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IO系统性能之二:缓存和RAID如何提高IO

  【IT168 专稿】从上一篇文章:IO系统性能之一:衡量性能的几个指标的计算中我们可以看到一个15k转速的磁盘在随机读写访问的情况下IOPS竟然只有140左右,但在实际应用中我们却能看到很多标有5000IOPS甚至更高的存储系统,有这么大IOPS的存储系统怎么来的呢?这就要归结于各种存储技术的使用了,在这些存储技术中使用最广的就是高速缓存(Cache)和磁盘冗余阵列(RAID)了,本文就将探讨缓存和磁盘阵列提高存储IO性能的方法。

  高速缓存(Cache)

  在当下的各种存储产品中,按照速度从快到慢应该就是内存>闪存>磁盘>磁带了,然而速度越快也就意味着价格越高,闪存虽然说是发展势头很好,但目前来说却还是因为价格问题无法普及,因此现在还是一个磁盘作霸王的时代。与CPU和内存速度相比,磁盘的速度无疑是计算机系统中最大的瓶颈了,所以在必须使用磁盘而又想提高性能的情况下,人们想出了在磁盘中嵌入一块高速的内存用来保存经常访问的数据从而提高读写效率的方法来折中的解决,这块嵌入的内存就被称为高速缓存。

  说到缓存,这东西应用现在已经是无处不在,从处于上层的应用,到操作系统层,再到磁盘控制器,还有CPU内部,单个磁盘的内部也都存在缓存,所有这些缓存存在的目的都是相同的,就是提高系统执行的效率。

  当然在这里我们只关心跟IO性能相关的缓存,与IO性能直接相关的几个缓存分别是文件系统缓存(File System Cache)、磁盘控制器缓存(Disk Controller Cache)和磁盘缓存(Disk Cache,也称为Disk Buffer),不过当在计算一个磁盘系统性能的时候文件系统缓存也是不会考虑在内的,因此我们重点考察的就是磁盘控制器缓存和磁盘缓存。

  不管是控制器缓存还是磁盘缓存,他们所起的作用主要是分为三部分:缓存数据、预读(Read-ahead)和回写(Write-back)。

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