Przez długie lata osoby zarządzające infrastrukturą serwerową bagatelizowały tzw. problem wąskiego gardła. Polegał on na tym, że serwery wyposażone w mocne procesory i wystarczająco dużo RAM nie mogły odpowiednio wydajnie przetwarzać informacji, ponieważ komunikowały się z dyskami, które nie były w stanie dostatecznie szybko przesyłać danych do jednostki obliczeniowej.

Nie ma to aż tak dużego znaczenia w wypadku storage’u obiektowego, gdzie po prostu wyciągamy i wkładamy całe struktury danych. Jednak w wypadku operacji wykonywanych przez system operacyjny lub bazę danych wydajność zapisu i odczytu poszczególnych bloków jest kluczowa i może stanowić o szybkości działania całego rozwiązania. Innymi słowy, wydajność dysku będzie determinowała to, czy nasz RAM i procesor dostaną wystarczająco szybko i dużo danych, by działać z pełną mocą.

Podstawowe parametry wydajności dysków

Dyski są opisywane wieloma parametrami, ale na potrzeby ich wydajności względem innych komponentów serwera używa się najczęściej dwóch:

  • Przepustowość dysku – ile danych w ciągu jednej sekundy możemy odczytać lub zapisać na dysku (mierzy się ją najczęściej w MB/s lub GB/s),
  • Szybkość dysku – ile operacji zapisu i odczytu możemy wykonać na dysku w ciągu jednej sekundy (mierzy się ją w IOPS).

Dla przykładu, tradycyjny dysk HDD z łączem SATA zapewnia przepustowość na poziomie 100–150 MB/s i szybkość na poziomie 50–80 IOPS. Oznacza to, że w ciągu jednej sekundy procesor może na nim zapisać lub odczytać dane maksymalnie 80 razy, a każda porcja danych będzie miała maksymalnie 1,8 MB (150 MB/s podzielone przez 80 IOPS). Oczywiście, im mniej IOPS wykorzystujemy w danej sekundzie, tym większą porcję danych możemy zapisać – maksymalnie 1 porcję danych o wielkości 150 MB w ciągu sekundy.

Ewolucja dysków

Nie będziemy się wchodzili zbyt głęboko w historię pamięci masowych. Jednymi ze starszych, ale wciąż powszechnie wykorzystywanych urządzeń dyski HDD (Hard Disk Drive). Z powodu ich konstrukcji (głowica odczytująca dane z kręcącego się talerza) sprawia, że wydajność takich napędów jest niska – jak już wcześniej wspomnieliśmy nie przekracza ok. 150 MB/s i 80 IOPS.

Jak łatwo sobie wyobrazić, takie dyski nie nadają się do operacji, które wymagają szybkiego dostępu do bloków informacji, a więc ich zastosowanie zostało zredukowane głównie do zadań związanych z obiektowym zapisem informacji. Napędy HDD sprawdzają się zatem jako rozwiązanie do przechowywania backupów lub innych struktur obiektowych, np. zdjęć. Głównym czynnikiem sprawiającym, że są wciąż w użyciu, jest ich relatywnie niska cena.

Największym skokiem technologicznym ostatnich lat w dziedzinie pamięci masowych są bez wątpienia dyski SSD (Solid State Drive). Zastąpiły one elektromagnetyczne rozwiązania HDD, wprowadzając na rynek technologię półprzewodnikową, dzięki której dane przechowuje się w tzw. komórkach. Dyski SSD zostały pozbawione elementów mechanicznych, a komórki przechowujące dane mogą przyjmować wiele stanów.

Wszystkie te rozwiązania sprawiły, że urządzenia te przyniosły długo wyczekiwany przełom w wydajności, zapewniając przepustowość na poziomie średnio 550 MB/s a szybkość – ok. 5000 IOPS. Dodajmy, że dyski SSD – by zachować kompatybilność z używanym sprzętem – są często wyposażane w port komunikacyjny SATA, co znacząco ogranicza ich możliwości w zastosowaniach profesjonalnych.