Kommentar von Michael Ettengruber zum Zusammenhang von Latenz und IOPS

Flash Storage und der Schindluder mit hohen I/O-Zahlen

| Autor / Redakteur: Michael Ettengruber / Rainer Graefen

Michael Ettengruber ist seit 2010 Business Development Manager 3PAR, EVA & FC Infrastructure bei HP. Zuvor war er Technical Consultant HP Storage, Server and Networking bei Tech Data und ALSO Deutschland, wo er 1997 seine Laufbahn als Data Center Manager begann.
Michael Ettengruber ist seit 2010 Business Development Manager 3PAR, EVA & FC Infrastructure bei HP. Zuvor war er Technical Consultant HP Storage, Server and Networking bei Tech Data und ALSO Deutschland, wo er 1997 seine Laufbahn als Data Center Manager begann. (Foto: HP)

Hohe I/O-Zahlen gaukeln dem Anwender vor, er hätte es mit einem leistungsfähigen Speichersystem zu tun. Wie immer stellt sich langsam heraus, dass ein herausragender Leistungsparameter nicht die ganze Wahrheit über ein Speichersubsystem sein kann.

Seit Jahren sind Flash-Speicher aus dem Alltag nicht wegzudenken. Man kennt sie etwa als USB-Sticks oder Speicherkarten für Digitalkameras. Sie sind praktisch und robust, mit Kapazitäten von einigen Gigabyte schon für wenig Geld zu haben.

Der Einsatz in der IT, als Solid State Disks (SSDs), ist hingegen relatives Neuland – verspricht aber nicht weniger als einen Paradigmenwechsel in der Speichertechnologie. Seit 2007 die ersten SSDs auf den Markt kamen, fand eine kontinuierliche Verschiebung statt: weg von magnetischen und sich drehenden Festplatten hin zu Flash-basierten „Laufwerken“ ohne magnetisches Medium und mechanische Komponenten.

Sinkende Einstiegsbarrieren für den Mittelstand

Damit werden Leistungswerte in kompakten Systemen mit wenigen Höheneinheiten möglich, für die Systeme mit magnetischen Medien schränkeweise Hardware (und Budget) benötigten – und die für den durchschnittlichen Mittelstand nicht erschwinglich waren.

Doch IT-Abteilungen mussten in der Vergangenheit feststellen, dass der Einsatz von Solid-State-Laufwerken stets mit Kompromissen verbunden war: Entweder brauchten sie eine „Caching-Appliance“ mit separatem Management und Hardware, oder die Leistung lag weit unter den Möglichkeiten der neuen Speichertechnologie, wenn die Solid-State-Medien in bestehende, traditionelle Speichersysteme integriert wurden. Einheitliche Speichersysteme, die sowohl die Leistungsangebote von Solid-State-Medien ausnutzen, als auch die Kapazität und Funktionen eines traditionellen Speichersystems bieten, gab es bisher nicht.

Überholtes Benchmarking

Allerdings findet auch in der Bewertung von Speicherlösungen ein Umdenken statt: In der Vergangenheit wurden beim Leistungsvergleich vor allem die Anzahl von abgearbeiteten Ein-/Ausgabeoperationen pro Sekunde (IOPS) betrachtet.

Je mehr IOPS ein Speichersystem erledigen konnte, umso besser wurde es bewertet. Eine deutlich untergeordnete Bedeutung hatte dagegen die Latenzzeit: die Zeit, die das System zur Abarbeitung der einzelnen Ein-/Ausgabeoperation benötigte.

Aufgrund der weiter fortschreitenden Verbreitung von Solid-State Medien wird die Bedeutung der IOPS bereits in näherer Zukunft spürbar zurückgehen. IOPS werden schlicht „da sein“ – immerhin liefert eine einzelne SSD mehrere Tausend IOPS, bis zu 200 Mal mehr als magnetische Festplatten.

Wenn eine Millisekunde zu langsam ist

Wie viele Hunderttausend IOPS ein Speichersystem darstellen kann, wird indes immer unwichtiger. Denn Umgebungen mit einem Bedarf von mehreren Hunderttausend IOPS sind nach wie vor ziemlich selten.

Dafür gewinnt die Latenzzeit erheblich an Bedeutung. Ein Speichersystem, das seine maximale Leistungsfähigkeit mit einer Latenzzeit von mehr als einer Millisekunde (ms) zur Verfügung stellt, verlangsamt Applikationen systematisch: Diese müssen unnötig lange auf das Ergebnis jeder einzelnen Anfrage an das Speichersystem warten. Das hat zur Folge, dass die Leistungsfähigkeit nicht beim Endbenutzer ankommt.

Der Speichersystem-Hersteller behauptet zwar, Hunderttausende IOPS leisten zu können. Tatsächlich genutzt wird aber nur ein Bruchteil davon. Das führt zu längeren Wartezeiten.

Mit ASIC-Prozessoren gegen Verzögerungen

Gute Hilfe bei der Ermittlung der tatsächlichen und/oder zu erwartenden Leistungsfähigkeit eines Speichersystems leisten die üblichen Benchmarks, die sowohl Leistung als auch Latenz angeben. Man muss sie allerdings verstehen und hinsichtlich der Latenzen kritisch hinterfragen.

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