IOPS là gì? Tại sao chỉ số IOPS lại quan trọng?

Định Nghĩa: IOPS là gì?

IOPS là gì? Để giải thích thì IOPS (Input/output operations per second) là một chỉ số hiệu suất đo lường tốc độ và hiệu quả của thiết bị lưu trữ dựa trên số lần thực hiện các hoạt động đọc/giữa trong một giây. Đây cũng là một tiêu chí hiệu suất tiêu chuẩn cho các hệ thống lưu trữ như ổ đĩa cứng (HDD), ổ đĩa flash và ổ đĩa rắn (SSD).

Nói chung, giá trị IOPS cao cho thấy hiệu suất tốt và khả năng truy cập dữ liệu nhanh chóng hơn cho hệ thống lưu trữ. Tuy nhiên, quan trọng là phải hiểu rằng IOPS chỉ đề cập đến tiềm năng của hệ thống lưu trữ chứ không phải là lượng dữ liệu được xử lý.

IOPS là gì?

Tại sao IOPS quan trọng?

IOPS quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến tính năng phản ứng tổng thể và hiệu suất của các ứng dụng đòi hỏi nhiều dữ liệu.

Nói một cách đơn giản, giá trị IOPS cao có nghĩa là truy cập dữ liệu nhanh chóng hơn, do đó cải thiện hiệu suất của các ứng dụng và dịch vụ phụ thuộc vào hệ thống lưu trữ. Ngược lại, giá trị IOPS thấp có nghĩa là truy cập dữ liệu chậm, điều này có thể gây trễ và làm trở ngại.

Chủ yếu, IOPS quan trọng đối với công việc có yêu cầu I/O cao như ảo hóa, cơ sở dữ liệu, kho dữ liệu và tính toán đám mây. Điều này chủ yếu bởi vì những công việc này tạo ra một lượng lớn các hoạt động I/O và do đó bị ảnh hưởng bởi số lượng hoạt động I/O mà hệ thống lưu trữ có thể thực hiện.

IOPS cũng cần thiết cho các ứng dụng thời gian thực đòi hỏi độ trễ thấp, băng thông lớn và khả năng sẵn có cao, như trò chơi trực tuyến và phát sóng video. Những ứng dụng này cũng phụ thuộc nặng nề vào khả năng IOPS của hệ thống lưu trữ.

Tổng cộng, giá trị IOPS là quan trọng vì nó cho chúng ta biết hệ thống có thể xử lý các hoạt động I/O một cách tốt và hiệu quả như thế nào.

IOPS, băng thông và độ trễ

Sau khi biết được IOPS là gì thì chúng ta tiếp tục tìm hiểu đến muốn liên hệ giữa IOPS, băng thông và độ trễ. Đây là các chỉ số hiệu suất quan trọng cho hệ thống lưu trữ. Vì vậy, tốt nhất là sử dụng cả ba chỉ số để có cái nhìn toàn diện về hiệu suất thiết bị lưu trữ.

Trong khi IOPS đo lường số lần thực hiện I/O mà hệ thống lưu trữ có thể thực hiện trong một giây, băng thông đo lường lượng dữ liệu mà hệ thống lưu trữ có thể truyền trong một giây. IOPS là một phép đo tốt về hiệu suất lưu trữ của hệ thống và do đó là một bước đo lường cơ sở tốt.

Đơn vị đo lường của IOPS là hoạt động trên giây (OPS hoặc IOPS/s). Quan trọng là phải biết rằng các chỉ số khác như tốc độ truyền dữ liệu, được đo trong KiB, có thể được kết hợp với IOPS. Cho ví dụ, nếu một thiết bị lưu trữ có 10,000 IOPS và 100 KiB/s tốc độ truyền dữ liệu, thiết bị đó có thể thực hiện 10,000 hoạt động đọc/giữa mỗi giây, với mỗi hoạt động liên quan đến việc truyền 100 KiB (102,400 byte) dữ liệu.

Tuy nhiên, băng thông được đo trong megabit mỗi giây (MB/s) hoặc gigabyte mỗi giây (GB/s) và giúp bạn đo lường các hoạt động tuần tự với các tệp lớn. Băng thông cũng liên quan đến băng thông thông tin, khả năng truyền dữ liệu trong một khoảng thời gian nhất định.

Độ trễ, chỉ số thứ ba, được đo trong mili giây (ms) và chỉ ra thời gian mà hệ thống lưu trữ mất để phản hồi một yêu cầu. Độ trễ thấp có nghĩa là hiệu suất lưu trữ nhanh chóng, trong khi độ trễ cao có nghĩa là hiệu suất chậm trễ. Do đó, độ trễ là một yếu tố quan trọng đối với các ứng dụng đòi hỏi thời gian phản hồi nhanh.

Quan trọng là phải nhận thức rằng các chỉ số khác như tốc độ truyền dữ liệu, được đo trong KiB, có thể được kết hợp với IOPS. Cho ví dụ, nếu một thiết bị lưu trữ có 10,000 IOPS và 100 KiB/s tốc độ truyền dữ liệu, thiết bị đó có thể thực hiện 10,000 hoạt động đọc/giữa mỗi giây, với mỗi hoạt động liên quan đến việc truyền 100 KiB (102,400 byte) dữ liệu.

Đặc điểm hiệu suất IOPS là gì?

Bằng việc "đặc điểm hiệu suất," chúng ta đề cập đến mô hình truy cập đĩa, đó là cách dữ liệu được đọc và ghi từ một thiết bị lưu trữ - HDD hoặc SSD. Các đặc điểm hiệu suất điển hình bao gồm các hoạt động truy cập theo dạng tuần tự, ngẫu nhiên và sự kết hợp của cả hai loại hoạt động.

Mô hình truy cập tuần tự đề cập đến việc đọc và ghi dữ liệu liên tục. Điều này thường nhanh chóng hơn và thường xuyên xuất hiện trong các hoạt động liên quan đến các tệp tin lớn. Mô hình truy cập ngẫu nhiên, ngược lại, truy cập dữ liệu theo cách không tuần tự và do đó chậm hơn.

Điều này chủ yếu bởi vì dữ liệu được phân tán khắp nơi trên phương tiện lưu trữ. Ví dụ, việc truy cập các tệp tin nhỏ phân tán trên đĩa hoặc thực hiện đọc/ghi ngẫu nhiên cho một cơ sở dữ liệu.

IOPS khác nhau tùy thuộc vào cách dữ liệu được truy cập và hoạt động (đọc và ghi). Bạn có thể phân rã các đặc điểm hiệu suất IOPS thành:

1. Tổng IOPS: Tổng số lượng hoạt động I/O, cả truy cập tuần tự và ngẫu nhiên (đọc và ghi), xảy ra trong một giây.
2. Tổng IOPS ghi tuần tự: Số lượng trung bình hoạt động ghi I/O tuần tự xảy ra trong một giây.
3. Tổng IOPS đọc tuần tự: Số lượng trung bình hoạt động đọc I/O tuần tự xảy ra trong một giây.
4. Tổng IOPS ghi ngẫu nhiên: Số lượng trung bình hoạt động ghi I/O ngẫu nhiên xảy ra trong một giây.
5. Tổng IOPS đọc ngẫu nhiên: Số lượng trung bình hoạt động đọc I/O ngẫu nhiên xảy ra trong một giây.

Quan trọng là biết rằng các con số IOPS tuần tự đại diện cho băng thông liên tục tối đa mà thiết bị lưu trữ có thể xử lý, bất kể loại ổ đĩa trong câu hỏi.

Hạn chế của IOPS

IOPS là một chỉ số quý giá; tuy nhiên, nó không nên và không nên được sử dụng độc lập khi đánh giá hiệu suất do nhược điểm của nó.

Đầu tiên, IOPS cung cấp thông tin nhiều hơn về tiềm năng của một hệ thống lưu trữ thay vì về hiệu suất thực tế của hệ thống đó. Nó không xem xét một số yếu tố khác như độ sâu hàng đợi, hiệu suất công việc, luồng I/O và kích thước khối dữ liệu (kích thước I/O).

Điều này là lý do vì sao một hệ thống lưu trữ với kích thước khối lớn hơn sẽ xử lý nhiều dữ liệu hơn so với đối tác nhỏ hơn, thậm chí khi cả hai đều có cùng giá trị IOPS. Do đó, IOPS phải được sử dụng cùng với các chỉ số khác để đánh giá hiệu suất đầy đủ.

Giá trị IOPS cao không nhất thiết có nghĩa là hệ thống lưu trữ hoạt động tối ưu nếu các yếu tố khác không được xem xét. Nó chỉ cho chúng ta biết đây là số lượng tối đa các thao tác I/O mà ổ đĩa lưu trữ có thể thực hiện trong một giây.

Giá trị IOPS cũng thường khác nhau giữa các hệ thống khác nhau, đặc biệt là các hệ thống mà gặp nhiều vấn đề về I/O. Do đó, luôn quan trọng để hiểu rõ điều kiện cụ thể của hệ thống lưu trữ - loại thiết bị lưu trữ, công việc đang chạy trên hệ thống và giao diện kết nối (SATA hoặc NVMe) - khi giải thích giá trị IOPS.

Cách đo lường IOPS?

Trước khi đo lường giá trị IOPS của bất kỳ thiết bị nào, bước đầu tiên là xác định loại lưu trữ của thiết bị đó. Sau đó, việc đo lường IOPS trở nên đơn giản bằng cách chọn một công cụ giám sát, lựa chọn phương pháp kiểm thử, chạy thử nghiệm và phân tích kết quả.

Công cụ có thể là các tiện ích ở cấp hệ thống, các công cụ giám sát IOPS thương mại như Sematext Infrastructure Monitoring, hoặc các công cụ mã nguồn mở như fio. Trong khi phương pháp kiểm thử có thể là đọc/ghi tuần tự, đọc/ghi ngẫu nhiên hoặc sự kết hợp, sự lựa chọn phụ thuộc vào công cụ giám sát bạn đã chọn.

Tuy nhiên, như đã đề cập trước đó, cần nhiều hơn chỉ IOPS để có một cái nhìn toàn diện về khả năng của một thiết bị lưu trữ. Do đó, quan trọng để xem xét các yếu tố khác như độ trễ và thông lượng khi đánh giá hiệu suất lưu trữ.

Vậy là chúng ta đã khám phá qua IOPS là gì và ý nghĩa quan trọng mà chỉ số này mang lại trong thế giới công nghệ hiện đại. Qua những đánh giá về khả năng xử lý thao tác vào/ra, chúng ta có cái nhìn sâu sắc hơn về cách các thiết bị lưu trữ hoạt động và tại sao IOPS là một yếu tố quyết định khi xây dựng hay tối ưu hóa các hệ thống lưu trữ trong môi trường công nghiệp ngày nay.

Mọi người cùng tìm kiếm: iops là gì