Descubre qué son las IOPS de un SSD: ¿son realmente importantes?

Las IOPS son una medida muy comúnmente usada a la hora de hablar de un SSD o un HDD. Pero, ¿qué son realmente? ¿Qué nos permite medir? ¿Y hasta qué punto nos puede resultar importante? En este artículo lo analizaremos dando un repaso a este interesante concepto. ¡Comenzamos!

¿Qué son las IOPS?

IOPS son las siglas de Input/Output Operations Per Second, en español operaciones de entrada/salida por segundo. Entonces, como su propio nombre indica se refiere al número de operaciones que el SSD/HDD realiza por segundo, concretamente hablamos de la entrada/salida o E/S, es decir, lecturas y escrituras en las memorias.

Cuando un fabricante da en las especificaciones de un SSD el valor de IOPS, se refiere a la cantidad máxima que puede llegar a realizar en posiciones de memoria no contiguas. Las IOPS se expresan como un número entero, para así poder definir esa cantidad de operaciones que el disco realiza en un segundo.

Por ejemplo, si tenemos una unidad capaz de ejecutar 10 operaciones de lectura en un segundo, da igual que luego la transferencia de la información tarde mucho más tiempo, que podremos hablar de 10 IOPS. Esto ya nos da una pista de que esta medida podría no ser la más determinante a la hora de hablar del rendimiento de un SSD o HDD. Esto es lo que analizaremos en el siguiente punto.

¿Hasta qué punto importan? Tasa de transferencia vs latencia vs IOPS

Desde el primer momento, debemos tener claro que las IOPS no son la única medición relevante a la hora de elegir un SSD o compararlo con un HDD. Un factor muy relevante es la tasa de transferencia, que se refiere a la cantidad de datos que se pueden transmitir por unidad de tiempo. El valor de IOPS depende muy fuertemente de esto según cuál sea el tamaño del conjunto de datos, que generalmente es a lo que se corresponden los datos proporcionados por los fabricantes.

Entonces, las IOPS son interesantes de cara a datos de pequeño tamaño, que ocupen pocos bloques del disco, algo que en un entorno realista es lo que más usamos. Y es que las transferencias de una gran cantidad de información son las que más nos llaman la atención pues las solemos realizar a demanda, pero hay que recordar que la gran cantidad de accesos que se producen en un disco son a datos muy pequeños, que el sistema estará leyendo y escribiendo constantemente, aunque como usuarios no nos demos cuenta.

La explicación que acabamos de dar le da importancia al dato de operaciones de entrada/salida por segundo que proporcionan los fabricantes de SSD, de cara a un tipo de acceso fundamentado en una gran cantidad de pequeños ficheros. Pero seguimos sin poder dar una respuesta contundente en favor de la medición de IOPS, ya que también se ha de tener en cuenta la latencia, en la que ya no estaremos hablando del tiempo que se tarde en procesar la transacción de entrada/salida sino que incluiremos el tiempo que se necesita para buscar la posición del dato en el disco. Esto se hace especialmente relevante con un disco duro mecánico (HDD).

Comparativa de IOPS en HDD, SSD SATA y SSD NVMe

Dicho esto, nos ha parecido relevante daros un resumen rápido de cuáles son las IOPS que nos podemos esperar en un disco duro mecánico normal y un SSD.

En los HDD, estas mediciones no son las más comunes y ni siquiera suelen publicarse por los fabricantes, seguramente porque sea algo muy cambiante debido a su forma de funcionamiento. Un HDD SATA de 5400 rpm rondará las 40 a 60 IOPS, y uno de 7200rpm suele estar en valores similares, aunque puede llegar hasta los 80 IOPS. Estas son las mediciones que se proveen en la Wikipedia, para que las tengáis como referencia.

¿Y qué hay de los SSD? Las diferencias son abismales. Estas unidades son capaces de procesar muchísimas más operaciones de E/S a cada segundo, gracias a su forma de funcionamiento tan especial, más aún cuando hablamos de SSD NVMe. Como las IOPS indicadas por el fabricante no son una medida demasiado fiable (en el siguiente punto lo explicamos) vamos a dar los datos de una amplia selección de SSD, tanto SATA como M.2 NVMe.

Los datos son abrumadores en comparación con los HDD, pues aquí tenemos unos números varios órdenes de magnitud superiores, mostrando una indiscutible ventaja a favor de los SSD. Este es uno de los motivos por los que estas unidades permiten mejorar tanto la fluidez del equipo, ya que como os hemos explicado las IOPS tienen mucho que ver con lecturas aleatorias y pequeñas.

Una medida que ni siquiera podemos comparar con fiabilidad

Como habéis visto, hemos comparado sin ningún problema ni detalle especial las IOPS de distintos SSD, como si fuese algo que se pudiese hacer. La realidad es distinta, puesto que si habéis comprendido cómo funciona esta medida entenderéis que el resultado de IOPS depende en gran medida de cómo se haga la medición. No hay unas condiciones estándar, sino que son tarea de cada fabricante.

Es similar a que el fabricante publique los datos de un benchmark donde las condiciones concretas de la prueba influyan muchísimo en el resultado. Por ende, no podemos dedicarnos a comparar entre un SSD y otro, ver que tiene más IOPS y quedarse tan tranquilo pensando que es mejor.

Como en ese tipo de pruebas que describimos, la clave está en comparar resultados realizados por la misma fuente, con el mismo software y en el mismo equipo de pruebas. Tal y como lo hacemos en nuestros análisis de SSD.

Además, uno de los parámetros con más influencia en el dato de IOPS es la propia CPU empleada. Esto es algo que se puede ver con mucha facilidad en la foto de arriba, con la diferencia en IOPS del dato QD4 vs QD16, que básicamente mide el número de hilos que están trabajando en el SSD. En muchos casos con equipos reales, los valores equivaldrán a los de QD1, reduciendo bastante el número de IOPS. Pero aún así seguirá estando clara la gran ventaja de los SSD frente a los HDD en este sentido.

Conclusiones

Las IOPS (Input/Output Operations per Second), operaciones de entrada/salida por segundo, son una de las medidas más llamativas a la hora de comprar un SSD. Definen básicamente cuántas operaciones es capaz de procesar el SSD en un solo segundo, pero por desgracia carecen de significado si no se tiene en cuenta el contexto de la prueba.

Y es que es muy importante tener en cuenta el tiempo de respuesta del disco y su tasa de transferencia para caracterizar la calidad de un SSD. El dato de IOPS no es suficiente.

Sin embargo, es cierto que nos sirve muy bien para darnos cuenta de dos saltos de rendimiento importantes:

• De un HDD a un SSD tenemos una mejora de rendimiento tan sustancial que alcanza varios niveles de magnitud. Este es uno de los motivos del éxito de las unidades de estado sólido frente a los discos mecánicos tradicionales.
• La segunda gran mejora llega con los SSD NVMe, pues este protocolo permite un procesamiento de datos muy superior. Aquí lo que solemos tener es una diferencia de un orden de magnitud, así que no es tan grande como en el caso de los HDD, pero sí relevante.

También es importante mencionar que las IOPS dependerán mucho de cuánto % de CPU se dedique a lidiar con las operaciones del disco, haciendo que esta medida dé resultados todavía más inconclusos.