磁盘类型及性能介绍

更新时间： 2020/06/23 GMT+08:00

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根据IO性能划分云硬盘的磁盘类型，可以分为普通IO、高IO、通用型SSD、超高IO，各种类型的云硬盘具体介绍如下。不同类型云硬盘的性能和价格有所不同，您可根据应用程序要求选择您所需的云硬盘。

云硬盘性能

云硬盘性能的主要指标包括：

  • IOPS：云硬盘每秒进行读写的操作次数。
  • 吞吐量：云硬盘每秒成功传送的数据量，即读取和写入的数据量。
  • IO读写时延：云硬盘连续两次进行读写操作所需要的最小时间间隔。
表1 云硬盘性能数据表

参数

超高IO

通用型SSD

高IO

普通IO（上一代产品）

云硬盘最大容量
  • 系统盘：1024 GB
  • 数据盘：32768 GB
  • 系统盘：1024 GB
  • 数据盘：32768 GB
  • 系统盘：1024 GB
  • 数据盘：32768 GB
  • 系统盘：1024 GB
  • 数据盘：32768 GB

描述

超高性能云硬盘，可用于企业关键性业务，适合高吞吐、低时延的工作负载。

高性价比的云硬盘，可用于高吞吐、低时延的企业办公。

可用于一般访问的工作负载。

可用于不常访问的工作负载。

典型应用场景
  • 超大带宽的读写密集型场景。
  • 转码类业务。
  • I/O密集型场景。
    • NoSQL
    • Oracle
    • SQL Server
    • PostgreSQL
  • 时延敏感型场景。
    • Redis
    • Memcache
 各种主流的高性能、低延迟交互应用场景。

  • 企业办公
  • 大型开发测试
  • 转码类业务
  • Web服务器日志
  • 容器等高性能系统盘
 一般工作负载的应用场景。

  • 普通开发测试
 大容量、读写速率中等、事务性处理较少的应用场景。

  • 日常办公应用
  • 轻载型开发测试
  • 不建议用于系统盘

最大IOPSa

33000

20000

5000

2200

最大吞吐量a

350 MB/s

250 MB/s

150 MB/s

50 MB/s

云硬盘吞吐量性能计算公式

吞吐量 = min (350, 120 + 0.5 × 容量) MB/s

吞吐量 = min (250, 100 + 0.5 × 容量) MB/s

吞吐量 = min (150, 100 + 0.15 × 容量) MB/s

吞吐量 = min (50, 10 + 0.15 × 容量) MB/s

IOPS突发上限a

16000

5000

5000

2200

云硬盘IOPS性能计算公式

IOPS = min (33000, 1500 + 50 × 容量)

IOPS = min (20000, 500 + 6 × 容量)

IOPS = min (5000, 1200 + 6 × 容量)

IOPS = min (2200, 500 + 2 × 容量)

单队列访问时延

1 ms

1 ms

1 ms ~ 3 ms

5 ms ~ 10 ms

API名称b

SSD

GPSSD

SAS

SATA

说明：

a：最大IOPS、最大吞吐量、IOPS突发上限三个参数的值均为读写总和。

b：API名称代表云硬盘API接口中“volume_type”参数的取值，不代表底层存储设备的硬件类型。

云硬盘的性能与数据块大小密切相关。根据公式推算，大容量云硬盘既可以达到最大IOPS，又可以达到最大吞吐量，在这种情况下，当最大IOPS或最大吞吐量中有一项指标达到最大值时，此时云硬盘性能达到最大，另一项指标无法再继续上升。

  • 对于小数据块，例如4 KB和8 KB，性能可达到最大IOPS。
  • 对于≥ 16 KB的大数据块，性能可达到最大吞吐量。

以超高IO云硬盘为例，根据公式推算，超高IO云硬盘容量≥ 630 GB时，IOPS最大可达33000，吞吐量最大可达350 MB/s。而实际情况并非如此，具体请参见表2。

表2 超高IO云硬盘性能上限

数据块大小（KB）

最大IOPS

最大吞吐量（MB/s）

4

约33000

约130

8

约33000

约260

16

约22400

约350

32

约11200

约350

云硬盘IOPS性能计算公式举例说明

单个云硬盘IOPS性能 =“最大IOPS”与“基线IOPS + 每GB云硬盘的IOPS × 云硬盘容量”的最小值。

以超高IO云硬盘为例，单个超高IO云硬盘的最大IOPS为33000。

云硬盘突发能力及原理

突发能力是指小容量云硬盘可以在一定时间内达到IOPS突发上限，超过IOPS上限的能力。此处IOPS上限为单个云硬盘的性能。

突发能力适用于云服务器启动场景，一般系统盘容量较小，以50 GB的超高IO云硬盘为例，如果没有突发能力，云硬盘IOPS上限只能达到4000（1500 + 50 × 50），但使用突发能力后，IOPS可高达16000，从而提升云服务器的启动速度。

以超高IO云硬盘为例，单个超高IO云硬盘的IOPS突发上限为16000。

以下介绍云硬盘突发IOPS的消耗原理和储蓄原理。

突发的实现基于令牌桶，令牌桶中的初始令牌数量 = 突发时间 × IOPS突发上限，此处突发时间固定为1800 s。

以100 GB的超高IO云硬盘为例，令牌桶容量为28800000个令牌（1800 s × 16000 ）。

消耗原理

当令牌消耗速度大于令牌的生成速度时，令牌数量会逐渐减少，最后IOPS会维持跟桶生成令牌的速度一致，即云硬盘的IOPS上限。本示例中，可以维持突发IOPS的时间为3032 s ≈ 28800000 / (16000 - 6500) 。

储蓄原理

当令牌的消耗速度小于令牌的生成速度时，桶中的令牌会逐渐增加，之后又可以拥有突发能力。本示例中，如果云硬盘暂停使用4431 s ≈ 28800000 / 6500，令牌桶就可以存满。

说明：

桶中的令牌数量只要大于零，云硬盘就具有突发能力。

本示例中令牌的消耗和储蓄原理如 图1所示。蓝色柱状表示云硬盘IOPS的使用情况，绿色虚线为IOPS上限，红色虚线为IOPS突发上限，黑色曲线表示令牌数量的变化趋势。

图1 突发能力原理图

性能测试方法

测试云硬盘性能参数的具体测试方法请参见“怎样测试云硬盘的性能”。

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