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别让测试软件骗了你，真·专家谈SSD真实性能测试
别让测试软件骗了你，真·专家谈SSD真实性能测试
15:15&&|&&作者：
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　　全球FMS闪存会议上，LSI公司市场总监、Flash部门高级总监Kent Smith做了“不要让你喜欢的测试软件欺骗你”的演讲，谈到了目前SSD基准测试软件所面临的问题。
本文约1712字，需3分钟阅读
　　HDD几乎没什么随机性能，所以测试时跑几个读写速度测试就算完了，但是SSD的情况复杂的多，读写过程不一样，随机性能也不一样，主控、NAND类型及的不同导致性能差异很大，而越用越慢的特性也让初始性能和日常使用性能泾渭分明。
　　我们常用的软件包括CDM、AS SSD、ATTO、Anvil、IOMeter，还有考验综合性能的PCMark系列，这些软件各有各的特色和优点，但是有没有想过这些软件测出的性能其实并不一定准呢？
　　在本月中旬的全球FMS闪存会议上，已把SandForce纳入旗下的LSI公司市场总监、Flash部门高级总监Kent
Smith做了“不要让你喜欢的测试软件欺骗你”的演讲，谈到了目前SSD基准测试软件所面临的问题，来看下的报道。
　　Smith先生首先说到，性能测试面临的问题可分为两部分，一个是性能测试自己的，一个是用户自己运行测试的。第一个，工厂里的测试是人为模拟的，因为现实中每个用户的使用情况都是不同的，电子产品测试和现实测试是不一样的，这在业界是常识，并仅仅局限于存储产品。用户需要知道，基准测试不一定能反应真实性能。
　　他指出，进行SSD测试之前，首先要做的是预调（preconditioning），SSD发货之后的性能取决于它的写入历史，因此测试前需要将SSD恢复到初始状态，如果不进行这个过程，那么SSD测试得出的结果可能就不合理。
目前的SSD测试所存在的问题
　　这里列举的是一些SSD测试存在的问题：理论测试与现实脱节、更关注孤立情况、通常使用最坏数据熵的情况下的例子、混淆了MiB/s和MB/s单位、没有将SSD置于已使用状态，其他操作上的错误还有：没有手动预调SSD或者调错了、错误理解数据熵之类的结果，此外还缺少其他相关数据的测试，比如每GB数据写入的功耗、电池续航、、前台vs后台等。
真实情况介于100%读和100%写入之间
　　Smith特别强调，测试没能真实反应实际性能的一大问题就是没有考虑SSD四种性能（指的应该是读、写速度和读、写IOPS这四种）的比例问题。通常情况下，SSD在100%读取时IOPS性能最高，在100%写入时IOPS性能最低。现在的测试只反应SSD的读取和写入IOPS理论性能，但是缺少二者的比例。
　　他举了一个例子，如果是95%读取，5%写入，这种情况下其性能应该接近测试测试得出的IOPS读取性能，但实际情况下，那怕写入IOPS只占5%，Smith展示的实际性能测试就从读取IOPS的一半下降到了五分之一，损失了50-80%的性能。
就算写入IOPS只占5%，SSD的实际性能也要损失50-80%
用户存储的数据也会影响SSD性能
　　SSD的特性大家也多少了解了，数据储存的越多，SSD性能就越低。如果用户连续储存数据，那么SSD的性能就会高一些，存储的越随机，SSD性能就越低。为了描述这个状况，引入了数据熵（Data
Entropy）这个概念，随机数据越多，熵越高，连续数据越多，熵越低。
　　除了用户的使用习惯之外，不同的测试软件对数据熵的侧重也不一样，典型例子就是IOMeter 2006和IOmeter
2008，前者是高熵值的，后者是低熵值的，因此同样的SSD上，用IOmeter 2008测试会显得性能更高一些。
数据熵的影响
不同软件的数据熵不同
一旦开始使用SSD，性能急剧下降
　　前面已经提到了SSD预调的重要性，因为SSD的性能与写入历史有莫大关系。详细来说，FOB（Fresh Of Box，刚拆封的状态）状态下的SSD性能最高，然后随着使用其性能快速下降，这个阶段叫做转换阶段（Transition
State），继续使用之后SSD的性能会固定下来，这个阶段叫做稳定阶段（Steady State）。
　　基准性能测试中达到稳定状态很重要，也是可能的，只要对SSD全盘写入几次就可以了。（大约两三次即可）
　　这里的关键就是需要多少时间才能达到稳定状态。Smith展示了用IOMeter的4K随机写入在一块256GB的SSD上做的测试，大约需要3个小时进入了稳定状态。测试显示，此时的性能相比FOB状态台下大约下降了10%，FOB时的速度是275MB/s，稳定状态下下降到了25MB/s。这就是没有预调的后果，性能相差10倍。
三个小时候SSD差不多到了稳定状态
连续性能下降了25%，随机性能减少了91%
目前的测试软件的偏差
　　有了上面的基础之后，我们可以看下不同的测试软件在稳定状态下的性能偏差吧。
AS SSD的偏差，连续写入下降22-92%，连续读取下降0-69%，随机写入下降81%
ATTO偏差，连续性能基本不受影响，除了4K小数据
CDM偏差，随机写入下降54%，连续读取不变
Anvil软件偏差，随机写入下滑85%
PCmark Vantage的app载入性能下降74%
总结：数据熵、预调对SSD影响很大
　　从Smith的报告来看，数据熵、预调对SSD的性能影响非常，不同使用习惯、不同状态的SSD性能差异极大。
预调的正确方法
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读书是为了心平气和地跟某些人讲道理，健身是为了让某些人心平气和地跟你讲道理，可惜我读书少，脾气也不小。
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618超值推荐&&[&& 原创&&]&& 作者：&&|&&责编：孙玉亮
★4K/随机读写能力IOPS对比：
&&& 4K/随机读写性能是固态的关键指标，其单位为IOPS，即每秒进行读写（I/O）操作的次数。机械硬盘在此项成绩可谓惨不忍睹，它们至多三位数的成绩，更多的时候是混合硬盘的零头。
&&& 我们仍将使用HD Tune Pro对相关硬盘进行4K、随机读写能力IOPS值测试。
希捷新一代500GB 混合硬盘4K/随机读取：3993 IOPS
希捷新一代500GB 混合硬盘4K/随机写入：1649 IOPS
希捷新酷鱼硬盘之4K/随机读写能力IOPS对比
&&& 我们通过4K/随机读写能力IOPS对比，5款希捷新酷鱼硬盘的4K读写能力在混合硬盘面前不值得一提。
&&& 这是由机械硬盘的特殊构造所决定的，他们至多拥有10个磁头，无法和拥有SSD模块的混合硬盘去抗衡。除非它们也加装SSD模块，这是3.5吋混合硬盘的诞生理由之一。
......提示：支持键盘“← →”键翻页
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本城市下暂无经销商固态盘IOPS竞赛，有意义吗?，&#124;&#124;&#124;&#124;&#124;IC/元器件供应商被动元件&配件辅料&周边设备&LED器件&安防消防&>>>固态盘IOPS竞赛，有意义吗?固态盘IOPS竞赛，有意义吗?关键词：最近笔者一直尝试获得一些关于一个内核上下文切换(context switch)所需时间的信息。你也许会问，上下文切换是什么?我试图找出的是，如果你正在运行一个应用并且让系统调用I/O请求，那么如果所有核心在运行所有核心类型所支持的线程并运行用户应用的话，完成这个请求需要多长时间呢?如果所有核心都没有运行用户应用，那么核心中运行一个内核的话，会怎样呢?之所以问这些问题，是因为答案对于一个线程可以完成最近笔者一直尝试获得一些关于一个内核上下文切换(context switch)所需时间的信息。你也许会问，上下文切换是什么?我试图找出的是，如果你正在运行一个应用并且让系统调用I/O请求，那么如果所有核心在运行所有核心类型所支持的线程并运行用户应用的话，完成这个请求需要多长时间呢?如果所有核心都没有运行用户应用，那么核心中运行一个内核的话，会怎样呢?之所以问这些问题，是因为答案对于一个线程可以完成多少I/O请求是有影响的。这很重要，因为这里存在着固态盘厂商之间的竞争。厂商们都希望做出IOPS更高的固态盘。有谁真的需要一个IOPS达到100万、200万甚至更高的IOPS来解决自己问题的固态盘?如果针对find或者fsck这样的命令，加速文件系统元数据所带来的性能问题不是并行请求的话(某些文件系统例外)，将会有一个预读的过程。让固态盘来承担大量IOPS有意义吗，或者支持少量IOPS的固态盘能否提供接近的性能?从一定程度上说，IOPS性能的确重要，如果你的核心数充足，而且你有很多运行或者完成I/O请求的用户应用。另一方面，如果你要求一个应用线程做大量的I/O请求，那么I/O问题就会出在数据路径中的延迟，包括从应用到内核的时间;在内核、文件系统和驱动程序堆栈中的时间;到固态盘的时间(到PCIe设备的时间或者到SAS/SATA设备的时间，包括线缆传输时间)以及在固态盘中的时间。如果你做同步读取I/O请求的话，那么你需要等待I/O，整个路径上的延迟(包括固态盘)将是有限的，要看你可以发送多少I/O请求。对于同步写入来说，在发送下一个I/O请求之前要运行请求，并等待确认。延迟很重要，因为在得到确认之前你无法返回对程序的控制。如果I/O缓冲在内存中的话会很快，但是获得所有到存储设备的路径需要花费大量时间。你不用等待一直到应用询问同步I/O请求。这就是aioread和aiowrite发生的情况，在系统调用中指定到内核的I/O请求列表。此外，你可以做异步I/O，很多是通过利用多个线程来做I/O，以模拟异步I/O。所以我们开始发出请求看看从进到出内核、当内核运行在核心内和内核必须迁移到核心内时运行I/O请求的时间，我希望这个时间是以每个CPU系统类型的时钟周期所表示的。这个要求过分吗?很多人告诉我的另一件事是，不同的芯片做上下文切换所需的时间是不同的。如果一个芯片的寄存器越多，那么与另一个应用进行上下文切换的时间就越长。这一点很有趣，因为我从未想过这个问题。这也是阿姆达尔定律(Amdahl"s Law)的另一个例子，这个定律告诉我们，当只有一项系统性能改善的时候，最高预期性能就会有所提升。在Google上搜索我们会发现很多不同的数据。还有其他一些点：我比较关注Linux上下文切换时间——不是Windows、不是AIX、不是Solaris、也不是其他任何操作系统。我猜测，上下文切换时间在这些操作系统中可能会更长，不太可能缩短太多。最后两个例子的中断开销与前两个例子相近。笔者有一位为大型企业开发Linux驱动程序的朋友称，采用Nehalem-EX CPU的数字要更高一些。首先是最高的数字：其次是最低的数字：关于数字：1、I/O在内核中的最短时间只是猜测，而且文章中也没有讨论做I/O需要的时间。我认为这是一个非常低的数字。2、最长时间是根据笔者朋友的说法。总结如果你做的是单线程操作，那么用户和内核之间的I/O交换时间可能会成为一个限制因素。对于像find和fsck这样的文件系统操作来说，我认为一块10万IOPS固态盘和一块100万IOPS固态盘的区别已经不重要了。当然，如果多个用户发出find命令的话IOPS性能就很重要了，但是有一个阻碍是根据文件系统和内核情况的，因为你不能做那么多的操作，即使你有一块100万IOPS的固态盘。阿姆达尔定律早就证明了这一点，我们似乎忘记了限制硬件性能可能带来的影响。问题是，你的应用可以发出多少IOPS?如果应用不能利用异步I/O，那么显然进出操作系统的速度就是一个阻碍，尤其是当用户应用运行在所有这些核心上。固态盘是个好东西，我估计在不久的将来我们会看到操作系统发生变化，让固态盘能够发挥它的优势。这是我们一直在做的，可以说，没有新的工程问题，只有新的工程师在解决老问题。分享到:上一篇：下一篇：相关阅读o 14:18o 14:18o 14:18o 14:18o 14:18o 14:18o 14:18o 14:18推荐产品推荐旺铺型号/产品名平均报价涨跌幅0.6311.11%3.88233.33%7.442.56%1.3810.81%1.6899.84%9.048.43%16.223.03%8.2222.22%12.1340.00%78.26%14400 件鸿顺电子57 件深圳市鼎盛盈科电子有限公司10万+ 件8500 件深圳市捷顺科技实业股份有限公司500 件深圳市捷顺科技实业股份有限公司闪存可以提升IOPS: 是时候开始使用SSD存储了
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【TechTarget中国原创】 相对于传统硬盘，固态硬盘在方面具有很大优势，但是其价格也要昂贵的多。现在，创新型公司正在通过不同的方式，利用SSD存储来提高虚拟机的性能表现。但是，在所有基于SSD的产品当中（包括软件和硬件），很难辨别哪些产品可以为公司带来真正的价值。这个月我们请教了一些咨询顾问，而主题就是SSD如何才能适用于现在的虚拟数据中心。对于公司来说，现在是时候开始购买了，但是哪种方式可以提供最好的投资回报率呢？ Maish Saidel-Keesing，以色列思科视频技术公司（之前的NDS集团） 不久之前，使用SSD构建第一层存储平台还是极其昂贵的。而现在，虽然仍旧不便宜，但是价格在逐渐下降，并且使用SSD已经成为一种常见方式了。 完全基于闪存的存储阵列和解决方案数量一直在不断增加。所有的主要供应商，包括EMC、NepApp、思科和惠普，都推出了自己的产品。并且像Tintri、 Nutanix和Kaminario这样的小型供应商也在推广使用闪存的方案。 存储市场正在努力提供更快的性能表现，而实现方式就是将缓存层移动到离负载和hypervisor更近的地方。有两种方案可以实现这种缓存技术——使用RAM或者SSD存储——而SSD是更为廉价的方案。 这会对你的hypervisor选择产生影响吗？答案是”当然”。你应该认真考虑是否要在数据中心添加一个SSD层，即便这只是一个缓存层。 现在许多其他产品——比如PernixData和——都在尝试使用服务器的可用闪存作为额外存储或者缓存层，所以安装可以访问hypervisor的SSD可以发挥很大作用。 Christian Mohn，EVRY咨询公司 SSD和闪存已经对数据中心产生了很大影响。甚至可以说企业级闪存已经成为主流，按照我的观点，在构建虚拟基础设施时，其已经成为最重要的组成部分之一。通常，不论在混合阵列或者基于主机的缓存当中，都以串联和分层的方式将SSD和传统磁盘搭配使用。现在的数据中心里，延迟更低的PCIe卡也变得很常见了。 服务器端缓存 像PernicData FVP这样的产品可以基于SSD磁盘和PCIe闪存卡这两种方式。这是一种很好的解决方案，通过对进出SAN基础设施的流量进行双向加速，并且在不影响和更换现有存储硬件的情况下极大地提升性能表现。在已经部署SAN的虚拟化环境中可以发挥很大作用，但是持续增长的虚拟机数量和负载规模将会不断消耗现有存储。 VMware VSAN也吸引了很多人关注，因为它不仅使用闪存进行加速，并且可以使用本地服务器磁盘组成分布式SAN，而不必使用传统的SAN基础设施。VSAN仍然处于公测阶段，并且VMware也还没有公布其价格，但是其仍然是一款很有吸引力的产品。我等不急想要看到不同的硬件供应商将会推出什么样的适用于于VSAN的产品，新型的主机将会专门针对这种新型、创造性的企业级存储而进行设计。 加速现有存储 在数据中心使用SSD的另外一种方式就是将闪存加入到现有的存储阵列，从而形成一个缓存层，这样常用数据就可以存储在速度更快的闪存当中，而不常用的数据则仍然存储在传统的硬盘上。如果你想要提升性能表现，现有的存储必须支持这种方式。 全闪存阵列 全闪存阵列现在仍然非常昂贵，并且需要对存储基础设施进行全面检查。随着容量不断增加和价格逐渐下降，全闪存阵列可能会变得更加普遍，但是在大多数情况中它们仍旧过于昂贵。 内存通道存储 VMware在和5.5当中已经开始支持内存通道存储了，缓存层甚至可以提供更快的性能表现，因为相对于PCIe和SSD磁盘，内存总线距离桌面层更近。有一件事是肯定的：现在存储的变化速度比之前几年更快。我们惊喜地看到很多新产品进入市场，对于数据中心架构师和管理员来说，可选择性越来越大。 如果你现在还没有使用闪存，绝对应该开始考虑如何在存储基础设施中使用闪存了，特别是考虑到未来的需求。将速度更快的闪存层放置在离桌面层最近的地方很有意义；这样可以最小化延迟时间，因为数据不再需要穿越整个存储网络。并且可以产生立竿见影的效果，甚至可以延长现有存储的寿命。提升现有存储速度和延长其寿命并不是一件坏事。只是需要确保使用企业级的SSD硬盘。并非所有的SSD都是一样的。不要因为购买了最为廉价的SSD产品而导致加速项目失败。 Jack Kaiser，Focus技术解决方案公司 这个月，我找到了Focus公司的虚拟化专家Brad Maher来询问相关意见。 &“我认为使用SSD产品已经不是一种新趋势了。我们的大部分客户都已经在使用SSD。我们可以看到用户通过多种方式使用SSD。甚至可以使用SD卡来运行ESXi。下一步，利用EMC的自动存储分层（FAST）、FAST Cache和NetApp闪存缓存等技术，我们甚至可以在SAN存储中使用闪存。 ” &“现在，SSD的价格在逐渐下降，以至于我们可以在SSD上运行整个非持续性虚拟桌面环境。我们还可以看到客户正在评估其是否能够用于大量数据库负载，比如SQL和Oracle这样对IOPS要求很高、但是并不要求容量的情况。随着价格逐渐下降，SSD会适用于数据中心的多种不同类型的负载。”