特性は次のとおりです。
HDD や同様の電気機械式ストレージ デバイスの場合、ランダム IOPS の数値は主にストレージ デバイスのランダムシーク時間に依存しますが、SSD や同様のソリッド ステート ストレージ デバイスの場合、ランダム IOPS の数値は主にストレージ デバイスの内部コントローラとメモリ インターフェイスの速度に依存します。両方の種類のストレージ デバイスでは、シーケンシャル IOPS の数値 (特に大きなブロック サイズを使用する場合) は通常、ストレージ デバイスが処理できる最大持続帯域幅を示します。[1]多くの場合、シーケンシャル IOPS は次のように単純なメガバイト/秒の数値として報告されます。
(その後MB/秒に変換されます)
一部の HDD/SSD では、未処理の IO 数 (キューの深さ) が増えるにつれてパフォーマンスが向上します。これは通常、ドライブ上のより高度なコントローラ ロジックが、一般にタグ付きコマンド キューイング(TCQ) またはネイティブ コマンド キューイング(NCQ) と呼ばれるコマンド キューイングと並べ替えを実行する結果です。多くのコンシューマー向けSATA HDD では、これが実行できないか、実装が貧弱なためパフォーマンス上のメリットが見られません。[引用が必要] Western Digital Raptorや Seagate Barracuda NLなどのエンタープライズ クラスの SATA HDD では、キューが深い場合、ほぼ 100% 向上します。[4]サーバーでより一般的に使用されているハイエンドSCSIドライブでは、通常、はるかに大きな改善が見られ、Seagate Savvio では 400 IOPS を超え、パフォーマンスが 2 倍以上になります。[引用が必要]
従来のHDDは読み取りと書き込みの操作でほぼ同じIOPSを備えていますが、多くのNANDフラッシュベースのSSDとUSBスティックは、以前に書き込まれた場所に直接書き直すことができないため、ガベージコレクションと呼ばれる手順を強制的に実行し、読み取りよりも書き込みがはるかに遅くなります。[5] [6] [7]このため、ハードウェアテストサイトは、IOPSパフォーマンスをテストする際に、独立して測定された結果を提供し始めました。
Intel X25-E（2010年リリース）などのフラッシュSSDは、従来のHDDよりもはるかに高いIOPSを備えています。XssistがIometerを使用して4KBのランダム転送、70/30の読み取り/書き込み比、キューの深さ4で行ったテストでは、Intel X25-E 64 GB G1によって提供されたIOPSは約10000 IOPSで始まり、8分後に4000 IOPSまで急激に低下し、次の42分間は徐々に低下し続けました。IOPSは、約50分後から3000から4000の間で変動し、残りの8時間以上のテストでは変化しませんでした。[8] 50分後にランダムIOPSが低下したにもかかわらず、X25-Eは依然として従来のハードディスクドライブと比較してはるかに高いIOPSを備えています。SandForceコントローラを使用するOCZ RevoDrive 3 x2 PCIeを含む一部のSSDは、読み取り速度に近い、はるかに高い持続書き込みパフォーマンスを示しています。[9] たとえば、一般的なオペレーティングシステムには多くの小さなファイル（DLL ≤ 128 kBなど）があるため、SSDはシステムドライブに適しています。[10]
例
機械式ハードドライブ
テスト時に使用するブロックサイズは、特定のドライブで実行されるIOPSの数に大きく影響します。以下にいくつかの典型的なパフォーマンス数値を示します。[11]
ソリッドステートデバイス
参照
参考文献
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が QD4 で 4 人の従業員と NVMe 製品をテスト
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- ^ 「Dell がスタンドアロン DSSD D5 を廃止、残りを他の製品に投入」The Register。