存储系统性能 - 带宽计算

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1、介绍     遇到过很多同行、客户问我：“xxx存储系统究竟最大支持多少【IOPS】？”，这真不好说，因为手里确实没有测试数据。更何况，IOPS与i/osize、random/sequential、read/writeratio、Appthreading-model、responsetimebaseline等诸多因素相关，这些因素组合起来便可以描述一种类型的I/O，我们称之为【I/Oprofile】。不同的因素组合得到的IOPS都不一样，通常我们看到的【标称IOPS】都是在某一个固定组合下测得的，拿到你自己的生产环境中，未必能达到标称值。这也是为什么要

2、做前期的performanceanalysis/sizing的缘故。     直到有人这样问我：“xxx存储系统究竟最大支持多少【带宽】？"我愣了下，仔细想想，硬件性能极限就摆在那，基于bandwidth=Frequency*bit-width，而且很多需要的数据都是公开的，东拼西凑应该可以算出个大概。我并不是Performance专家，从未做过PerformanceConsulting/Sizing方面的工作，最多也只是做过性能方面的分析/排错，所以这篇文章的准确性多半存在不靠谱的地方，读者斟酌着看吧。 更多信息    在读文章之前，建议先看一下如下

3、计算公式和名词。计算公式：·Real-worldresult=nominal*70%-> 我所标称的数据都是*70%（性能计算：LittleLaw&UtilizationLaw）以尽可能接近实际数据，但如果另外提供了由资料获得的更为准确的数据，则以其为准。·Bandwidth=frequency*bit-width    QPI带宽：假设QPI频率==2.8 Ghz    × 2bits/Hz(doubledatarate)    × 20(QPIlinkwidth)    × (64/80)(databits/flitbits)    × 2(uni

4、directionalsendandreceiveoperatingsimultaneously)    ÷ 8(bits/byte)    =22.4GB/s 术语： ·Westmere ->IntelCPU微架构的名称·GB/s-> 每秒传输的byte数量·Gb/s-> 每秒传输的bit数量·GHz-> 依据具体操作而言，可以是单位时间内运算的次数、单位时间内传输的次数 (也可以是GT/s)·1byte=8bits·IOH->I/OHub，处于传统北桥的位置，是一颗桥接芯片。·QPI-> QuickPathInterconnect，Intel前端总

5、线（FSB）的替代者，可以认为是AMD Hypertransport的竞争对手·MCH->MemoryControllerHub，内置于CPU中的内存控制器，与CPU直接通信，无需走系统总线·PCIExpress(PeripheralComponent InteconnectExpress, PCIe)- 一种计算机扩展总线(Expansionbus)，实现外围设备与计算机系统内部硬件（包括CPU和RAM）之间的数据传输。·Overprovisioning- 比如 48*1Gbpsaccessport交换机，通常只有4*1Gbpsuplink，那么ov

6、erprovisioning比 =12:1·PCI-E2.0每条lane的理论带宽是500MB/s·X58 –相当于传统的北桥，只不过不再带有内存控制器，Codename= Tylersburg·Lane- 一条lane由一对发送/接收差分线(differentialline)组成，共4根线，全双工双向字节传输。一个PCIe slot可以有1-32条lane，以x前缀标识，通常最大是x16。·Interconnect- PCIe设备通过一条逻辑连接(interconnect)进行通信，该连接也称为Link。两个PCIe设备之间的link是一条点到点的通

7、道，用于收发PCI请求。从物理层面看，一个link由一条或多条Lane组成。低速设备使用single-lanelink，高速设备使用更宽的16-lanelink。 相关术语：·address/data/control line·资源共享 ->资源仲裁·时钟方案（ClockScheme）·SerialBus    PCI-ECapacity:    Perlane(eachdirection):·v1.x:250MB/s(2.5GT/s)·v2.x:500MB/s(5GT/s)·v3.0:1GB/s(8GT/s)·v4.0:2GB/s(16GT/s)  

8、   16laneslot(eachdirection):·v1.x:4GB/s(40GT/s