为什么存储性能在不同的队列深度会发生变化？

Question

我在市场上为我们的服务器进行存储升级。我正在查看各种 PCIe SSD 设备的基准测试，在比较中我看到 IOPS 在不同队列深度下发生变化。这怎么可能，为什么会这样？我理解事物的方式是：我有一个最大（理论）为 100k IOPS 的设备。如果我的工作负载始终产生 100,001 IOPS，我的队列深度为 1，我说得对吗？但是，从我在基准测试中看到的情况来看，一些设备在较低的队列深度下运行速度较慢，然后在 4-64 的深度处加速，然后在更大的深度处再次减速。队列深度不是操作系统（或者可能是存储控制器）的属性，那么为什么会影响 IOPS？

Answer 1

简短的回答是，如果有多个 IO 请求未完成，硬盘驱动器会优化数据检索，这通常会以延迟为代价来增加吞吐量。

NCQ 会这样做，重新排序 IO 请求以优化吞吐量。

SSD：与机械驱动器的工作方式不同，因为它们具有并行闪存芯片来存储数据。即，如果您一次发出一个 IO 请求，则延迟（搜索 + 读取时间）决定 IOPS。但是，如果您一次发出 4 个请求，则 ssd 磁盘可能能够以并行或其他优化方式检索它们，并且您可能会获得 4 倍的吞吐量。

队列深度越高，优化磁盘的可能性就越大。由于 IOPS 是吞吐量的函数，因此在更高的队列深度时会增加 IOPS。

编辑：

真正的队列驻留在发出所有请求的操作系统中。也就是说，我猜想控制器驱动程序将一定数量的队列传递给控制器​​和磁盘，以便它们可以在优化的队列深度下工作。磁盘必须有自己的队列才能优化。