Obsah
- Write-Around
- Write-Through
- Žiadne chyby, žiadny stres - Váš sprievodca krok za krokom k vytvoreniu softvéru na zmenu života bez zničenia vášho života
- Odpísať
Zdroj: Kgtoh / Dreamstime.com
Zobrať:
Rýchlosť aplikácií do značnej miery závisí od rýchlosti I / O vyrovnávacej pamäte. Tu porovnávame rôzne metódy I / O cache.
Výkon aplikácií má korene v rýchlosti - rýchlosť pri vybavovaní požiadaviek na čítanie a zápis, ktoré vaše aplikácie požadujú od vašej infraštruktúry. Úložný priestor je zodpovedný za rýchlosť vracania vstupno-výstupných (vstupno / výstupných) požiadaviek a metóda vybraná na odovzdanie zápisov a doručenie čítaní má zásadný vplyv na výkon aplikácie. Bežnou metódou v dnešnom priemysle je použitie diskov SSD na ukladanie do vyrovnávacej pamäte na tradičných diskoch s rotujúcimi diskami, hybridných poliach alebo poliach typu flash. Väčšina riešení ukladania do vyrovnávacej pamäte zrýchlila čítanie aplikácií, ale skutočnou otázkou zostáva: „Ktoré písanie je správne?“
Pozrime sa, prečo optimalizácia zápisu tak drasticky ovplyvňuje výkon vašej aplikácie. Zápis I / O znamená, že sa jedná o nové údaje, ktoré nie sú zapísané v úložisku. Napríklad v tradičnom úložisku SAN sa zápisy zapisujú priamo do úložného priestoru a potom sa vrátia do aplikácie. S aplikáciami, ktoré neustále píšu nové údaje, najmä veľkých databázových aplikácií (SQL atď.), Tradičné točiace disky nedokážu udržať krok. Ukladanie vyrovnávacej pamäte na SSD sa stalo riešením, ktoré umožnilo lokálne zapisovanie a ukladanie do vyrovnávacej pamäte na základe frekvencie dopytu po aplikácii; Existuje však niekoľko metód vzťahu medzi zápisovou a vyrovnávacou pamäťou a podkladovým úložiskom, ktoré spôsobujú obrovský rozdiel vo výkone.
Toto sú 3 formy písania I / O:
- Write-Around (okolo vyrovnávacej pamäte)
- Write-Through (prostredníctvom vyrovnávacej pamäte)
- Zápis späť (z vyrovnávacej pamäte)
Všetky tri formy majú rôzne výhody, ktoré sú založené predovšetkým na type zapisovaných údajov: sekvenčné vs. náhodné. Sekvenčné vstupy / výstupy sú najoptimalizovanejšie základným diskom (napríklad súbory alebo video streamy), zatiaľ čo náhodné vstupy / výstupy sú optimalizované prostredníctvom vyrovnávacej pamäte. Väčšina zariadení na ukladanie do vyrovnávacej pamäte nemá dynamickú inteligenciu na zmenu formy technológie písania na základe typu údajov. Poďme pochopiť rozdiel medzi tromi formami písania I / O.
Write-Around
Write-around, tiež známy ako režim ukladania do pamäte cache iba na čítanie, je užitočné čisto uvoľniť miesto na čítanie z vyrovnávacej pamäte. Prichádzajúce I / O nikdy nezasiahne vyrovnávaciu pamäť. Vstupy a výstupy sa zapisujú priamo do trvalého úložiska bez ukladania akýchkoľvek údajov do vyrovnávacej pamäte.
Čo by mohlo byť výhodou vyrovnávacej pamäte, ak sa nepoužije? Pomáha to znižovať zaplavovanie vyrovnávacej pamäte zapisovaním I / O, ktoré sa už nebude opakovane čítať, má však tú nevýhodu, že požiadavka na čítanie novo napísaných údajov vytvorí „vynechanie vyrovnávacej pamäte“ a musí sa čítať z pomalšieho hromadného úložiska vyskytnúť vyššiu latenciu. Ak je vaša aplikácia transakčná, rovnako ako väčšina kritických aplikácií, rýchlosť aplikácie sa spomalí a fronty I / O porastú. Hodnota tohto režimu by v zásade bola pre zriedkavé prípady použitia, pretože je časovo náročná, pomalá a nie je výkonná.
Write-Through
Táto metóda sa dnes bežne používa v riešeniach ukladania do vyrovnávacej pamäte a hybridných úložných riešeniach. Zápis je známy ako režim čítania v pamäti cache na čítanie, čo znamená, že všetky údaje sa zapisujú do vyrovnávacej pamäte a do základného úložiska súčasne. Zápis sa považuje za kompletný, len čo bol zapísaný do vášho úložiska. Znie to celkom bezpečne ... ale existuje tu rýchla nevýhoda.
Tu je problém: Každá operácia zápisu sa vykonáva dvakrát, v pamäti cache a potom v permanentnom úložisku. Predtým, ako môžu aplikácie pokračovať, musí trvalé úložisko vrátiť potvrdenie I / O späť do vyrovnávacej pamäte a potom späť do aplikácií. Táto metóda je bežne implementovaná pre odolnosť proti zlyhaniu a aby sa zabránilo implementácii zlyhania alebo HA stratégie s vyrovnávacou pamäťou, pretože dáta žijú na oboch miestach. Write-Through však má latenciu, pretože I / O commit je určený rýchlosťou permanentného úložiska, ktoré sa nezhoduje s rýchlosťami CPU a sietí. Ste taká rýchla ako najpomalší komponent a funkcia Write-Through môže kriticky brzdiť rýchlosť aplikácie.
Žiadne chyby, žiadny stres - Váš sprievodca krok za krokom k vytvoreniu softvéru na zmenu života bez zničenia vášho života
Svoje programovacie schopnosti si nemôžete vylepšiť, keď sa nikto nestará o kvalitu softvéru.
Odpísať
Funkcia Write-Back zlepšuje výsledky systému z hľadiska rýchlosti - pretože systém nemusí čakať, kým sa zápisy presunú do úložiska.
Keď sa údaje zapíšu, funkcia Write-Back vloží údaje do vyrovnávacej pamäte, „všetko je hotové“, a údaje sa uložia na zápis na úložný disk neskôr.
To rieši veľa problémov s oneskorením, pretože systém nemusí čakať na tieto hlboké zápisy.
So správnou podporou môže byť Write-Back najlepšou metódou pre viacstupňové ukladanie do pamäte cache. Pomáha, keď má vyrovnávacia pamäť veľké množstvo pamäte (t. J. Pamäť meranú v terabajtoch, nie v gigabajtoch), aby zvládla veľké objemy aktivity. Sofistikované systémy budú tiež potrebovať viac ako jednu jednotku SSD, čo môže zvýšiť náklady. Je veľmi dôležité brať do úvahy scenáre, ako je výpadok napájania alebo iné situácie, v ktorých sa môžu stratiť kritické údaje. Ale so správnou „ochranou vyrovnávacej pamäte“ môže Write-Back skutočne zrýchliť architektúru s niekoľkými down-sidemi. Napríklad systémy Write-Back môžu využívať RAID alebo redundantné návrhy na zachovanie bezpečnosti údajov.
Ešte prepracovanejšie systémy pomôžu medzipamäte a SAN alebo podkladovému úložnému disku vzájomne spolupracovať podľa potreby, delegovanie zapisuje do hlbokého úložiska alebo do vyrovnávacej pamäte v závislosti od pracovného zaťaženia disku.
Filozofia dizajnu Write-Back je taká, ktorá odráža riešenie problémov, ktoré súčasné moderné systémy spracovania údajov prinášajú veľké úlohy. Vytvorením komplexnejšej architektúry a komplexným použitím vyrovnávacej pamäte Write-Back ničí problémy s latenciou, a hoci to môže vyžadovať viac režijných nákladov, umožňuje lepší rast systému a menej rastúcich bolestí.