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IOPS con Penalización RAID

Define los discos, el nivel RAID y la mezcla de lectura/escritura y calculo los IOPS funcionales aplicando la penalización de escritura (RAID5=4, RAID6=6, RAID1/10=2) sobre los IOPS crudos.

Referencia: HDD 7.2k≈80, 10k≈140, 15k≈180, SSD SATA≈20.000, NVMe≈100.000.

70 % lectura 30 % escritura
Ejemplos
redzilla.cl — iops
 
IOPS funcionales
IOPS de aplicación
IOPS crudos
límite físico del arreglo
Penalización
E/S de disco por escritura
Funcion.
Crudos
Backend W

Reparto de la E/S de disco

Lectura al disco
Escritura al disco (con penalización)

En el punto de operación, la E/S física del arreglo () se reparte entre lecturas y escrituras; cada escritura de la aplicación cuesta E/S de disco.

La misma carga en otros niveles RAID

RAIDPenalizaciónIOPS funcionalesBackend W

Con 8 discos de 180 IOPS y 70 % lectura.

Cómo se calcula · IOPS y penalización de escritura

Crudos IOPS crudos = nº discos × IOPS por disco. Es el techo físico del arreglo (todas las E/S al backend).

Penaliz. cada escritura de la aplicación provoca varias E/S en el disco: RAID 0 = 1, RAID 1/10 = 2, RAID 5 = 4, RAID 6 = 6.

Funcion. IOPS funcionales = crudos ÷ (fracción de lectura + fracción de escritura × penalización). Son los IOPS que ve la aplicación con esa mezcla de trabajo.

Backend W E/S de disco por escritura = IOPS funcionales × fracción de escritura × penalización. Sumado a las lecturas iguala los IOPS crudos.

Modelo de dimensionamiento de arreglos: sirve para estimar cuántos discos hacen falta para una carga con un porcentaje de escritura dado. Los IOPS por disco son valores de referencia; mide los tuyos para cifras exactas.

Cálculo local en tu navegador · sin registro · sin enviar datos.

¿Cómo funciona?

La calculadora estima los IOPS funcionales de un arreglo de discos: los IOPS que realmente ve la aplicación una vez descontado el costo de la redundancia RAID. Partes de tres datos: número de discos, IOPS por disco (con perfiles de referencia: HDD 7.2k≈80, 10k≈140, 15k≈180, SSD SATA≈20.000, NVMe≈100.000) y la mezcla de lectura/escritura de la carga.

El modelo es el estándar de dimensionamiento de storage: los IOPS crudos son discos × IOPS por disco, y cada escritura de la aplicación provoca varias E/S físicas según el nivel RAID (penalización de escritura: RAID 0 = 1, RAID 1/10 = 2, RAID 5 = 4, RAID 6 = 6). Los funcionales salen de crudos ÷ (fracción de lectura + fracción de escritura × penalización). La herramienta también muestra el backend de escritura, el reparto de la E/S física y una tabla comparativa con la misma carga en los cinco niveles RAID.

Ejemplo: 8 discos HDD 15k en RAID 10 con mezcla 70/30

  1. IOPS crudos: 8 × 180 = 1.440 (techo físico del arreglo).
  2. RAID 10 tiene penalización de escritura ; con 70 % lectura y 30 % escritura el divisor es 0,7 + 0,3 × 2 = 1,3.
  3. IOPS funcionales: 1.440 ÷ 1,3 ≈ 1.108. El mismo arreglo en RAID 5 (penalización 4×) daría 1.440 ÷ 1,9 ≈ 758.
  4. Backend de escritura: 1.108 × 0,3 × 2 ≈ 665 E/S de disco, que sumadas a las lecturas completan los 1.440 crudos.

Preguntas frecuentes

¿Por qué RAID 5 tiene penalización de escritura 4 y RAID 6 tiene 6?
Por el ciclo de lectura-modificación-escritura de la paridad. En RAID 5 cada escritura pequeña necesita leer el dato y la paridad, y luego escribir ambos: 4 E/S de disco. RAID 6 mantiene dos bloques de paridad, así que son 2 lecturas y 4 escrituras: 6 E/S en total.
¿Cuántos IOPS entrega un disco HDD frente a un SSD?
Un HDD de 7.200 rpm ronda los 80 IOPS, uno de 10k unos 140 y uno de 15k unos 180, porque están limitados por la mecánica del brazo y el plato. Un SSD SATA entrega del orden de 20.000 IOPS y un NVMe puede superar los 100.000. Son valores de referencia: para dimensionar con precisión conviene medir los discos reales.
¿Qué pasa si mi carga tiene más escritura de la que estimé?
Los IOPS funcionales caen, y caen más rápido cuanto mayor es la penalización del nivel RAID. Con 8 discos de 180 IOPS en RAID 5, pasar de 70/30 a 50/50 baja los funcionales de unos 758 a unos 576. Por eso las cargas con mucha escritura (bases de datos, VDI) suelen dimensionarse en RAID 10 en lugar de RAID 5/6.
¿La diferencia entre IOPS crudos y funcionales importa para elegir cuántos discos comprar?
Sí, es el punto central: la aplicación solo ve los funcionales. Si necesitas 2.000 IOPS con 30 % de escritura en RAID 5, el arreglo debe entregar 2.000 × (0,7 + 0,3 × 4) = 3.800 IOPS crudos, es decir, casi el doble de discos que si miraras solo la cifra cruda.
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