Cinq domaines clés à examiner
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L’évaluation de tout investissement dans le stockage est une question d’équilibre entre les coûts, les performances et la capacité.
Mais avec la croissance de stockage à l’état solide et stockage de données en nuage services, l’évaluation des systèmes de stockage peut être complexe. Néanmoins, il y a des clés performances de stockage des métriques et des définitions que les équipes informatiques peuvent utiliser pour simplifier les comparaisons entre les technologies et les fournisseurs.
Nous examinons certaines des mesures de performances de stockage les plus utiles : capacité ; débit et lecture/écriture ; opérations d’entrée/sortie par seconde et latence ; temps moyen entre les pannes et téraoctets écrits ; facteurs de forme et connectivité – dont certains sont principalement utilisés pour évaluer le stockage sur site tandis que d’autres s’appliquent également au cloud. Nous couvrirons les métriques de performances de stockage spécifiques au cloud dans un futur guide.
1. Mesures de capacité de stockage
Tous les systèmes de stockage ont une mesure de capacité. Le matériel de stockage actuel est largement mesuré en gigaoctets (Go), ou téraoctets (To). Les systèmes plus anciens mesurés en mégaoctets (Mo) sont largement tombés en désuétude, bien que les mégaoctets soient toujours une mesure utile dans des domaines tels que la mémoire cache.
Un gigaoctet de stockage correspond à 1 000 Mo et un téraoctet à 1 000 Go. Les pétaoctets (Po) contiennent 1 000 To de données, et les grands systèmes de stockage sont souvent considérés comme fonctionnant à « l’échelle du pétaoctet ». Un pétaoctet de stockage suffit pour héberger un fichier MP3 qui jouera pendant 2 000 ans.
Il convient de noter que bien que la plupart des fournisseurs de stockage arrondissent les capacités au millier le plus proche, sur la base de kilo-octets de données, certains systèmes utilisent des unités basé sur la puissance de deux. Par cette définition, un kibioctet (kiB) vaut 1 024 ou 2dix octets, un mebioctet (Mio) est 10242 octets et un gibioctet (Gio) vaut 10243 octets. Heureusement, seul le système décimal, utilisant des puissances de 10, s’applique à partir des téraoctets.
Les capacités de stockage peuvent s’appliquer à des disques individuels ou à des sous-systèmes à semi-conducteurs, à des baies matérielles, à des volumes ou même à une capacité à l’échelle du système, comme sur un réseau de stockage ou le stockage provisionné dans une instance cloud.
2. Débit et métriques de stockage en lecture/écriture
Le stockage brut est de peu d’utilité à moins que les données puissent être déplacées vers ou hors d’un Unité centrale de traitement (CPU) ou un autre système de traitement.
Le débit mesure le nombre de bits qu’un système peut lire ou écrire par seconde. Les systèmes à semi-conducteurs, en particulier, auront des vitesses de lecture et d’écriture différentes, avec des vitesses d’écriture généralement inférieures.
L’application déterminera la métrique la plus importante des deux. Par exemple, une application telle qu’une caméra industrielle aura besoin de supports de stockage avec des vitesses d’écriture rapides alors qu’une base de données d’archivage sera davantage axée sur les lectures.
Cependant, les fournisseurs peuvent utiliser des calculs basés sur des tailles de blocs moyennes pour commercialiser leurs systèmes. Cela peut être trompeur. Le calcul du débit (ou IOPS, voir ci-dessous) basé sur une taille de bloc « moyenne » ou petite donnera un ensemble de valeurs très différent pour les performances du même système sous des charges de travail réelles.
Les fabricants font également la distinction entre les vitesses de lecture et d’écriture aléatoires et séquentielles. La vitesse de lecture ou d’écriture séquentielle est la vitesse à laquelle un périphérique de stockage donné peut lire ou écrire une série de blocs de données.
Il s’agit d’une mesure utile pour les fichiers volumineux ou les séries de données, comme un flux vidéo ou une sauvegarde. La lecture et l’écriture aléatoires sont souvent un guide plus réaliste des performances réelles, en particulier pour le stockage local sur un PC ou un serveur. Les SSD devraient avoir un avantage en termes de performances plus important que disques tournants pour la lecture et l’écriture aléatoires.
3. IOPS et métriques de stockage de latence
Opérations d’entrée/sortie par seconde (IOPS) est une autre mesure de « vitesse ». Plus les IOPS sont élevées, meilleures sont les performances du lecteur ou du système de stockage. Un disque tournant typique a des IOPS dans la plage de 50 à 200, bien que cela puisse être considérablement amélioré avec RAID et cache Mémoire. Les SSD seront 1 000 fois ou plus plus rapides. Cependant, des IOPS plus élevés signifient des prix plus élevés.
Les mesures IOPS varieront également en fonction de la quantité de données écrites ou lues, comme c’est également le cas pour le débit.
La latence est la vitesse à laquelle la demande d’entrée/sortie (E/S) est exécutée. Certains analystes indiquent que la latence est la mesure la plus importante pour les systèmes de stockage, en termes de performances des applications dans le monde réel. La Storage Network Industry Association (SNIA) le décrit comme «le rythme cardiaque d’un disque à semi-conducteurs”.
La latence d’un système de disque dur (HDD) doit être comprise entre 10 ms et 20 ms (millisecondes). Pour le stockage à l’état solide, cela ne devrait prendre que quelques millisecondes. En termes pratiques, les applications s’attendront à une latence d’environ 1 ms.
4. MTBF et TBW
Temps moyen entre les pannes (MTBF) est un indicateur de fiabilité clé dans la plupart des secteurs, y compris l’informatique.
Pour les périphériques de stockage, cela signifie généralement le nombre d’heures de mise sous tension qu’il fonctionnera avant la panne. Une défaillance dans le cas des supports de stockage signifie normalement la récupération et le remplacement des données, car les lecteurs ne sont pas réparables. Les sous-systèmes de stockage tels que les matrices RAID auront un MTBF différent, car les disques peuvent être remplacés.
Un disque dur peut avoir un MTBF typique de 300 000 heures, bien que les nouvelles technologies signifient que cela peut aller jusqu’à 1 200 000 heures ou 120 ans de fonctionnement.
Certains constructeurs s’éloignent du MTBF. Seagate utilise désormais la métrique Taux d’échec annualisé (AFR), qui vise à prédire le pourcentage de disques qui tomberont en panne sur le terrain au cours d’une année donnée en raison d’une «cause fournisseur» (à l’exclusion donc des problèmes côté client, tels que les dommages causés par une panne de courant).
Les systèmes de stockage à semi-conducteurs, avec leurs différentes caractéristiques physiques, sont également mesurés par l’endurance. Le nombre total de téraoctets écrits (TWB) au fil du temps définit la durée de vie d’un disque SSD (Solid State Drive). Écritures sur le disque par jour (DWPD) est basé sur le nombre de fois où le disque entier peut être réécrit au cours de sa durée de vie. Les fabricants indiqueront généralement ces métriques dans leurs garanties matérielles.
L’endurance variera selon génération de flash. Les disques SSD à cellule unique (SLC) ont généralement été les plus durables, avec une cellule à plusieurs niveaux (MLC), une cellule à trois niveaux (TLC) et cellule à quatre niveaux (QLC) emballant plus d’activité dans des cellules plus petites et échanger la durabilité contre la capacité. Cependant, les techniques de fabrication ont amélioré la durabilité de tous les types de flash grâce à des technologies telles que cellule multi-niveaux d’entreprise (eMLC).
5. Facteurs de forme et connectivité
Bien qu’il ne s’agisse pas de mesures de performance en soi, les acheteurs de stockage devront réfléchir à la manière dont l’équipement se connecte au système hôte et partage les données.
Le facteur de forme typique pour les ordinateurs portables, désormais également courant dans les baies de stockage, est le SSD 2,5 pouces, bien que des baies de lecteur 3,5 pouces plus grandes restent disponibles pour les disques durs. Ces disques utilisent des interfaces Serial ATA (SATA) ou, pour les applications d’entreprise, des interfaces SAS.
M.2 utilise un format PCI Express Mini Card pour s’interfacer avec le matériel hôte. Les connecteurs U.2 sont plus couramment utilisés sur les SSD 2,5 pouces et, contrairement au M.2, ils peuvent être remplacés à chaud.
NVMe est une interface permettant au stockage, généralement Nand Flash, de se connecter au bus PCIe d’un hôte ; Les appareils U.2 peuvent également utiliser l’interface NVMe.
