搭载固态硬盘的服务器究竟比机械硬盘快多少

相信你们都知道固态硬盘（SSD）的优点在于速度比传统的机械硬盘（HDD）要快，因此如今线上服务器里愈来愈多看到固态硬盘的出现。不过做为一个对性能数字斤斤计较的开发，我想更精确地弄明白搭载SSD的服务器在IO性能上比搭载HDD的究竟快多少，顺序IO状况下快多少，随机IO状况下又能快多少？终于在最近抽空搞了一次性能测试对比。

测试环境

分别找了两台服务器，其磁盘都是Raid阵列，分别是搭载SSD和HDD，更详细的配置以下：

• HDD实机：
  • Raid卡型号是PERC H730 Mini，1GB RAM缓存
  • 4块500GB SSD组成的raid5，可用容量1.3T
• SSD实机：
  • Raid卡型号同上
  • 7块300G HDD硬盘组成的Raid5，可用容量1.6T

好了，比赛选手已经就位，再选择压测工具fio。指定比(压)赛(测)规(参)则(数)以下：

• IO引擎：为了给硬盘充分施压，选用异步方式libaio
• PageCache：为了更接近磁盘自己性能，开启Direct参数绕开Linux系统的内存缓存
• 压测对象：稳妥起见，没有使用裸设备，用的文件
• 文件大小：100GB，由于个人Raid 卡缓存是1G，保证远远大于缓存
• 调度策略：选择常见的noop

对比测试正式开始。

顺序读取PK

咱们先进行顺序访问下的测试，由于这个环境下不管是机械硬盘，仍是固态硬盘，性能都将会是最优的。IO大小从512K一直到1M。

先来看一下机械硬盘：

在固态硬盘下：

这个数据看来，在顺序IO状况下，其实搭载HDD的服务器IO性能并无被搭载ssd的落下太多。这是由于

• 顺序IO的状况下，RAID卡的命中率高，尤为是设置了RAID预取
• 自己顺序IO也是机械磁盘工做最擅长的状态

因此，现代在服务器领域里，SSD只是应用愈来愈多了，但并无可以全面替代HDD。缘由之一是由于机械硬盘的顺序IO其实并不慢，再加上Raid的加持，因此还有很大的市场占比。
比较完了顺序IO，咱们再来比较另一个应用场景，随机IO。

随机读取PK

还记得开头的fio压测参数中咱们把Page Cache给禁用了，再加上测试文件的大小定的是100GB，这个大大超过了Raid卡的缓存大小。因此基于这个前提下的随机IO，各级缓存基本都失去用武之地了，IO表现速度就彻底看硬盘自身了。

在《机械硬盘随机IO慢的超乎你的想象》中，咱们看来机械硬盘的随机IO的表现真的是太糟糕了。

再来看搭载SSD的服务器IO表现：

对比来看，机械硬盘的随机IO的速度可真的不是通常的慢，咱们挑选上述结果中最被业务承认的4K IO size来看。

• 带宽角度看，只有不到1M的吞吐，
• 延迟角度看，在4.4ms左右

再看固态硬盘下的4K IO Size下的表现。而同等条件下的SSD可有32M。

• 带宽角度看，仍然有32M，比HDD能快几十倍
• 延迟角度看，大约120us左右。比HDD，就是4400：120，也是几十倍的提高

总结

在顺序IO的状况下，由于有Raid卡缓存的加持，基于HDD组成的Raid阵列服务器在IO性能上并无太落下风。可是在随机读取的场景下，不管带宽仍是延迟指标，SSD都要比HDD快几十倍以上。
因此在服务器中应用SSD，更主要解决的是随机IO的问题。因此若是你的服务器里存在过多的Page Cache，Raid卡缓存都兜不住的随机IO请求，那么请把HDD更换成SSD吧。

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开发内功修炼之硬盘篇专辑：

• 1.磁盘开篇：扒开机械硬盘坚硬的外衣！
• 2.磁盘分区也是隐含了技术技巧的
• 3.咱们怎么解决机械硬盘既慢又容易坏的问题？
• 4.拆解固态硬盘结构
• 5.新建一个空文件占用多少磁盘空间？
• 6.只有1个字节的文件实际占用多少磁盘空间
• 7.文件过多时ls命令为何会卡住？
• 8.理解格式化原理
• 9.read文件一个字节实际会发生多大的磁盘IO？
• 10.write文件一个字节后什么时候发起写磁盘IO？
• 11.机械硬盘随机IO慢的超乎你的想象
• 12.搭载固态硬盘的服务器究竟比搭机械硬盘快多少？

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