什么是 IOPS（每秒输入/输出操作数）？
什么是 IOPS（每秒输入/输出操作数）？
IOPS（每秒输入/输出操作数）是对非连续存储位置的最大读/写次数的标准测量单位。 IOPS 的发音为 EYE-OPS。
简单来说，IOPS是存储设备读/写速度的衡量标准。它是指设备在一秒钟内可以完成的输入/输出（I/O）操作的数量，并为测量和评估存储设备（如硬盘驱动器（HDD）、固态驱动器（ SSD）、闪存驱动器和存储区域网络（SAN）。
IOPS 数字越高，表示存储设备具有更好的性能和更快的数据访问的潜力。但是，该值并不是指设备处理的数据量。
除了测量从连续存储位置传输数据的速度的传输速率之外，IOPS 还可用于测量存储性能。传输速率以字节为单位测量，而 IOPS 以整数测量。
IOPS、延迟和吞吐量解释
吞吐量衡量系统在一段时间内可以处理多少单位的信息。它可以指每秒 I/O 操作的数量，但通常以每秒字节数来衡量。
延迟衡量发出请求和接收响应之间的时间。对于 IOPS，延迟是从应用程序的角度衡量完成单个 I/O 请求所需的时间长度。
IOPS、延迟和吞吐量本身无法准确衡量存储设备的性能。然而，组合和评估所有三个测量可以提供更好的性能衡量标准，特别是如果还考虑其他因素，例如队列深度、数据块大小或工作负载性能。此外，测量 IOPS 和延迟可以帮助网络管理员预测网络可以处理多少负载，而不会对性能造成负面影响。
IOPS 有何用途？
存储供应商经常引用 IOPS 来描述 SSD、HDD 和 SAN 的性能。该指标用于测量顺序和随机读/写操作。
顺序IOPS是指设备每秒可以处理的平均顺序读/写I/O操作数，而随机IOPS值是设备可以处理的平均随机读/写I/O操作数每秒处理。
第三个 IOPS 度量称为总 IOPS。指一秒内发生的读/写I/O操作的总数。这些操作可以是顺序的或随机的。
并非所有存储供应商的测量结果都是一样的。要考虑的标准包括延迟、IOPS、吞吐量和其他变量，例如工作负载和容量。
测量 IOPS
过去，IOPS通常使用Intel于1998年创建的名为Iometer的测试工具来测量。Iometer确定不同读/写条件下的峰值IOPS。 Iometer 适用于单一系统和集群系统，可测量受控负载下 I/O 操作的性能。英特尔于 2001 年停止了 Iometer 的开发工作，并将其移交给开源开发实验室。自 2003 年以来，Iometer 一直是一个社区驱动的项目，有多个成员试图改进、移植和扩展 Iometer。
无需 Iometer 即可计算 IOPS，但结果会根据工作负载的性能类别而有所不同。 IOPS 可以使用在线 IOPS 计算器进行测量，该计算器根据驱动器速度、平均读取寻道时间和平均写入寻道时间确定 IOPS。
SSD 与 HDD 的 IOPS
HDD 使用标准方程来确定 IOPS，但 SSD 的性能不同。对于 HDD，IOPS 取决于寻道时间，但 SSD 主要取决于设备的内部控制器。 SSD 性能随着时间的推移而变化，并在早期达到峰值。
然而，即使进入稳定状态后，SSD 在 IOPS 方面仍然优于 HDD。一般来说，SSD的IOPS值可以在几万到几十万之间，而HDD的IOPS值在几百到几千之间。
HDD 还需要应对更高的延迟和更长的读/写时间，具有多个移动部件，并且对物理事件（例如冲击和振动）更加敏感。由于这些原因，SSD 提供了更可靠的性能，是需要快速数据访问的应用程序的首选存储介质。
IOPS 数字重要吗？
作为一种测量方法，IOPS 可以与汽车发动机的每分钟转数 (rpm) 进行比较。如果车辆处于空档，说明发动机当时能够以 10,000 rpm 的速度旋转是没有意义的。在不考虑数据块大小、I/O 大小、读/写活动或 I/O 流的情况下，IOPS 作为独立测量没有什么意义。
因此，尽管存储设备供应商将 IOPS 吹捧为一种有用的性能衡量标准，但 IOPS 作为衡量标准对于此特定目的的重要性仍值得怀疑。简而言之，IOPS 对于了解存储驱动器每秒可以执行的最大 I/O 操作数（即潜在性能）很有用，但无法了解其实际表现。
此外，根据工作负载的不同，IOPS 数字可能会有很大差异，因此仅根据 IOPS 来对存储系统的性能进行分级是不可取的。一般来说，工作负载性能分为三种类型：随机、顺序和两者的混合。独立磁盘冗余阵列 (RAID) 也会影响 IOPS 计算，因为每个写入操作都会导致对存储阵列的多次写入。
由于 IOPS 数字受到数据块大小和工作负载性能以及队列深度等因素的影响，因此供应商在列出 IOPS 时不太可能使用标准化变量。即使他们确实使用标准系统来确定 IOPS，并设置块大小和读/写混合，数字本身也没什么意义，除非它与特定的工作负载相匹配。
最后，为了提供 IOPS 基准，供应商在理想环境中测试设备速度。现实场景很少是理想的，因此设备很少与给定的 IOPS 测量结果相匹配。这导致实际和实时 IOPS 数字与制造商测量和发布的数字之间存在差异，这也是仅依赖 IOPS 不是一个好主意的另一个原因。
探索预置 IOPS 存储的挑战和优势，并查看有关 SSD 响应时间和其他性能基准的入门知识。另外，了解如何有效比较存储系统性能。