IOPS

IOPS（Input/Output Operations Per Second）是一個用於電腦儲存裝置（如硬碟（HDD）、固態硬碟（SSD）或存储区域网络（SAN））效能測試（英语：Benchmark_(computing)）的量測方式，可以視為是每秒的讀寫次數。和其他效能測試一様，儲存裝置製造商提出的IOPS不保證就是實際應用下的性能^[1]^[2]。

IOPS可以用應用程式來量測，例如一開始由因特尔開發的Iometer（英语：Iometer），像IOzone（英语：IOzone）及FIO（英语：FIO (software)）也有類似功能^[3]，IOPS主要會用在伺服器，以找到最佳的儲存組態。

IOPS的數值會隨系統組態而有很大的不同，依測試者在測試時的控制變因而異，控制變因包括讀取及寫入的比例、其中循序存取及隨機存取的比例及配置方式、线程數量及存取佇列深度，以及資料區塊的大小^[1]。其他因素也會影響IOPS的結果，例如系統設定、儲存設備的驅動程式、作業系統背景執行的作業等。若在測試固態硬碟時，是否先進行預調（preconditioning）機制也會影響IOPS的結果^[4]。

性能特性

最常量測的性能特性是隨機存取及循序存取時的IOPS。循序存取是存取儲存裝置中相鄰位置的資料，一般和較大的資料區塊存取有關，例如128 KB，隨機存取是存取儲存裝置中非相鄰位置的資料．一般存取的資料區塊比較少，例如4 KB。

最常見的性能特性如下：

量測	說明
總IOPS	每秒讀寫次數的總和（混合讀取及寫入測試）
隨機讀取IOPS	每秒平均的隨機讀取次數
隨機寫入IOPS	每秒平均的隨機寫入次數
循序讀取IOPS	每秒平均的循序讀取次數
循序寫入IOPS	每秒平均的循序寫入次數

對於硬碟或是其他類似的機電儲存裝置，其隨機存取IOPS主要和儲存裝置的尋址時間有關，若是固態硬碟及其他固態電子裝置，其隨機存取IOPS主要和儲存裝置的內部控制器及記億體介面速度有關。這兩種設備的循序存取IOPS（尤其是存取大資料區塊）一般會包括儲存設備可以持續的最大頻寬^[1]。一般循序存取的IOPS會用MB/s表示，其公式如下：

${\text{IOPS}}*{\text{TransferSizeInBytes}}={\text{BytesPerSec}}$ （結果一般會轉換為MB/s）

有些硬體會因為其佇列深度增加而提昇其性能，這多半是因為硬碟處理佇列及重新排序（reordering）的先進控制器邏輯的結果，此邏輯一般稱為标记命令队列（TCQ）或原生指令排序（NCQ）。企業等級的SATA硬碟，例如Western Digital Raptor（英语：Western Digital Raptor）及希捷的Barracuda NL配合深佇列可以提昇效能到100%^[5]。較常用在伺服器的高端SCSI硬碟，一般性能有更大的提昇。

傳統的硬碟讀取和寫入的IOPS大約相同，而大部份闪存SSD的寫入速度明顯比讀取慢很多，原因是無法寫入一個之前寫過的區域，會強制啟動垃圾資料回收功能^[6]^[7]^[8]。因此硬體測試開始在測試IOPS性能時，分開測試寫入和讀取。

像Intel X25-E等較新的闪存SSD固態硬碟其IOPS會比傳統的硬碟要高，在Xssist進行的一個測試中，用IOmeter軟體，4 KB隨機存取，讀取/寫入比例為70/30，佇列深度4，Intel X25-E 64 GB G1的IOPS一開始有 10000 IOPs，在八分鐘後快速掉到4000 IOPS，之後的42分鐘持續的下降，自第50分鐘起到第八小時之間，IOPS在3000至4000之間變化^[9]。即使第50分鐘IOPS快速下降，X25-E的IOPS仍較傳統硬碟要高。像OCZRevoDrive 3 x2 PCIe用SandForce控制器，其持續寫入性能和讀取速度大致相近^[10]。

一些IOPS的範例

硬碟機

隨機存取處理下，一些常見的IOPS平均值，計算方式是1/(寻址時間 + 回應時間) = IOPS:

設備	形式	IOPS	介面
7,200 RPM SATA硬碟機	硬碟機	~75-100 IOPS^[2]	SATA 3 Gbit/s
10,000 RPM SATA硬碟機	硬碟機	~125-150 IOPS^[2]	SATA 3 Gbit/s
10,000 rpm SAS硬碟機	硬碟機	~140 IOPS^[2]	SAS（串列SCSI）
15,000 rpm SAS硬碟機	硬碟機	~175-210 IOPS^[2]	SAS（串列SCSI）

固態設備

設備	形式	IOPS	介面	註解
英特尔Intel X25-M G2（MLC）	SSD	~8,600 IOPS^[11]	SATA 3 Gbit/s	英特尔的資料表（英语：datasheet）^[12]聲稱在4 KB資料的寫入及讀取時，分別有有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	英特尔數據表^[14]聲稱在寫入和讀取的速度為3,300 IOPS及35,000 IOPS。寫入和讀取混和時為5,000 IOPS。英特尔的X25-E G1比X25-M G2快了約三倍^[15]
G.Skill Phoenix Pro	SSD	~20,000 IOPS^[16]。	SATA 3 Gbit/s	SandForce-1200為基礎的固態硬體，配合加強版的韌體，最快可到50,000 IOPS，性能测试的結果是隨機讀取可到~25,000 IOPS，隨機寫入可到~15,000 IOPS^[16]。
OCZ Vertex 3	SSD	最高可到60,000 IOPS^[17]	SATA 6 Gbit/s	隨機寫入4 KB (Aligned)
Corsair Force Series GT	SSD	最高可到85,000 IOPS^[18]	SATA 6 Gbit/s	240 GB Drive，循序讀取為555 MB/s，循序寫入為525 MB/s。隨機寫入4 KB (Aligned)

參考資料

^ ^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）.
^ ^2.0 ^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）.
^ 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）)
^ 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）.
^ 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）.
^ 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. 缺少或|url=为空 (帮助);
^ SSDs - Write Amplification, TRIM and GC (PDF). OCZ Technology. [2010-05-31]. （原始内容 (PDF)存档于2012-05-26）.
^ Intel Solid State Drives. Intel. [2010-05-31]. （原始内容存档于2010-05-26）.
^ 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）.
^ 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）.
^ Schmid, Patrick; Roos, Achim. Intel's X25-M Solid State Drive Reviewed. 2008-09-08 [2011-08-02].
^ 存档副本 (PDF). [2010-07-20]. （原始内容 (PDF)存档于2010-08-12）.
^ 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].
^ 存档副本 (PDF). [2009-03-18]. （原始内容 (PDF)存档于2009-02-06）.
^ 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）.
^ ^16.0 ^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）.
^ 存档副本 (PDF). [2015-06-30]. （原始内容 (PDF)存档于2011-06-26）.
^ 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）.

[Scott_Lowe-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）.

[Symantec-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）)

[Kent_Smith-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）.

[IBM_WA-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. 缺少或|url=为空 (帮助);

[OCZ_WA-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）.

[tweakpc-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）.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

Agama	Bahasa	Biografi	Budaya	Ekonomi	Elektronika
Film	Filsafat	Geografi	Indonesia	Ilmu	Lingkungan
Masyarakat	Matematika	Militer	Mitologi	Musik	Olahraga
Pendidikan	Politik	Sastra	Sejarah	Seni	Teknologi

IOPS

性能特性

一些IOPS的範例

硬碟機

固態設備

相關條目

參考資料

Portal di Ensiklopedia Dunia