Zeitverzögerung beim Datenspeichern Was ist Speicherlatenz (Storage-Latency)?

Anbieter zum Thema

FAST LTA GmbH

Speicherlatenz bezeichnet die Zeitverzögerung zwischen dem Absenden eines Lese- oder Schreibbefehls und dem Abschluss dieses Befehls durch das Speichergerät. Sie ist neben Durchsatz und IOPS eine der zentralen Kennzahlen bei der Beurteilung der Leistung des Lesens und Schreibens von Daten. Storage-Latency wird von verschiedenen Komponenten verursacht, wie vom Speichermedium selbst, von Schnittstellen, Controllern, Warteschlangen, Protokollen und weiteren.

Der deutsche Begriff für storage latency ist „Speicherlatenz“. Es handelt sich dabei um die zeitliche Verzögerung zwischen dem Absenden einer Lese- oder Schreibanforderung und dem Abschluss dieser Anforderung durch das Speichergerät oder Speichermedium. Bei den Speichergeräten beziehungsweise Speichermedien kann es sich beispielsweise um lokale Massenspeicher wie Festplatten oder SSDs, aber auch um Netzwerkspeicher wie SANs oder NAS-Systeme handeln.

Übliche Werte für die Speicherlatenz liegen abhängig von der jeweiligen Speicherinfrastruktur im Mikro- oder Millisekundenbereich. Die Latenz umfasst dabei die gesamte Zeit, die eine Lese- oder Schreibanforderung für den kompletten Weg durch das Speicherökosystem und die beteiligten Komponenten benötigt.

Nicht verwechselt werden sollte die Storage-Latency mit der Memory-Latency, die ebenfalls manchmal mit „Speicherlatenz“ ins Deutsche übersetzt wird. Die Memory-Latency bezieht sich auf die Zeitverzögerung zwischen der Adressierung eines RAM-Bereichs und der tatsächlichen Bereitstellung der an dieser Adresse gespeicherten Daten. Sie wird üblicherweise in Taktzyklen oder Nanosekunden angegeben.

Kurze Abgrenzung der Kennzahlen Speicherlatenz, Durchsatz und IOPS

Die Speicherlatenz ist eine wichtige Kennzahl zur Beurteilung eines Speichersystems und der Leistung beim Lesen oder Schreiben von Daten. Je kürzer die Latenz, desto schneller werden die Schreib- oder Leseanforderungen verarbeitet. Allerdings müssen für eine vollständige Leistungsbeurteilung weitere Kennzahlen wie Durchsatz und IOPS herangezogen werden. Der Durchsatz ist ein Maß dafür, wie viele Daten pro Sekunde (zum Beispiel Megabyte pro Sekunde) übertragen oder verarbeitet werden können. IOPS (Input-/Output Operations per Second) geben an, wie viele Ein-/Ausgabeoperationen pro Sekunde abgeschlossen werden können.

Ursachen für Storage-Latency

Eine Schreib- oder Leseanforderung an ein Speichergerät muss den gesamten I/O-Pfad zwischen Anwendung und Speichermedium durchlaufen. Verzögerungen entstehen daher an verschiedenen Stellen und werden von unterschiedlichen Komponenten verursacht. Typische Einflussfaktoren und Verursacher von Storage-Latency sind:

• Speichermedium: zum Beispiel Verzögerungen durch mechanische Bewegungen einer Festplatte wie die Rotation der Magnetscheiben oder die Bewegung der Schreib-/Leseköpfe. Bei SSDs beispielsweise Verzögerungen durch die Verarbeitung von Flash-Speicherzugriffen

• Speichercontroller: Bearbeitungs- und Weiterleitungszeiten der Befehle durch den Controller.

• Schnittstellen: Übertragungs- oder Verarbeitungszeiten auf internen Schnittstellen wie dem PCIe-Bus oder der SATA-Schnittstelle.

• externe Verbindungen und Netzwerke: bei Netzwerkspeichern beispielsweise durch Netzwerkkarten, Switches, Übertragungsstrecken und weitere Netzwerkkomponenten verursachte Verzögerungszeiten.

• Speichersoftware: zum Beispiel durch Komponenten einer Software-Defined-Storage-Lösung (SDS) verursachte Verzögerungen.

• Warteschlangen: Verzögerungszeiten durch das Zwischenspeichern von Anfragen bis zu ihrer Bearbeitung.

• Protokolle und Übertragungsverfahren: durch Protokolle und Technologien auf verschiedenen Ebenen einer Speicherinfrastruktur verursachte Latenzen wie Ethernet, TCP/IP, NVMe, NFS, SMB, iSCSI, InfiniBand, Fibre Channel (FC), RDMA, RoCE, NVMe oF und andere.

(ID:50956955)