大神教你玩转 SSD 系列一:关注哪些指标

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很多公司已经使用SSD设备来缓解了IO压力,提高生产力和降低运维成本。关系数据库、KV存储都对磁盘的随机读写性能有需求,而SSD的出现,正好满足了这些需求。如何评估固态存储设备的性能,并根据业务需求挑选出合适的SSD产品,避免性能不足和过剩,成为存储选型所面临的一个问题。

SSD固态硬盘

前言

本系列将分为以下 4 个主题进行介绍:

一、SSD基准测试应该关注哪些指标
二、基准测试环境(工具/磁盘要求等)
三、针对磁盘的具体测试项目
四、数据处理

本篇主要介绍第一点——SSD基准测试应该关注哪些指标,在后面的文章推送中会继续将把本系列的其他各主题分享给大家。

SSD基准测试应该关注哪些指标

1. 4K随机读写性能

固态存储设备最大的优势就是随机读取能力和深度队列读写。一块SSD的性能和价值,很大程度上在随机存取上表现出来。

2. 持续读写性能

固态存储介质都有不俗的顺序读取和写入能力,对于主流产品,这个测试通常可以忽略。即使主流消费级产品都已经能将接口带宽跑满(SATA 6Gbps)。SAS 12G更有不俗的表现。NVMe 性能更是可以在持续读写的时候达到 10Gbps以上,并可借助自身的协议优势,实现更低的延迟和 CPU占用。

3. 性能一致性,稳定态,延迟

性能一致性越好意味着磁盘在进行io的时候响应时间标准差越低。存储的服务质量主要表现在带宽,iops和延迟上。

单次完成io的时间(响应时间)越低,对应的 iops 就越高。完成io时最高延迟和最低延迟差距越小,性能表现就越平稳。如果一项服务,经常出现超时,无响应,那么认为这个服务是不可靠的,质量是低的。反之,如果平均响应时间都在一个理想的范围内,即使最大的响应时间也在一个可以容忍的程度,那么认为这个服务质量是可靠的。性能一致性,也就是指磁盘的服务质量,也是 SNIA (Storage Networking Industry Association) 企业级产品测试的重要一个环节。

稳定态是一块磁盘最“忙”的状态,Controller IC 既要响应 Host 的读写请求,又要兼顾内部 GC,平均写入的策略,闪存的擦除,编程等工作,如何能在繁忙的工作中做到有条不紊,将请求的延迟都保证在一个可以接受的范围内,保持一个相对稳定高效的服务状态。在高压下,磁盘的最大延迟越低,平均延迟区间越窄,iops 吞吐量就越高。在线提供服务时,也越稳定,越高效。
稳定态的性能,是判定一块企业级产品性能好坏的重要标准。

4. 耐久度,寿命

一般来讲,写入数据会导致磁盘寿命下降,读取数据不会。但实际上,无论是读取还是写入,都会降低磁盘的寿命,只不过读取造成的磨损与写入相比可以忽略。读取不直接造成磨损,而是在频繁读取某一单元后,为了防止附近数据出错,数据会被主控迁移,或者重新写入,这个过程对于Host来说是不可见的。在读取相当频繁的情况下,读取干扰,一定程度上算耐久度消耗的一个原因。

固态存储寿命用尽,也并不意味着这块闪存写无法写入数据了,而是数据写入之后,无法正确的读出之前写入的内容。就像一张白纸,在铅笔写入数据之后,每次橡皮都不能完全把之前写入的石墨微粒擦干净,在经过多次的写入擦除之后,纸已经黑了,很难判定写进去的是什么。当SSD的ECC算法也无能为力的时候,这盘算是寿终正寝。
实际生产中,很少会用到寿命用尽,数据比盘值钱的多。寿命即将用尽时所产生的问题不仅仅是数据不再安全,通常还伴随着读写能力的下降,在磁盘寿命即将耗尽之前,服务质量就已经打折扣了。

5. 写入放大 (WA)

由于 NAND 特定的特性,写入和擦除的最小单位不对等,并且无论数据有多大,都至少要写一整个page。另外,平均写入策略,数据搬运,也会导致 WA 增大。

以上就是在做基准测试时,需要关心的指标,下一篇将会介绍选择怎样的测试工具以及针对磁盘的具体项目进行测试。

原文来自微信公众号: HULK一线技术杂谈

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