HDD機械硬碟的性能

• 2019 年 12 月 16 日
• 筆記

HDD機械硬碟的性能

性能指標：

IOPS = 1000 / (尋道時間 Average Seek Time + 旋轉延遲 Average Latency )

• 尋道時間（Average Seek Time） 是指將讀寫磁頭（Disk Head）移動至正確的磁軌上所需要的時間。從公式可以得出，尋道時間越短，I/O操作越快，IOPS就越高。
• 旋轉延遲（Average Latency） 是指碟片旋轉將請求數據所在扇區（Sector）移至讀寫磁頭（Disk Head）下方所需要的時間。旋轉延遲取決於磁碟轉速，通常使用磁碟旋轉一周所需時間的1/2表示。比如，7200 RPM的磁碟平均旋轉延遲大約為60*1000/7200/2 = 4.17ms，而轉速為15000 RPM的磁碟其平均旋轉延遲為2ms。

註：事實上還有一個傳輸時間（同樣位於公式的分母），即完成傳輸所請求的數據所需要的時間，它取決於數據傳輸率，其值等於數據大小除以數據傳輸率。由於主流的SAS、SATA介面數據傳輸率的不斷提升，數據傳輸時間通常遠小於前兩部分消耗時間，簡單計算時可忽略。

降低尋道時間

想提高存儲的IOPS性能，就要想辦法減小分母上的數值。由於旋轉延遲是固定的（除非購買更快轉速的磁碟），所以唯一存在的變數就是尋道時間。很容易理解，順序的工作負載越多，磁頭需要（大幅度）移動的機會就越少，尋道時間也就越少。高度順序性的工作負載最終的結果就是更快的磁碟響應時間和更高的數據吞吐量（throughput）。

• 順序讀寫的工作負載對於較慢的磁碟和RAID類型是一個不錯的選擇（如RAID 5、6）；而高度隨機的負載更適合較快的磁碟和RAID類型（如RAID 10）。
• 還有一種減少尋道時間的技術稱為「磁碟短行程技術」（short stroking），即將數據存放在磁碟外緣的軌道上，從而減少尋道時間。
• 類似的技術包括快道技術（fast track）、放射性數據部署技術（radial placement）等。

by 斯武丶風晴 https://my.oschina.net/langxSpirit