低SSD書き込みIOPS（〜100）
サーバーのSSDでIOPSが非常に低くなっています。 mysqlデータベースサーバーを実行しているときにこれに気づきました。これは、InnoDBデータベースに多くの（毎秒100まで）更新があったときに非常に悪いパフォーマンスを示しました。
サーバーの仕様は次のとおりです。
SSD：モデル= Samsung SSD 850 EVO 120GB、FwRev = EMT01B6Q
サーバー：HP Proliant DL320e Gen8
CPU：Intel（R）Xeon（R）CPU E3-1270 v3 @ 3.50GHz
OS：Ubuntu 14.04.1 LTS
カーネル：Linux h119 3.13.0-44-generic＃73-Ubuntu SMP Tue Dec 16 00:22:43 UTC 2014 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
SSDに負荷がかかっているときにSSDをチェックすると、次の結果が得られますiostat -kx 1 2
root@h119:~# iostat -kx 1 20
Linux 3.13.0-44-generic (h119) 02/19/2015 _x86_64_ (8 CPU)
avg-cpu: %user %Nice %system %iowait %steal %idle
0.14 0.00 0.08 1.06 0.00 98.72
Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rkB/s wkB/s avgrq-sz avgqu-sz await r_await w_await svctm %util
sda 5.14 14.75 0.80 17.68 378.51 258.59 68.94 0.22 12.03 1.76 12.50 7.90 14.60
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1.00 0.00 0.63 1.00 0.00 97.37
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1.25 0.00 0.75 1.50 0.00 96.50
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1.75 0.00 1.12 1.37 0.00 95.76
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1.00 0.00 0.75 1.00 0.00 97.25
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md0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
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0.75 0.00 0.75 1.00 0.00 97.50
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md0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
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1.26 0.00 0.88 1.26 0.00 96.61
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md2 0.00 0.00 0.00 45.00 0.00 352.00 15.64 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
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md0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
avg-cpu: %user %Nice %system %iowait %steal %idle
1.37 0.00 0.87 1.50 0.00 96.26
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md0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
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1.50 0.00 0.75 1.38 0.00 96.37
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md0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
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md1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
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1.00 0.00 0.50 0.62 0.00 97.88
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md1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
md0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
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1.13 0.00 0.63 0.63 0.00 97.62
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md1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
md0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
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0.88 0.00 0.63 0.88 0.00 97.60
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sdb 0.00 28.00 0.00 15.00 0.00 301.00 40.13 0.14 9.33 0.00 9.33 6.93 10.40
md2 0.00 0.00 0.00 38.00 0.00 236.00 12.42 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
md1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
md0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
avg-cpu: %user %Nice %system %iowait %steal %idle
0.75 0.00 1.25 0.50 0.00 97.50
Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rkB/s wkB/s avgrq-sz avgqu-sz await r_await w_await svctm %util
sda 0.00 15.00 0.00 7.00 0.00 177.00 50.57 0.08 9.71 0.00 9.71 10.86 7.60
sdb 0.00 15.00 0.00 7.00 0.00 177.00 50.57 0.07 9.14 0.00 9.14 10.29 7.20
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md1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
md0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
avg-cpu: %user %Nice %system %iowait %steal %idle
0.76 0.00 0.38 1.13 0.00 97.73
Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rkB/s wkB/s avgrq-sz avgqu-sz await r_await w_await svctm %util
sda 0.00 17.00 0.00 17.00 0.00 205.00 24.12 0.16 9.65 0.00 9.65 7.06 12.00
sdb 0.00 17.00 0.00 17.00 0.00 205.00 24.12 0.16 9.65 0.00 9.65 7.06 12.00
md2 0.00 0.00 0.00 33.00 0.00 196.00 11.88 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
md1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
md0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
avg-cpu: %user %Nice %system %iowait %steal %idle
1.38 0.00 0.63 0.88 0.00 97.11
Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rkB/s wkB/s avgrq-sz avgqu-sz await r_await w_await svctm %util
sda 0.00 19.00 0.00 11.00 0.00 245.00 44.55 0.10 9.45 0.00 9.45 9.45 10.40
sdb 0.00 19.00 0.00 11.00 0.00 245.00 44.55 0.10 9.45 0.00 9.45 9.45 10.40
md2 0.00 0.00 0.00 28.00 0.00 244.00 17.43 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
md1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
md0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
avg-cpu: %user %Nice %system %iowait %steal %idle
0.76 0.00 0.50 1.39 0.00 97.35
Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rkB/s wkB/s avgrq-sz avgqu-sz await r_await w_await svctm %util
sda 0.00 28.00 0.00 20.00 0.00 305.00 30.50 0.19 9.40 0.00 9.40 8.60 17.20
sdb 0.00 28.00 0.00 20.00 0.00 305.00 30.50 0.19 9.40 0.00 9.40 8.60 17.20
md2 0.00 0.00 0.00 47.00 0.00 304.00 12.94 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
md1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
md0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
avg-cpu: %user %Nice %system %iowait %steal %idle
1.01 0.00 0.63 1.13 0.00 97.23
Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rkB/s wkB/s avgrq-sz avgqu-sz await r_await w_await svctm %util
sda 0.00 28.00 0.00 16.00 0.00 357.00 44.62 0.15 9.75 0.00 9.75 8.50 13.60
sdb 0.00 28.00 0.00 16.00 0.00 357.00 44.62 0.15 9.50 0.00 9.50 8.25 13.20
md2 0.00 0.00 0.00 44.00 0.00 356.00 16.18 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
md1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
md0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
avg-cpu: %user %Nice %system %iowait %steal %idle
1.13 0.00 0.75 1.50 0.00 96.62
Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rkB/s wkB/s avgrq-sz avgqu-sz await r_await w_await svctm %util
sda 0.00 19.00 0.00 22.00 0.00 297.00 27.00 0.19 8.91 0.00 8.91 5.82 12.80
sdb 0.00 19.00 0.00 22.00 0.00 297.00 27.00 0.22 10.36 0.00 10.36 6.36 14.00
md2 0.00 0.00 0.00 40.00 0.00 296.00 14.80 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
md1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
md0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
avg-cpu: %user %Nice %system %iowait %steal %idle
1.13 0.00 0.75 1.13 0.00 96.99
Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rkB/s wkB/s avgrq-sz avgqu-sz await r_await w_await svctm %util
sda 0.00 23.00 0.00 18.00 0.00 313.00 34.78 0.19 10.22 0.00 10.22 7.78 14.00
sdb 0.00 23.00 0.00 18.00 0.00 313.00 34.78 0.19 10.22 0.00 10.22 7.78 14.00
md2 0.00 0.00 0.00 39.00 0.00 312.00 16.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
md1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
md0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
次の結果はfio --rw = write --name = test --size = 20M --direct = 1
root@h119:~# fio --rw=write --name=test --size=20M --direct=1
test: (g=0): rw=write, bs=4K-4K/4K-4K/4K-4K, ioengine=sync, iodepth=1
fio-2.1.3
Starting 1 process
test: Laying out IO file(s) (1 file(s) / 20MB)
Jobs: 1 (f=1): [W] [100.0% done] [0KB/404KB/0KB /s] [0/101/0 iops] [eta 00m:00s]
test: (groupid=0, jobs=1): err= 0: pid=11288: Sat Feb 21 19:59:52 2015
write: io=20480KB, bw=415022B/s, iops=101, runt= 50531msec
clat (usec): min=9674, max=21523, avg=9867.58, stdev=615.15
lat (usec): min=9675, max=21524, avg=9867.76, stdev=615.16
clat percentiles (usec):
| 1.00th=[ 9792], 5.00th=[ 9792], 10.00th=[ 9792], 20.00th=[ 9792],
| 30.00th=[ 9792], 40.00th=[ 9792], 50.00th=[ 9792], 60.00th=[ 9792],
| 70.00th=[ 9792], 80.00th=[ 9792], 90.00th=[ 9920], 95.00th=[10048],
| 99.00th=[12480], 99.50th=[12864], 99.90th=[18304], 99.95th=[18560],
| 99.99th=[21632]
bw (KB /s): min= 380, max= 411, per=100.00%, avg=405.33, stdev= 5.11
lat (msec) : 10=90.66%, 20=9.32%, 50=0.02%
cpu : usr=0.03%, sys=0.19%, ctx=5138, majf=0, minf=26
IO depths : 1=100.0%, 2=0.0%, 4=0.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, >=64=0.0%
submit : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
complete : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
issued : total=r=0/w=5120/d=0, short=r=0/w=0/d=0
Run status group 0 (all jobs):
WRITE: io=20480KB, aggrb=405KB/s, minb=405KB/s, maxb=405KB/s, mint=50531msec, maxt=50531msec
Disk stats (read/write):
md2: ios=0/5580, merge=0/0, ticks=0/0, in_queue=0, util=0.00%, aggrios=0/5379, aggrmerge=0/191, aggrticks=0/52640, aggrin_queue=52640, aggrutil=99.00%
sda: ios=0/5379, merge=0/191, ticks=0/52508, in_queue=52508, util=98.63%
sdb: ios=0/5379, merge=0/191, ticks=0/52772, in_queue=52772, util=99.00%
ご覧のとおり、IOPSは101であり、書き込みできるのは404kB /秒のみです。また、ツールの実行中のIOPSの変動はそれほど大きくなく、常に101から103の間です。
また、1秒あたり約100回の更新/挿入に達するとデータベースが遅くなるため、fioの結果も信頼しています。
同一のサーバー（ハードおよびソフトウェア）を使用し、RAIDを使用しない場合、まったく同じ結果が得られるため、これはソフトウェア-RAIDが原因ではありません。
root@h073:~# fio --rw=write --name=test --size=20M --direct=1
test: (g=0): rw=write, bs=4K-4K/4K-4K/4K-4K, ioengine=sync, iodepth=1
fio-2.1.3
Starting 1 process
Jobs: 1 (f=1): [W] [100.0% done] [0KB/408KB/0KB /s] [0/102/0 iops] [eta 00m:00s]
test: (groupid=0, jobs=1): err= 0: pid=15147: Sat Feb 21 20:52:14 2015
write: io=20480KB, bw=418492B/s, iops=102, runt= 50112msec
clat (usec): min=1504, max=17337, avg=9785.74, stdev=417.14
lat (usec): min=1504, max=17337, avg=9785.93, stdev=417.13
clat percentiles (usec):
| 1.00th=[ 9792], 5.00th=[ 9792], 10.00th=[ 9792], 20.00th=[ 9792],
| 30.00th=[ 9792], 40.00th=[ 9792], 50.00th=[ 9792], 60.00th=[ 9792],
| 70.00th=[ 9792], 80.00th=[ 9792], 90.00th=[ 9792], 95.00th=[ 9792],
| 99.00th=[12480], 99.50th=[12608], 99.90th=[13120], 99.95th=[15040],
| 99.99th=[17280]
bw (KB /s): min= 400, max= 416, per=100.00%, avg=408.75, stdev= 2.69
lat (msec) : 2=0.04%, 4=0.04%, 10=98.14%, 20=1.78%
cpu : usr=0.04%, sys=0.12%, ctx=5132, majf=0, minf=27
IO depths : 1=100.0%, 2=0.0%, 4=0.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, >=64=0.0%
submit : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
complete : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
issued : total=r=0/w=5120/d=0, short=r=0/w=0/d=0
Run status group 0 (all jobs):
WRITE: io=20480KB, aggrb=408KB/s, minb=408KB/s, maxb=408KB/s, mint=50112msec, maxt=50112msec
Disk stats (read/write):
sda: ios=0/5132, merge=0/43, ticks=0/50048, in_queue=50048, util=99.52%
注目すべきは、速度が101〜103IOPSで404kB /秒で非常に一定であることです。
ただし、ファイルのコピーは非常に高速で、SSDに対する私の期待を満たします。
root@h119:~# dd if=randomfile of=randomfile2
2097152+0 records in
2097152+0 records out
1073741824 bytes (1.1 GB) copied, 2.27684 s, 472 MB/s
したがって、4kのランダム書き込みだけが地獄のように遅いようです。さらに必要な情報がある場合は、お知らせください。更新します。よろしくお願いします。
更新：この問題はHP以外のサーバーでは解決しません。したがって、HPサーバーがSSDにアクセスする方法を実行するための何かが必要です。他のハードウェアでは、次の結果が得られますが、これはまったく問題ありません。
root@ca286:~# fio --rw=write --name=test --size=40M --direct=1
test: (g=0): rw=write, bs=4K-4K/4K-4K/4K-4K, ioengine=sync, iodepth=1
fio-2.1.3
Starting 1 process
test: Laying out IO file(s) (1 file(s) / 40MB)
test: (groupid=0, jobs=1): err= 0: pid=1285: Wed Feb 25 20:47:25 2015
write: io=40960KB, bw=130032KB/s, iops=32507, runt= 315msec
clat (usec): min=24, max=1588, avg=30.34, stdev=15.59
lat (usec): min=24, max=1589, avg=30.39, stdev=15.60
clat percentiles (usec):
| 1.00th=[ 26], 5.00th=[ 29], 10.00th=[ 29], 20.00th=[ 30],
| 30.00th=[ 30], 40.00th=[ 30], 50.00th=[ 30], 60.00th=[ 30],
| 70.00th=[ 30], 80.00th=[ 31], 90.00th=[ 31], 95.00th=[ 31],
| 99.00th=[ 33], 99.50th=[ 54], 99.90th=[ 56], 99.95th=[ 56],
| 99.99th=[ 114]
lat (usec) : 50=99.30%, 100=0.68%, 250=0.01%
lat (msec) : 2=0.01%
cpu : usr=2.55%, sys=18.47%, ctx=10247, majf=0, minf=26
IO depths : 1=100.0%, 2=0.0%, 4=0.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, >=64=0.0%
submit : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
complete : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
issued : total=r=0/w=10240/d=0, short=r=0/w=0/d=0
Run status group 0 (all jobs):
WRITE: io=40960KB, aggrb=130031KB/s, minb=130031KB/s, maxb=130031KB/s, mint=315msec, maxt=315msec
Disk stats (read/write):
sda: ios=0/4806, merge=0/0, ticks=0/120, in_queue=120, util=48.19%
Gen7のSSDを使用したテストでも同じ観察を行いましたが、Gen8との違いはそれほど大きくないと思います。
SSDをボードに直接接続すると、パフォーマンスは期待どおりになります（ProLiantサーバーには、DVDドライブがデフォルトで接続されているポート用のポートが1つしかありません）。
RAIDコントローラーを介してSSDを接続する場合、RAID（Jbod）を構成していなくても、データがコントローラーを通過する必要がある限り、パフォーマンスは低下します。それは、それほど高速なドライブ用に構築されていないコントローラーに関係していると思います。
HP SSDを購入してそのようなサーバーに配置すると、パフォーマンスは向上しますが（コントローラーとディスク間の通信が向上するためだと思います）、宣伝されているパフォーマンスにはほど遠いです（その約20％）。
したがって、ProLiants Gen7/8 SAS Controllerは、SSD用に作成されていません。このボトルネックがGen9にまだ存在する場合、SlimSATA経由で1つのディスクしか接続できないため興味深いでしょう。 Gen7/Gen8（そしてそれはディスクをシャーシに入れてスロットに入れないことによってのみ）