Скорость последовательного и случайного чтения или записи
В основном производительность диска измеряется двумя различными типами операций с данными - последовательными и случайными. Таким образом, с помощью "Последовательных/случайных скоростей" можно легко вычислить производительность любого диска, которую можно использовать для сравнения с другими дисками, что даст точный выбор при покупке.
Как мы все знаем, все данные, которые мы сохранили в компьютере, записываются блоками. Последовательная скорость чтения/записи" просто означает, как быстро этот накопитель может записывать или считывать данные из серии блоков. С другой стороны, когда включаем компьютер, он начинает обрабатывать количество файлов из нескольких мест, что просто означает, что диск должен снова и снова обращаться к данным из случайных блоков.
И вот тут появляется "Скорость произвольного чтения".
Чтобы понять «Скорость произвольной записи» , предположим , что мы устанавливаем программное обеспечение или обновление операционной системы. Можно заметить, что незначительное обновление или установка, несомненно, займет небольшое время, однако видео весом 40ГБ 4К легко загрузится для воспроизведения или поиска. Как правило, обновление или установка занимает много времени, потому что программное обеспечение должно записывать несколько файлов в несколько мест, что требует времени по сравнению с записью большого файла в серию блоков.
Таким образом, в последовательных операциях главным образом большие блоки данных обрабатываются коллективно без повторных поисков. Последовательные операции работают для больших и последовательно управляемых блоков данных, тогда как случайные операции работают с небольшими и случайно расположенными, разбросанными блоками данных, что приводит к увеличению времени задержки.
Чтобы понять «скорость последовательного и случайного чтения/ записи», сначала нужно понять «IOPS».
IOPS - это широко используемая техническая аббревиатура для фразы «Операции ввода/вывода в секунду», это шкала для измерения производительности устройства хранения или сети;
Большее значение в IOPS означает возможность выполнения большего количества операций в секунду. Проще говоря, скорость операций с данными пропорциональна значению IOPS накопителя. Больше операций чтения и записи в секунду позволяет приводу работать быстрее.
В твердотельных накопителях или, можно сказать, SSD, IOPS всегда намного выше, чем у обычных жестких дисков. Жесткие диски работают на основе оборотов в минуту (это круглые диски, в которых движется головка диска), что обычно составляет 7200 об/мин при значении 90 IOPS, но твердотельные накопители состоят из твердотельных банков флэш-памяти и могут обеспечивать IOPS более 400 000
С помощью простого уравнения можно легко преобразовать цифры IOPS в МБ/с для лучшего понимания.
IOPS = (МБ/с пропускная способность/КБ на IO) * 1024
или же
МБ/с = (IOPS * КБ на IO)/1024
Допустим, есть твердотельный накопитель с заявленной скоростью произвольной 4K записи 40000 IOPS, и он достигает 155 МБ/с в программе CrystalDiskMark с тестом записи QD32 . Таким образом, чтобы преобразовать 155 МБ/с в IOPS, выполняем следующий расчет:
- IOPS = (155/4) * 1024
- IOPS = 38,75 * 1024
- IOPS = 39 680
Чтобы увидеть, какую пропускную способность нам нужно достичь, чтобы соответствовать фактической заявке на 40 000 IOPS, мы можем выполнить этот расчет в обратном порядке:
- МБ/с = (40000 * 4) / 1024
- МБ/с = 160 000/1024
- МБ/с = 156,25
Последовательные и случайные операции в SSD
В SSD операции всегда выполняются быстрее, поскольку нет движущихся головок дисков для операций с данными. Все ячейки данных находятся в твердом состоянии и работают одновременно с молниеносной скоростью. Для этих флешек все зависит от логики внутреннего контроллера устройства и скорости интерфейса памяти.
В последовательных и случайных операциях пакет NAND SSD выполняет поиск и последовательное расположение данных для выполнения задачи без поиска, что в основном преобразует операции, выглядящие последовательными и более плавными.
Последовательные и случайные операции на жестких дисках
На жестких дисках обе операции идут медленно из-за движущихся головок дисков, когда самый быстрый жесткий диск может развить скорость вращения 15 000 об/мин, а во время операций чтения и записи диск продолжает вращаться. IOPS жестких дисков зависят от времени случайного поиска. Работая последовательно, сначала он ищет место хранения на диске, а затем последовательно обрабатывает блоки данных, в противном случае при случайных операциях он ищет и снова и снова выполняет задачу для выполнения поставленной ему задачи.
Сравнение максимальной производительности
В нашей реальной деятельности это никогда не проявляется значительно, но твердотельные накопители намного быстрее выполняют задачи с меньшими блоками данных, чем жесткие диски. При последовательной записи данных SSD сектора могут работать примерно в 3,4 раза быстрее, тогда как в секторе чтения они быстрее примерно в 3,5-5 раз.
Но когда речь идет о случайных операциях, единственное время задержки, которое требуется твердотельным накопителям, - это перепрограммирование контроллера, что делает обработку запросов на чтение более чем в 50 раз быстрее, а запросы на запись - почти в 100 раз быстрее.
При выполнении операций переноса SSD всегда читают и записывают на основную единицу страниц. В противном случае он потребляет меньше энергии и работает более эффективно как запоминающее устройство.
