Throughput significa “taxa de transferência” traduzido para o português.
Esse termo é aplicado em praticamente todos os dispositivos e componentes dentro de um Datacenter e em redes de dados.
Todos os dispostos que compõem um Datacenter como Servidores, Switches, Storages, HDD, SSD, HBA FC, HBA MiniSAS possuem uma especificação de Throughput.
Segue uma lista de alguns Dispositivos e suas taxas de transferência:
Para entender melhor e saber como calcular Throughput é necessário saber a diferença entre “bit” e “byte”.
1 bit é a menor unidade de medida de informação digital, é a abreviação de “binary digit”, ou “digito binário” em português.
1 byte é o conjunto de 8 bits.
Quando falamos em Throughput ou taxa de transferência, o mais comum é lidarmos com situações de milhares, milhões e trilhões de bytes por segundo.
Por conta disso são utilizadas as potências de 10, conhecidas como Kilo, Mega, Giga, Tera, Peta, que representam os seguintes valores:
Existem mais, mas por hora essas potências de 10 são suficientes.
Depois do Peta vem o Exa, depois o Zetta e por fim o Yotta, sempre acrescentando 3 ao expoente.
E é ai que entram os valores de Kilobytes por segundo, Megabytes por segundo e assim sucessivamente.
Quando se usa o termo rede Giga ou rede de 1 Gigabit, isso significa que a velocidade da rede é de 1 Gigabit por segundo, podendo ser representado das seguintes formas:
1GbE = 1 Gigabit Ethernet;
1Gb/s = 1 Gigabit por segundo;
Vemos que a especificação da conexão é dada em "bits" por segundo, porém o throughtput é dado em "bytes" por segundo, como quando fazemos uma cópia de arquivo no Windows.
Isso por que os dados, as informações digitais como arquivos de vídeo (mp4, mov, mkv), arquivos de áudio (mp3, wav, flac), arquivos de fotos / imagens (JPG, PNG, TIFF) são medidos em bytes e não em bits.
Portanto, quando fazemos uma cópia de um arquivo do PC para um HDD externo ou Pen drive por exemplo o sistema informa quantos bytes por segundo daquele arquivo estão sendo copiados e com isso podemos ter um tempo estimado para o término da cópia.
Veja no exemplo abaixo, a cópia de um arquivo que está no C: do PC para uma pasta na rede, transferindo o aquivo por rede de 1 Gigabit (1Gb/s):
Nesta cópia, o Throughput médio foi de 86 MB/s.
Agora que a diferença entre bit e byte deve estar mais clara, vamos ao throughput da rede de 1GbE.
1 Gigabit é o mesmo que 1.000.000.000 bits, para obtermos o valor em bytes basta dividirmos 1.000.000.000 / 8, já que 1 byte é formado por 8 bits.
Dessa forma, dos 1.000.000.000 de bits, sabemos que a cada 8 bits teremos 1 byte, vamos a conta:
1.000.000.000 bits por segundo / 8 bits (1 byte) = 125.000.000 bytes por segundo ou 125 MB/s.
Este é um valor nominal, não necessariamente vamos alcançar essa taxa de transferência somente pelo fato de o switch ser Gigabit.
Em minha experiência, observando o cenário de milhares de clientes, considero um valor médio de 100MB/s para uma Rede de 1Gb/s mas muitas vezes alcançando entre 70 – 80 MB/s.
A partir do momento em que trabalhamos com a Tecnologia RAID , utilizando arranjos de discos com 5 ou mais HDD e conexões de maior velocidade, o throughput alcançado aumenta consideravelmente, pois a taxa de transferência de todos os HDD do Arranjo serão somadas em parte.
Para exemplificar o Throughput do HDD SATA III, vou usar como exemplo o Datasheet da Seagate, que é o principal fabricante de HDD do mundo.
Seagate HDD ironwolf 18TB Datasheet - Download!
Podemos ver na imagem acima que throughput do HDD de 18TB informado no datasheet é de 240 MB/s.
possuem normalmente a especificação do throughtput máximo ou médio definidos, informado pelo fabricante.
Repare também que a interface SATA III é de 6Gb/s.
Se aplicarmos para a interface SATA de 6Gb/s a mesma conta usada para a rede de 1Gb/s, teremos:
6.000.000.000 bits por segundo / 8bits ( 8 bits representa 1 byte ) = 750.000.000 Bytes por segundo ou 750 MB/s.
E agora você deve estar se perguntando, MAS POR QUE O THROUGHPUT DO HDD É DE 240 MB/s SE A INTERFACE SATA III CHEGA A 750 MB/s?????
E essa é uma excelente pergunta, vamos a resposta.
Sim, o barramento SATA III pode alcançar 750 MB/s porém os tradicionais HDD eletromecânicos não chegam nessa taxa por conta de suas limitações físicas.
Vejamos o Throughput de um SSD no mesmo barramento SATA III para comparar.
Vejamos abaixo o throughput do SSD Ironwolf da Seagate:
Consulte o Datasheet oficial dos SSD Ironwolf 125 da Seagate clicando aqui!
Repare que o SSD também utiliza interface SATA III de 6Gb/s, assim como o HDD eletromecânico do exemplo anterior.
Porém, enquanto o HDD utiliza menos da metade do que o barramento SATA III oferece o SSD já consegue chegar muito mais próximo dos 750 MB/s, alcançando Throughput de Leitura de 560 MB/s e escrita de 540 MB/s.
Mais do que o dobro do HDD.
Isso que estamos falando no Throughput individual dos HDD e SSD.
Quando agrupamos 5 ou mais SSD e HDD em RAID, o Throughput aumenta consideravelmente.
Vejamos um exemplo do throughput alcançado em um storage equipado com 12 SSD SATA, usando 2 conexões de rede de 10Gb/s:
Vejamos o Throughput deste storage NAS, informado pelo fabricante:
Velocidade de Leitura de 2270 MB/s - Lembrando que um SSD SATA sozinho alcança em torno de 500MB/s.
Velocidade de escrita de 1298 MB/s - Lembrando que um SSD SATA sozinho alcança em torno de 500MB/s.
Como já sabemos o Throughput máximo de uma conexão de 1 Gb/s, para saber a taxa de transferência que uma porta 10G alcança, basta considerar que será 10 vezes mais rápido.
Portanto, se 1Gb/s = 125 MB/s então 10Gb/s = 1250 MB/s ou 1,25 GB/s
Outro ponto importante é que quando usamos as potências de 10 com suas abreviações, como Gigabyte abreviado fica GB com o “B” maiúsculo para indicar que a medida é em Bytes e Gigabit abreviado fica Gb com o “b” minúsculo para indicar que a medida é em bits.
Ainda está em dúvidas sobre Throughput, entre em contato com um especialista para dimensionar corretamente sua solução de armazenamento.
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Autor: Thiago Bastos
Sobre o autor:
Thiago Bastos é especialista em soluções de armazenamento de dados e atua há mais de 12 anos realizando estruturação e implantação de soluções armazenamento para operações como Backup, Virtualização, Servidor de arquivos, CFTV, produção de vídeo entre outras.
Atua com fornecimento, treinamento e implantação de storages NAS QNAP, Synology e Asustor desde 2010, além de storages dos tipos DAS e SAN de diversos fabricantes.