आईओपीएस: Difference between revisions

Revision as of 15:47, 14 June 2023

इनपुट/आउटपुट ऑपरेशंस प्रति सेकंड (आईओपीएस, उच्चारित 'आई-ऑप्स) इनपुट/आउटपुट प्रदर्शन माप है जिसका उपयोग हार्ड डिस्क ड्राइव (एचडीडी), सॉलिड स्टेट ड्राइव (एसएसडी), और स्टोरेज एरिया (सैन) नेटवर्क जैसे कंप्यूटर स्टोरेज डिवाइस को चिह्नित करने के लिए किया जाता है। बेंचमार्क के जैसे, स्टोरेज डिवाइस निर्माताओं द्वारा प्रकाशित आईओपीएस संख्या सीधे वास्तविक विश्व के एप्लिकेशन प्रदर्शन से संबंधित नहीं होते हैं।^[1]^[2]

पृष्ठभूमि

किसी भी स्टोरेज डिवाइस की प्रदर्शन विशेषताओं का अर्थपूर्ण वर्णन करने के लिए, अल्प से अल्प तीन मीट्रिक एक साथ निर्दिष्ट करना आवश्यक है: आईओपीएस, प्रतिक्रिया समय, और (आवेदन) कार्यभार। प्रतिक्रिया-समय और कार्यभार के साथ विनिर्देशों के अभाव में, आईओपीएस अनिवार्य रूप से अर्थहीन हैं। भिन्नता में, आईओपीएस को ऑटोमोबाइल इंजन के क्रांति प्रति मिनट के अनुरूप माना जा सकता है, अर्थात इंजन जो 10,000 RPM पर स्पिन करने में सक्षम है, तटस्थ में इसके प्रसारण के साथ कुछ भी मूल्य नहीं देता है, चूँकि इंजन दिए गए समय पर निर्दिष्ट टॉर्क और हॉर्सपावर विकसित करने में सक्षम है। RPM की दी गई संख्या पूर्ण प्रकार से इंजन की क्षमताओं का वर्णन करती है।

किसी भी प्रणाली विन्यास में संभव आईओपीएस की विशिष्ट संख्या अधिक भिन्न होगी, चर के आधार पर परीक्षक कार्यक्रम में प्रवेश करता है, जिसमें पढ़ने और लिखने के संचालन का संतुलन, अनुक्रमिक और रैंडम एक्सेस प्रारूप, कार्यकर्ता थ्रेड की और कतार की गहराई, साथ ही डेटा ब्लॉक आकार संख्या सम्मिलित है।^[1] ऐसे अन्य कारक भी हैं जो आईओपीएस परिणामों को प्रभावित कर सकते हैं जिनमें प्रणाली सेटअप, स्टोरेज ड्राइवर, ओएस पृष्ठभूमि ऑपरेशन आदि सम्मिलित हैं।^[3]

प्रदर्शन विशेषताएं

File:Random vs sequential access.svg

अनुक्रमिक पहुँच की तुलना में यादृच्छिक पहुँच।

मापी जाने वाली सबसे सामान्य प्रदर्शन विशेषताएं अनुक्रमिक और यादृच्छिक संचालन हैं। अनुक्रमिक संचालन स्टोरेज डिवाइस पर सन्निहित प्रकार से स्थानों तक पहुँचते हैं और सामान्यतः बड़े डेटा स्थानांतरण आकारों से जुड़े होते हैं, उदा, ≥ 128 किलोबाइट हैं। रैंडम ऑपरेशंस स्टोरेज डिवाइस पर गैर-सन्निहित प्रकार से स्थानों तक पहुँचते हैं और सामान्यतः छोटे डेटा स्थानांतरण आकारों से जुड़े होते हैं, उदा, किलोबाइट हैं।

सबसे सामान्य प्रदर्शन विशेषताएं इस प्रकार हैं:

माप	विवरण
कुल आईओपीएस	प्रति सेकंड I/O संचालन की कुल संख्या (पढ़ने और लिखने के परीक्षणों का मिश्रण करते समय)
यादृच्छिक आईओपीएस पढ़ें	यादृच्छिक पठन I/O ऑपरेशंस प्रति सेकंड की औसत संख्या
यादृच्छिक आईओपीएस लिखें	यादृच्छिक लेखन I/O संचालन प्रति सेकंड की औसत संख्या
अनुक्रमिक आईओपीएस पढ़ें	अनुक्रमिक पठन I/O संचालन प्रति सेकंड की औसत संख्या
अनुक्रमिक आईओपीएस लिखें	अनुक्रमिक लेखन I/O संचालन प्रति सेकंड की औसत संख्या

एचडीडी और इसी प्रकार के इलेक्ट्रोमैकेनिकल स्टोरेज डिवाइस के लिए, रैंडम आईओपीएस संख्या मुख्य रूप से स्टोरेज डिवाइस के रैंडम सीक टाइम पर निर्भर होते हैं, जबकि एसएसडी और इसी प्रकार के सॉलिड स्टेट स्टोरेज डिवाइस के लिए, रैंडम आईओपीएस संख्या मुख्य रूप से स्टोरेज डिवाइस के इंटरनल कंट्रोलर और मेमोरी इंटरफेस गति पर निर्भर होते हैं। दोनों प्रकार के भंडारण उपकरणों पर, अनुक्रमिक आईओपीएस संख्याएं (विशेष रूप से बड़े ब्लॉक आकार का उपयोग करते समय) सामान्यतः अधिकतम निरंतर बैंडविड्थ का संकेत देती हैं जिसे भंडारण उपकरण संभाल सकता है।^[1] प्रायः अनुक्रमिक आईओपीएस को साधारण मेगाबाइट प्रति सेकेंड संख्या के रूप में रिपोर्ट किया जाता है:

${\text{IOPS}}\times {\text{TransferSizeInBytes}}={\text{BytesPerSec}}$ (फिर एमबी/एस में परिवर्तित)

कुछ एचडीडी के प्रदर्शन में सुधार होगा क्योंकि शेष आईओ की संख्या (अर्थात कतार की गहराई) बढ़ जाती है। यह सामान्यतः कमांड क्यूइंग और रीऑर्डरिंग करने वाले ड्राइव पर अधिक उन्नत कंट्रोलर लॉजिक का परिणाम होता है जिसे सामान्यतः या तो टैग की गई कमांड क्यूइंग (टीसीक्यू) या नेटिव कमांड क्यूइंग (एनसीक्यू) कहा जाता है। अधिकांश वस्तु सैटा ड्राइव या तो ऐसा नहीं कर सकते हैं, या उनका कार्यान्वयन इतना खराब है कि कोई प्रदर्शन लाभ नहीं देखा जा सकता है।^{[citation needed]} एंटरप्राइज क्लास सैटा ड्राइव्स, जैसे कि पश्चिमी डिजिटल रैप्टर और सीगेट बाराकुडा एनएल गहरी कतारों के साथ लगभग 100% सुधार करेंगे।^[4] हाई-एंड एससीएसआई (SCSI) ड्राइव सामान्यतः सर्वरों में पाए जाते हैं, सामान्यतः अत्यधिक सुधार दिखाते हैं, सीगेट सेवियो 400 आईओपीएस से अधिक है - इसके प्रदर्शन को दोगुना करने से अधिक है।^{[citation needed]}

जबकि पारंपरिक एचडीडी में पढ़ने और लिखने के संचालन के लिए लगभग समान आईओपीएस होते हैं, कई एनएएनडी (NAND) फ्लैश-आधारित एसएसडी और यूएसबी स्टिक पढ़ने की तुलना में अधिक धीमी गति से लिखते हैं, क्योंकि पूर्व से लिखे गए स्थान पर सीधे लिखने में असमर्थता के कारण गार्बेज संग्रह नामक प्रक्रिया को विवश किया जाता है।^[5]^[6]^[7] इसने आईओपीएस प्रदर्शन का परीक्षण करते समय हार्डवेयर परीक्षण साइटों को स्वतंत्र रूप से मापा परिणाम प्रदान करना प्रारम्भ कर दिया है।

फ्लैश एसएसडी, जैसे कि इंटेल एक्स25-ई (2010 में प्रस्तावित) में पारंपरिक एचडीडी की तुलना में अत्यधिक आईओपीएस है। Xssist द्वारा किए गए परीक्षण में, आयोमीटर, 4 KB रैंडम ट्रांसफर, 70/30 पढ़ने/लिखने का अनुपात, क्यू डेप्थ 4 का उपयोग करते हुए, इंटेल एक्स25-ई 64GB G1 द्वारा वितरित आईओपीएस ने लगभग 10000 आईओपी प्रारम्भ किए, और 8 मिनट के पश्चात तीव्रता से गिरा 4000 आईओपीएस, और अगले 42 मिनट तक धीरे-धीरे घटता रहा। आईओपीएस लगभग 50 मिनट और उसके पश्चात से 3000 और 4000 के मध्य भिन्न होता है, शेष 8+ घंटों के लिए परीक्षण चलता है।^[8] 50वें मिनट के पश्चात रैंडम आईओपीएस में गिरावट के अतिरिक्त, X25-E में अभी भी पारंपरिक हार्ड डिस्क ड्राइव की तुलना में अत्यधिक आईओपीएस है। सैंडफोर्स (SandForce) नियंत्रक का उपयोग करके ओसीजेड रेवोड्राइव 3 x2 PCIe सहित कुछ एसएसडी ने अत्यधिक निरंतर लेखन प्रदर्शन दिखाया है जो पढ़ने की गति से अधिक निकटता से युग्मित होता है।^[9]

उदाहरण

मैकेनिकल हार्ड ड्राइव

परीक्षण के समय प्रयुक्त ब्लॉक आकार किसी दिए गए ड्राइव द्वारा किए गए आईओपीएस की संख्या को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है। कुछ विशिष्ट प्रदर्शन आंकड़ों के लिए नीचे देखें:^[10]

ड्राइव (प्रकार / आरपीएम)	आईओपीएस (4KB ब्लॉक, रैंडम)	आईओपीएस (64KB ब्लॉक, रैंडम)	एमबी/एस (64KB ब्लॉक, रैंडम)	आईओपीएस (512KB ब्लॉक, रैंडम)	एमबी/एस (512KB ब्लॉक, रैंडम)	एमबी/एस (बड़ा ब्लॉक, अनुक्रमिक)
एसएएस / 15K	188 - 203	175 - 192	11.2 – 12.3	115 – 135	58.9 – 68.9	91.5 – 126.3
एफसी / 15K	163 - 178	151 - 169	9.7 – 10.8	97 – 123	49.7 – 63.1	73.5 – 127.5
एफसी / 10K	142 - 151	130 – 143	8.3 – 9.2	80 – 104	40.9 – 53.1	58.1 – 107.2
एसएएस / 10K	142 - 151	130 – 143	8.3 – 9.2	80 – 104	40.9 – 53.1	58.1 – 107.2
सैटा / 7200	73 - 79	69 - 76	4.4 – 4.9	47 – 63	24.3 – 32.1	43.4 – 97.8
सैटा / 5400	57	55	3.5	44	22.6

सॉलिड-स्टेट डिवाइस

डिवाइस	प्रकार	आईओपीएस	इंटरफेस	टिप्पणियाँ
Intel X25-M G2 (MLC)	एसएसडी	~8,600 IOPS^[11]	SATA 3 Gbit/s	Intel's data sheet^[12] claims 6,600/8,600 IOPS (80 GB/160 GB version) and 35,000 IOPS for random 4 KB writes and reads, respectively.
Intel X25-E (SLC)	एसएसडी	~5,000 IOPS^[13]	SATA 3 Gbit/s	Intel's data sheet^[14] claims 3,300 IOPS and 35,000 IOPS for writes and reads, respectively. 5,000 IOPS are measured for a mix. Intel X25-E G1 has around 3 times higher IOPS compared to the Intel X25-M G2.^[15]
G.Skill Phoenix Pro	एसएसडी	~20,000 IOPS^[16]	SATA 3 Gbit/s	SandForce-1200 based SSD drives with enhanced firmware, states up to 50,000 IOPS, but benchmarking shows for this particular drive ~25,000 IOPS for random read and ~15,000 IOPS for random write.^[16]
OCZ Vertex 3	एसएसडी	Up to 60,000 IOPS^[17]	SATA 6 Gbit/s	Random Write 4 kB (Aligned)
Corsair Force Series GT	एसएसडी	Up to 85,000 IOPS^[18]	SATA 6 Gbit/s	240 GB Drive, 555 MB/s sequential read & 525 MB/s sequential write, Random Write 4 kB Test (Aligned)
Samsung SSD 850 PRO	एसएसडी	100,000 read IOPS 90,000 write IOPS^[19]	SATA 6 Gbit/s	4 KB aligned random I/O at QD32 10,000 read IOPS, 36,000 write IOPS at QD1 550 MB/s sequential read, 520 MB/s sequential write on 256 GB and larger models 550 MB/s sequential read, 470 MB/s sequential write on 128 GB model^[19]
Memblaze PBlaze5 910/916 NVMe SSD^[20]	एसएसडी	1000K Random Read(4KB) IOPS 303K Random Write(4KB) IOPS	PCIe （NVMe）	The performance data is from PBlaze5 C916 （6.4TB） NVMe SSD.
OCZ Vertex 4	एसएसडी	Up to 120,000 IOPS^[21]	SATA 6 Gbit/s	256 GB Drive, 560 MB/s sequential read & 510 MB/s sequential write, Random Read 4kB Test 90K IOPS, Random Write 4kB Test 85k IOPS
(IBM) Texas Memory Systems RamSan-20	एसएसडी	120,000+ Random Read/Write IOPS^[22]	PCIe	Includes RAM cache
Fusion-io ioDrive	एसएसडी	140,000 Read IOPS, 135,000 Write IOPS^[23]	PCIe
Virident Systems tachIOn	एसएसडी	320,000 sustained READ IOPS using 4kB blocks and 200,000 sustained WRITE IOPS using 4kB blocks^[24]	PCIe
OCZ RevoDrive 3 X2	एसएसडी	200,000 Random Write 4k IOPS^[25]	PCIe
Fusion-io ioDrive Duo	एसएसडी	250,000+ IOPS^[26]	PCIe
WHIPTAIL, ACCELA	एसएसडी	250,000/200,000+ Write/Read IOPS^[27]	Fibre Channel, iSCSI, Infiniband/SRP, NFS, SMB	Flash Based Storage Array
DDRdrive X1	एसएसडी	300,000+ (512B Random Read IOPS) and 200,000+ (512B Random Write IOPS)^[28]^[29]^[30]^[31]	PCIe
SolidFire SF3010/SF6010	एसएसडी	250,000 4kB Read/Write IOPS^[32]	iSCSI	Flash Based Storage Array (5RU)
Intel SSD 750 Series	एसएसडी	440,000 read IOPS 290,000 write IOPS^[33]^[34]	NVMe over PCIe 3.0 x4, U.2 and HHHL expansion card	4 KB aligned random I/O with four workers at QD32 (effectively QD128), 1.2 TB model^[34] Up to 2.4 GB/s sequential read, 1.2 GB/s sequential write^[33]
Samsung SSD 960 EVO	एसएसडी	380,000 read IOPS 360,000 write IOPS^[35]	NVMe over PCIe 3.0 x4, M.2	4 kB aligned random I/O with four workers at QD4 (effectively QD16),^[36] 1 TB model 14,000 read IOPS, 50,000 write IOPS at QD1 330,000 read IOPS, 330,000 write IOPS on 500 GB model 300,000 read IOPS, 330,000 write IOPS on 250 GB model Up to 3.2 GB/s sequential read, 1.9 GB/s sequential write

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 | [[Intel#Solid-state drives (SSD)|Intel X25-M G2]] ([[Multi-level cell|MLC]])
-| [[Solid-state drive|SSD]]
+| [[Solid-state drive|एसएसडी]]
 | ~8,600 IOPS<ref>{{cite web |url=http://www.tomshardware.com/reviews/Intel-x25-m-SSD,2012.html |title=Intel's X25-M Solid State Drive Reviewed                 |last1=Schmid |first1=Patrick |last2=Roos |first2=Achim |date=2008-09-08 |access-date=2011-08-02}}</ref>
 | SATA 3 Gbit/s
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 | [[Intel#Solid-state drives (SSD)|Intel X25-E]] (SLC)
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 | [[G.Skill]] Phoenix Pro
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 | ~20,000 IOPS<ref name="tweakpc">{{cite web|url=http://www.tweakpc.de/hardware/tests/ssd/gskill_phoenix_pro/s05.php |title=G.Skill Phoenix Pro 120 GB Test - SandForce SF-1200 SSD mit 50K IOPS - HD Tune Access Time IOPS (Diagramme) (5/12) |publisher=Tweakpc.de |access-date=2013-05-13}}</ref>
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 | [[Samsung Electronics|Samsung]] SSD 960 PRO
-| SSD
+| एसएसडी
 | 440,000 read IOPS<br />360,000 write IOPS<ref name="Samsung-SSD960" />
 | [[NVM Express|NVMe]] over PCIe 3.0 x4, [[M.2]]
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 |-
 | OCZ Single SuperScale Z-Drive R4 PCI-Express SSD
-| SSD
+| एसएसडी
 | Up to 500,000 IOPS<ref name="OCZ_Z-Drive">{{cite web |url=http://www.ocztechnology.com/aboutocz/press/2011/445 |title=OCZ Technology Launches Next Generation Z-Drive R4 PCI Express Solid State Storage Systems |date=2011-08-02 |publisher=OCZ |access-date=2011-08-02}}</ref>
 | PCIe
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 |-
 | WHIPTAIL, ''INVICTA''
-| SSD
+| एसएसडी
 | 650,000/550,000+ Read/Write IOPS<ref>{{cite web|url=http://www.whiptail.com/products/invicta |title=Products |publisher=Whiptail |access-date=2013-05-13}}</ref>
 | Fibre Channel, iSCSI, Infiniband/SRP, NFS
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 |-
 | [[Samsung Electronics|Samsung]] SSD 980 PRO
-| SSD
+| एसएसडी
 | 1,000,000 read/write IOPS<ref name="Samsung-SSD980PRO">{{cite web |author1=Samsung Electronics |author-link=Samsung Electronics |title=Samsung SSD 980 PRO |url=https://www.samsung.com/semiconductor/minisite/ssd/product/consumer/980pro/ |access-date=6 December 2020}}</ref>
 | NVMe over PCIe 4.0 x4, M.2
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 |-
 | Fusion-io ioDrive Octal (single PCI Express card)
-| SSD
+| एसएसडी
 | 1,180,000+ Random Read/Write IOPS<ref>{{cite web|url=http://www.fusionio.com/products/iodriveoctal/ |title=ioDrive Octal |publisher=Fusion-io |access-date=2013-11-14}}</ref>
 | PCIe
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 |-
 | OCZ 2x SuperScale Z-Drive R4 PCI-Express SSD
-| SSD
+| एसएसडी
 | Up to 1,200,000 IOPS<ref name="OCZ_Z-Drive"/>
 | PCIe
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 |-
 | [[Kaminario]] K2
-| SSD
+| एसएसडी
 | Up to 2,000,000 IOPS.<ref name="Storage Review">{{cite web|url=http://www.storagereview.com/kaminario_boasts_over_2_million_iops_and_20_gb_s_throughput_on_a_single_allflash_k2_storage_system|title=Kaminario Boasts Over 2 Million IOPS and 20 GB/s Throughput on a Single All-Flash K2 Storage System|author=Lyle Smith|access-date=2015-12-19|archive-date=2016-04-22|archive-url=https://web.archive.org/web/20160422215020/http://www.storagereview.com/kaminario_boasts_over_2_million_iops_and_20_gb_s_throughput_on_a_single_allflash_k2_storage_system|url-status=dead}}</ref><br />1,200,000 IOPS in SPC-1 benchmark simulating business applications<ref name="The Register">{{cite web|last=Mellor |first=Chris |url=https://www.theregister.co.uk/2012/07/30/kaminario_spc_1/ |title=Chris Mellor, The Register, July 30, 2012: "Million-plus IOPS: Kaminario smashes IBM in DRAM decimation" |publisher=Theregister.co.uk |date=2012-07-30 |access-date=2013-11-14}}</ref><ref name="Storage Performance Council">{{cite web|url=http://www.storageperformance.org/results/benchmark_results_spc1/#kaminario_spc1|title=Storage Performance Council: Active SPC-1 Results|author=Storage Performance Council|work=storageperformance.org|access-date=2012-09-25|archive-url=https://web.archive.org/web/20140925233025/http://www.storageperformance.org/results/benchmark_results_spc1#kaminario_spc1|archive-date=2014-09-25|url-status=dead}}</ref>
 | [[Fibre Channel|FC]]
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 |-
 | Fusion-io ioDrive2
-| SSD
+| एसएसडी
 | Up to 9,608,000 IOPS<ref>{{cite web|url=http://www.fusionio.com./press-releases/fusion-io-achieves-more-than-nine-million-iops-from-a-single-iodrive2/ |title=Achieves More Than Nine Million IOPS From a Single ioDrive2 |publisher=Fusion-io |access-date=2013-11-14}}</ref>
 | PCIe
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 |-
 | E8 Storage
-| SSD
+| एसएसडी
 | Up to 10 million IOPS<ref>{{cite web|url=https://www.theregister.co.uk/2016/02/26/e8_storage_10_million_iops_claim/ |title=E8 Storage 10 million IOPS claim |publisher=TheRegister |access-date=2016-02-26}}</ref>
 | 10-100Gb Ethernet

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