IOPS vs throughput

De snelheid van schijven van zowel computers als servers wordt uitgedrukt in IOPS en throughput. In dit artikel leggen we uit wat beide zijn en waarom ze belangrijk zijn voor het bepalen van de performance van een schijf.

Wat zijn IOPS?

IOPS staat voor Input/Output Operations Per Second. IOPS is een performance indicator die aangeeft hoeveel lees- en schrijfoperaties een schijf kan uitvoeren per seconde. IOPS zijn daarom bijzonder belangrijk voor applicaties die veel kleine, willekeurige lees- en/of schrijfacties uitvoeren, zoals databases.

De IOPS-snelheid wordt berekend door individuele I/O operaties (lezen of schrijven) per seconde te tellen. De score die daaruit voort komt wordt bijvoorbeeld uitgedrukt als ‘25k/15k IOPS’ om respectievelijk de IOPS lees- en schrijfsnelheid uit te drukken. 

Doorgaans hebben nieuwere schijftechnologiën hogere IOPS-snelheden dan oudere. Zo is de limiet van een HDD lager dan van een SATA SSD en de limiet van een SATA SSD is lager dan een M2 NVMe SSD. 

Wat is throughput?

Throughput verwijst naar de hoeveelheid data die gelezen van of geschreven naar een schijf kan worden in een bepaalde periode, meestal uitgedrukt in megabytes per seconde (MB/s) of gigabytes per seconde (GB/s), bijvoorbeeld 700MB/s en 550MB/s (read/write). Throughput is vooral belangrijk voor toepassingen waarbij grote hoeveelheden data worden verwerkt, bijvoorbeeld in media servers of back-up systemen.

Of je de maximale throughput snelheid behaald is vooral afhankelijk van het formaat bestanden. Wanneer je met veel kleine bestanden van hooguit een paar MB werkt zal de throughput snelheid lager zijn dan wanneer je met grote bestanden van meerdere gigabytes werkt. Daarnaast kunnen netwerksnelheid (bij het kopiëren van data over een netwerk), CPU performence en geheugensnelheid ook van invloed zijn op de bereikte throughput snelheid. Stel dat je over een netwerk een bestand van 10GB kopieert en jouw schijf een write throughput heeft van 2500MB/s maar je netwerk een snelheid van 1GBit/s dan 

IOPS vs throughput

Kort samengevat is het verschil tussen IOPS en throughput dat IOPS aangeeft hoeveel individuele operaties per seconde uitgevoerd kunnen worden, en throughput het volume aan data dat verwerkt kan worden per seconde. 

IOPS is daarmee vooral belangrijk wanneer veel kleine bewerkingen worden uitgevoerd en throughput wanneer je met grote hoeveelheden data werkt. Stel dat je zowel veel bewerkingen uitvoert als met grote hoeveelheden data werkt, bijvoorbeeld bij het back-up'en van extreem veel hele kleine bestanden, dan zijn beide belangrijk.

Meestal gaan de specificaties van IOPS en throughput hand in hand: heeft een schijf een hogere IOPS limiet dan een andere schijf? Dan heeft die schijf zeer waarschijnlijk ook een grotere throughput capaciteit. 

IOPS & throughput testen

In zowel Linux-distributies als Windows servers/computers kun je de IOPS en throughput van een schijf testen met behulp van de ‘FIO’-tool.

Stap 1

Installeer FIO met de onderstaande commando's op jouw Linux-distro, of download FIO voor jouw Windows-server/computer via deze website. 

Ubuntu/Debian

sudo apt -y update & sudo apt -y upgrade
sudo apt -y install fio

AlmaLinux/Rocky Linux

sudo dnf -y update
sudo dnf -y install fio

Stap 2

Test de IOPS lees- en schrijfsnelheid met de onderstaande commando's. Pas hierbij de waarde achter ‘--jumjobs=’ aan naar het aantal vCPUs van jouw VPS. Voer je de test uit op een Windows server/computer? Vervang dan ‘--ioengine=libaio’ door ‘--ioengine=windowsaio’.

IOPS leessnelheid: 

fio --name=randread --ioengine=libaio --iodepth=32 --rw=randread --bs=4k --direct=1 --size=1G --numjobs=4 --runtime=60 --group_reporting

 Kijk in de output naar de regel die er als volgt uitziet:

  read: IOPS=3505, BW=13.7MiB/s (14.4MB/s)(822MiB/60019msec)

In dit voorbeeld is de IOPS leessnelheid 3505 IOPS. 

IOPS schrijfsnelheid: 

fio --name=randwrite --ioengine=libaio --iodepth=32 --rw=randwrite --bs=4k --direct=1 --size=1G --numjobs=4 --runtime=60 --group_reporting

 Kijk in de output naar de regel die er als volgt uitziet:

  write: IOPS=2503, BW=9.78MiB/s (10.3MB/s)(587MiB/60051msec); 0 zone resets

In dit voorbeeld is de IOPS schrijfsnelheid 2503 IOPS. 

Stap 3

Test tot slot de throughput lees- en schrijfsnelheid met de onderstaande commando's. Voer je de test uit op een Windows server/computer? Vervang dan ‘--ioengine=libaio’ door ‘--ioengine=windowsaio’.

Throughput leessnelheid

fio --name=seqread --ioengine=libaio --iodepth=32 --rw=read --bs=1M --direct=1 --size=4G --runtime=60 --group_reporting

 Kijk in de output naar de regel die er als volgt uitziet:

  read: IOPS=711, BW=712MiB/s (746MB/s)(4096MiB/5754msec)

In dit voorbeeld is de throughput leessnelheid 746MB/s. 

Throughput schrijfsnelheid: 

fio --name=seqwrite --ioengine=libaio --iodepth=32 --rw=write --bs=1M --direct=1 --size=4G --runtime=60 --group_reporting

 Kijk in de output naar de regel die er als volgt uitziet:

  write: IOPS=557, BW=557MiB/s (584MB/s)(4096MiB/7350msec); 0 zone resets

In dit voorbeeld is de throughput schrijfsnelheid 548MB/s. 

IOPS & throughput op een TransIP-VPS

Vanaf <datum> biedt TransIP een modulair VPS platform aan waarbij je de hardware naar wens kunt aanpassen. Daarnaast kun je de performance van je VPS een boost geven met enkele capaciteitsuitbreidingen, waaronder een uitbreiding voor de schijfsnelheid. Hiermee vergroot je de lees- en schrijfsnelheid tot maximaal 25K/15K IOPS en 3000/2000 MB/s throughput.