背景：你知道SPC-1 IOPS 到底是由哪些I/O模型的負(fù)載組合而成?

　　2020年3月，存儲(chǔ)性能委員會(huì)(Storage Performance Council,簡(jiǎn)稱(chēng)SPC)公布最新的SPC-1™基準(zhǔn)測(cè)試報(bào)告。浪潮存儲(chǔ)AS5600G2(全閃存)以752萬(wàn)IOPS、0.472毫秒延時(shí)的評(píng)測(cè)值，創(chuàng)造了16控存儲(chǔ)產(chǎn)品性能的全球最高紀(jì)錄，成為全球存儲(chǔ)市場(chǎng)新的領(lǐng)跑者。隨著IoT、 5G、AI、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展，以及數(shù)字宇宙不斷膨脹的當(dāng)下，越來(lái)越多的業(yè)務(wù)應(yīng)用需要高性能、低延時(shí)。浪潮存儲(chǔ)全閃存陣列的優(yōu)異表現(xiàn)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)、OLTP/OLAP、郵件系統(tǒng)、虛擬化、AI等業(yè)務(wù)的存儲(chǔ)系統(tǒng)選型具有極高的參考價(jià)值。

　　SPC是存儲(chǔ)行業(yè)性能評(píng)測(cè)的權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)，它的要求非常嚴(yán)格，為了更接近用戶(hù)真實(shí)使用情況，在許多細(xì)節(jié)上做出了限制。例如，在開(kāi)始評(píng)估性能之前，長(zhǎng)達(dá)8個(gè)小時(shí)的持續(xù)寫(xiě)入(SUSTAIN)，避免存儲(chǔ)陣列的緩存命中，或全閃存陣列初次寫(xiě)入，導(dǎo)致的性能虛高。

　　為了進(jìn)一步詳細(xì)了解這一優(yōu)異性能背后的含義，下面我們從多個(gè)方面進(jìn)行分析。

　　SPC-1測(cè)試要素：存儲(chǔ)產(chǎn)品多維度衡量

　　此次測(cè)試采用的是SPC-1較新的版本v3.8，從SPC官方可以下載到2018年10月28日啟用的這個(gè)版本的詳細(xì)介紹，有113頁(yè)。

　　詳細(xì)的介紹了對(duì)產(chǎn)品功能、可靠性、性能、可用性和成本價(jià)格等多個(gè)維度的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。例如：

　　1、可靠性

　　在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中，多個(gè)階段都會(huì)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的一致性。例如初始化階段、SPC IOPS階段(Primary Metrics Test Phases)、……、關(guān)電重啟再校驗(yàn)數(shù)據(jù)的一致性，確保存儲(chǔ)能夠經(jīng)受高可靠性的嚴(yán)格測(cè)試。

　　SPCI還要求合規(guī)的TSC能夠防止單點(diǎn)故障。并明確提出：

　　1)任何存儲(chǔ)設(shè)備在TSC中的單點(diǎn)故障，都不要用戶(hù)干預(yù)，來(lái)恢復(fù)對(duì)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪(fǎng)問(wèn)。

　　2)任何組件在TSC中的單點(diǎn)故障，都不要用戶(hù)干預(yù)，來(lái)恢復(fù)對(duì)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪(fǎng)問(wèn)。

　　備注：TSC指Tested Storage Configuration，用于測(cè)試的存儲(chǔ)的配置。

　　2、IOPS

　　SPC-1 IOPS是一個(gè)科學(xué)的，但又復(fù)雜的I/O模型的負(fù)載組合。參與廠(chǎng)商需要對(duì)自己的存儲(chǔ)有著深入的了解，先預(yù)估出比較合理的性能高峰值。然后再根據(jù)這個(gè)值，運(yùn)行SPC-1的I/O模型，在延時(shí)、可靠性等約束下，是否能夠符合要求。如果不符合，再去調(diào)整性能高峰值。

　　備注：在SPC規(guī)范里特別強(qiáng)調(diào)，所有特殊的基準(zhǔn)測(cè)試，也即用來(lái)改進(jìn)測(cè)試結(jié)果，但不是普遍的、真實(shí)世界的性能的實(shí)現(xiàn)，都是禁止的。如果詳細(xì)剖析I/O模型，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)符合其負(fù)載組合模擬了用戶(hù)的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，因此是比較科學(xué)的。

　　如果預(yù)估值是752萬(wàn)IOPS，那么負(fù)載百分比(Load Percentage)為100的時(shí)候，壓測(cè)的性能就是按照752萬(wàn)IOPS準(zhǔn)備的。

　　浪潮存儲(chǔ)根據(jù)SPC Benchmark Official Specification，制作了一份簡(jiǎn)單易懂的表格，如下圖。三個(gè)ASU的【9、讀負(fù)載】總和為39.44%，【10、寫(xiě)負(fù)載】總和為60.56%，兩者之和為100%。

　　ASU業(yè)務(wù)應(yīng)用存儲(chǔ)單元的測(cè)試數(shù)據(jù)

　　三個(gè)ASU(Application Storage Units，業(yè)務(wù)應(yīng)用存儲(chǔ)單元)，分別提供45%、45%、10% 存儲(chǔ)空間比例，總和為100%。每個(gè)ASU有著不同的IO流，ASU1是Data Store，例如它的第三類(lèi)IO流，它的IO塊大小不是固定的，從下表能看出，它是從8個(gè)block到128個(gè)block不同Transfer Size的組合;每個(gè)block是512個(gè)字節(jié) ，因此IO塊大小是從4k到64k。不同ASU的不同IO流，都有著各自的流負(fù)載，并規(guī)定了讀寫(xiě)比例。所有IO流(總共8種)的讀負(fù)載總和與寫(xiě)負(fù)載總和之和為100%。

　　下面再詳細(xì)列舉一下ASU 1的四類(lèi)I/O數(shù)據(jù)流：

　　其他ASU，如做為User Store的ASU 2，和做為L(zhǎng)og/Sequential Write的ASU 3，它們的IO流細(xì)節(jié)都可以從SPC-1官方規(guī)范(如v3.8版)中獲取。

　　3、延時(shí)

　　延時(shí)方面的指標(biāo)有兩個(gè)。

　　1)平均延時(shí)，也即SPC-1 IOPS Response Time。

　　2)總體響應(yīng)時(shí)間，也即Overall Response Time。

　　它的計(jì)算公式如下，這個(gè)值是根據(jù)實(shí)際測(cè)試結(jié)果計(jì)算出來(lái)的，所以是一個(gè)固定值。

　　4、成本

　　成本方面的指標(biāo)至少有兩個(gè)。

　　1)性能價(jià)格比

　　SPC-1 PRICE-PERFORMANCE,SPC-1總性?xún)r(jià)比的計(jì)算方式是使用系統(tǒng)總價(jià)格除以SPC-1 IOPS，有時(shí)衡量單位是$/SPC-1 KIOPS，表示每千個(gè)SPCI-1 IOPS的價(jià)格。

　　2)容量?jī)r(jià)格比

　　SPC-1ASU Price定義為總系統(tǒng)價(jià)格除以SPC-1 ASU的容量，衡量單位是$/GB。

　　我們選取幾個(gè)重要的信息來(lái)進(jìn)行解讀和比較。

　　浪潮存儲(chǔ)SPC-1報(bào)告解讀

　　1、概覽

　　在《A32014_ES》這個(gè)PDF里，能看到幾乎所有的重要信息。包括752萬(wàn)的SPC-1 IOPS;SPC-1 性能方面的性?xún)r(jià)比為$386.50/SPC-1 KIOPS，容量方面的性?xún)r(jià)比為$10.58/GB;平均延時(shí)0.472毫秒，總體響應(yīng)時(shí)間為0.251毫秒;數(shù)據(jù)保護(hù)方式為RAID 10，此種保護(hù)方式能防止單點(diǎn)故障，但對(duì)性能有減損，因此能達(dá)到752萬(wàn)IOPS殊為不易。

　　根據(jù)這個(gè)IOPS以及裸容量的配置，我們還可以計(jì)算出來(lái)，在SPC開(kāi)始統(tǒng)計(jì)性能之前，長(zhǎng)達(dá)8小時(shí)的持續(xù)寫(xiě)入(SUSTAIN)，使得整個(gè)浪潮存儲(chǔ)AS5600G2，全覆蓋寫(xiě)入接近三次，避免了SSD初次寫(xiě)入所呈現(xiàn)的性能虛高。

　　2、拓?fù)鋱D

　　3、成本

　　此次浪潮存儲(chǔ)的測(cè)試配置還包含了浪潮的光纖導(dǎo)向器FS9610。在報(bào)告中，我們可以看到“Storage Configuration Pricing”一欄中，總價(jià)格包含了FS9610的價(jià)格，如下表：

　　然而，我們看到SPC-1網(wǎng)站中，有不少友商，沒(méi)有光纖交換連接的部件，如交換機(jī)FC Switch，或者導(dǎo)向器FC Direct的配置和報(bào)價(jià)。可能使用的是直連方式，因此拉低了系統(tǒng)的總體價(jià)格。但用戶(hù)需要清楚的是，實(shí)際部署這種高性能低延遲的中高端存儲(chǔ)，光纖交換連接的部件是不可或缺的。

　　每個(gè)送測(cè)的廠(chǎng)商，都必須在報(bào)告的“Storage Configuration Pricing”部分，詳細(xì)的組件、數(shù)量、價(jià)格和整個(gè)送測(cè)系統(tǒng)的總價(jià)。這樣才能確保是性?xún)r(jià)比，而非僅僅是最高峰性能的比較，對(duì)最終用戶(hù)更有參考價(jià)值。

　　4、延時(shí)

　　高IOPS的情況下，往往對(duì)延時(shí)是巨大的挑戰(zhàn)。可以看出即使在750多萬(wàn)IOPS下，延時(shí)僅0.472毫秒。總體響應(yīng)時(shí)間為0.25毫秒。

　　報(bào)告對(duì)比

　　通過(guò)比較才能看出更多信息。我們選取SPC-1中，最近兩年多，也即從2018年到2020年3月，并且性能超過(guò)100萬(wàn)IOPS的存儲(chǔ)，這樣的比較對(duì)于當(dāng)下的用戶(hù)才更有意義。我們發(fā)現(xiàn)剩下7個(gè)型號(hào)，浪潮AS5600G2在性能性?xún)r(jià)比、每控制器IOPS性能均排名第一;在容量性?xún)r(jià)比排名第二，但總IOPS是容量性?xún)r(jià)比第一的4倍多。

　　總而言之，作為16個(gè)控制器的存儲(chǔ)產(chǎn)品，浪潮AS5600G2毫無(wú)疑問(wèn)，性能是全球領(lǐng)先的。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　正如開(kāi)篇所述，越來(lái)越多的業(yè)務(wù)應(yīng)用需要高性能、低延時(shí)。我所知道的就有，國(guó)內(nèi)某食品加工制造公司，實(shí)際業(yè)務(wù)運(yùn)行的IOPS高達(dá)20萬(wàn)。另外，某國(guó)企的SAP ECC模塊，單個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)際運(yùn)行高達(dá)3萬(wàn)多IOPS，如下圖所示。采用浪潮存儲(chǔ)AS5600G2，能夠同時(shí)承載多個(gè)更高IOPS，更低延時(shí)的關(guān)鍵業(yè)務(wù)。

　　隨著用戶(hù)業(yè)務(wù)種類(lèi)不斷擴(kuò)大，業(yè)務(wù)的規(guī)模不斷增加，及時(shí)地分析數(shù)據(jù)用于營(yíng)銷(xiāo)或決策已經(jīng)變得越來(lái)越重要了。快速響應(yīng)市場(chǎng)需求已經(jīng)成為企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的決勝因素，而信息化的基礎(chǔ)架構(gòu)，尤其是往往容易成為瓶頸的存儲(chǔ)，需要得到更多的重視。