في هذا البودكاست ، نتحدث إلى Rainer Kaese ، المدير الأول لتطوير الأعمال لمحركات الأقراص الصلبة (HDDS) لتوشيبا إلكترونيات أوروبا حول حالات الاستخدام حول حالات الاستخدام الأنسب لـ HDDS.
يحدد Kaese خصائص الأداء الرئيسية ، وخاصة في معدل نقل البيانات وعمليات الإدخال/الإخراج (I/O) في الثانية ، ولماذا يجعلها الأكثر ملاءمة لأعباء العمل المتسلسلة.
يناقش أيضًا بالتفصيل كيف تعمل HDDs تحت الغطاء و كيف يقارنون مع محركات أقراص الحالة الصلبة (SSD) من حيث أداء الإدخال/الإخراج والتحمل.
ما هي المفتاح I/O وخصائص الأداء لمحركات الأقراص الثابتة؟
هناك العديد من الخصائص ، ولكن واحدة فقط قابلة للمقارنة على نطاق واسع ويمكن استنساخها بالكامل ، وهو معدل البيانات المستمر. هذا يعني أن معدل بيانات القطر الخارجي الذي يمكن أن تقدمه محركات الأقراص الصلبة. هذا هو أيضا أهم واحد بسبب محركات الأقراص الصلبة هي مناسبة جدا للعمليات المتسلسلة. لذلك ، تقوم بترتيب محركات الأقراص الصلبة والحكام والمعيار.
هناك مقياس آخر ، وهو عمليات الإدخال/الإخراج في الثانية [IOPS]، حيث تكون HDDs بطيئة إلى حد ما بسبب طريقتها في البحث الميكانيكي. وهذا ليس قابلاً للمقارنة. ومع ذلك ، فهو مقياس مهم إذا كنت ترغب في تحديد خفة محرك الأقراص الثابتة.
يرتبط هذا هو الكمون ، لكن الكمون يعتمد على العديد من معلمات النظام – في الأساس ، كيف نرسل HDDs هو معدل البيانات المستمر و IOPS.
ماذا يعني كل هذا بالنسبة لنوع أعباء العمل الأكثر ملاءمة لمحركات الأقراص الصلبة؟
إذا تم استخدام HDD في تشغيل نموذجي لقراءات البيانات المتسلسلة والكتابة ، فلدينا الضخمات الواحدة في الثانية [MBps] أن محرك الأقراص الصلبة يمكن أن يأخذ أو يخرج. هذا يعتمد على سرعة الدوران وكثافة البيانات داخل المسارات.
سيكون للدوران الذي يدور حول القرص الثابت عند 5400 ثورة في الدقيقة معدل بيانات مستمر قدره 170 ميغابت في الثانية أو 180 ميجابت في الثانية في حافته الخارجية. إذا واصلت القراءة والكتابة إلى الداخلية [tracks]، ينخفض إلى حوالي 10 ميغابت في الثانية. هذه حالة استثنائية – عادةً ما نستخدمها اليوم تدور عند 7،20 دورة في الدقيقة ، وعلى 7200 دورة في الدقيقة ، [the sustained data rate] يعتمد أيضًا على كثافة البيانات.
على سبيل المثال قبل عشر سنوات ، كانت الكثافة منخفضة إلى حد ما مع 4 تيرابايت و 6 تيرابايت و 8 تيرابايت ، وكان لدينا حوالي 20 ميغابت في الثانية. اليوم ، مع محركات أقراص صلبة 24 تيرابايت ، يبلغ معدل البيانات المستمر أكثر من 300 ميجابت في الثانية. ومن الواضح ، إذا واصلت الكتابة أو القراءة إلى القطر الداخلي ، فإنها تنخفض إلى نطاق 200 ميجابت في الثانية. متوسط حوالي 250 ميغابت في الثانية.
الآخر [metric] هل IOPS. HDDs ليست جيدة حقا ل IOPS. هاتان المقاييسان ، MBPs و IOPS ، إذا قارنتهما بـ SSD ، فهي بطيئة جدًا وفقيرة جدًا. SSDs أسرع عدة مرات من حيث IOPS ، حتى آلاف المرات أسرع.
لكننا لا نقارن فرديًا مع SSDs لأنك تستخدم واحد أو اثنين [of them]. مع محركات الأقراص الصلبة ، يمكنك استخدام أربعة أو ثمانية أو اثني عشر ، ما يصل إلى مئات في النظام. لذلك ، على الرغم من تدابير محركات الأقراص الصلبة بطيئة جدًا ، إذا كنت تستخدم العديد منها ، فيمكنك الحصول على أداء كبير.
العودة إلى IOPS. في IOPS ، تعتمد العمليات في الثانية على السرعة التي يمكن أن تجد HDD القراءة أو مكتوبة المسار. وداخل المسار ، يتعين عليه أيضًا العثور على الكتلة الصغيرة.
كمكون ميكانيكي ، يستغرق الأمر وقتًا. مع IOPS النموذجية لمحركات الأقراص الصلبة الحديثة ، يمكنهم قراءة حوالي 200 إلى 220 ملفًا صغيرًا في الثانية. عادة ، لهذا IOPS ، فإن إعداد النظام مهم.
عندما نقوم قياسات مماثلة ، عادة ما نقرأ ونكتب كتل 4K صغيرة جدًا. أيضا ، نقوم بتحميل محرك الأقراص مع عمق قائمة انتظار I/O 16. يتلقى طلب بعض الكتل ، ويجب العثور على المسار ، ثم العثور على الكتلة داخل المسار. هذا يحد من العملية إلى 220 عملية في الثانية. مع الكتابة ، إنه أسرع قليلاً لأنه لا يتعين العثور على البيانات. إنها تعرف إلى أين تذهب على الفور.
أيضًا للكتابة ، يمكن لـ HDD فرز طلب الكتابة المتميز بطريقة تقلل من أرجوحة الذراع إلى جميع المسارات المختلفة.
مع وضع كل هذه المعلمات في الاعتبار ، ما هي أعباء العمل الأكثر ملاءمة لمحركات الأقراص الصلبة؟
أي نوع من عبء العمل المتسلسل. في عبء عمل متسلسل ، حيث تعمل HDDs بسرعة 300 ميجابت في الثانية مقارنةً بـ SSD التي تعمل بسرعة 500 ميغابت في الثانية أو 1000 ميجابت في الثانية أو 2000 ميجابت في الثانية ، فهذا ليس سيئًا للغاية. أي نوع من عبء العمل المتسلسل ، تدفق الفيديو ، بيانات النسخ الاحتياطي ، مثالي لمحرك الأقراص الثابتة.
إذا كانت البيانات مكتوبة أو قراءة بشكل عشوائي ، فإنها تصبح بطيئة للغاية على محرك أقراص ثابت واحد. عادةً ما تقوم الأنظمة الأكبر التي تحتوي على العديد من محركات الأقراص الصلبة بتعبئة البيانات في أجزاء أكبر بناءً على SSD أو عمليات الذاكرة ثم اكتبها بالتتابع إلى HDD أكبر.
أيضا ، لا تملك HDDs أي قيود التحمل. هذا يجعلها مثالية – وربما أيضًا وسائط التخزين الوحيدة المناسبة – لبيانات الفيديو أو المراقبة لأنه يوجد لديك العديد من الكتابة فوق التي لا يمكنك القيام بها مع SSDs.
كلما كان عبء العمل الخاص بك أكثر تسلسلًا في القراءة والكتابة ، كلما كان الأمر أكثر ملاءمة هو HDDs والمزيد من الأداء الذي يمكنك الحصول عليه من تلك الوسائط.
