队列深度

相对于 CPU 来说，硬盘属于慢速设备，所有操作系统会给每个硬盘分配一个专门的队列用于缓冲 IO 请求。—— 该说法有待考究：磁盘本身是支持并行写入的。队列深度更象是操作系统特性，而非磁盘特性；

在某个时刻，有 N个inflight 的IO 请求，包括在队列中的 IO 请求、磁盘正在处理的 IO 请求。 N就是队列深度。

增加队列深度

加大硬盘队列深度就是让硬盘不断工作，减少硬盘的空闲时间。加大队列深度 →提高利用率 →获得 IOPS 和MBPS 峰值 →注意响应时间在可接受的范围内。

1）使用异步 IO ，同时发起多个 IO 请求，相当于队列中有多个 IO 请求。
2）多线程发起同步 IO 请求，相当于队列中有多个 IO 请求。
3）增大应用 IO 大小，到达底层之后，会变成多个 IO 请求，相当于队列中有多个 IO 请求队列深度增加了。

常见问题

Q：Queue Depth 决定速度？
A：对磁盘的命令数量也是有重要意义的。而将多个命令批量运行，也是新一代硬盘的功能。当 Queue Depth 增加时，表示更大量文件的 访问或是多个用户对磁盘的访问；

Q：队列深度增加，但是磁盘的性能却下降？
A：队列深度增加了， IO 在队列的等待时间也会增加，导致 IO 响应时间变大，这需要权衡。

磁盘缓存

Wikipedia/Disk buffer

#!/bin/sh

# 查看
hdparm -W /dev/sdxN

# 启用
hdparm -W1 /dev/sdxN

# 关闭
hdparm -W0 /dev/sdxN

注意：在部分磁盘中，当主机重启后，该配置会被重置。因此在配置后，可根据需要重启主机，以进行验证配置是否会被重置；

硬盘的工作方式

硬盘的工作方式如下：
1）收到 IO 请求，得到地址和数据大小。
2）移动磁头（寻址）。
3）找到相应的磁道（寻址）。
4）读取数据。
5）传输数据。

磁盘的随机 IO 服务时间 = 寻道时间 + 旋转时间 + 传输时间

对于 10000 转速的 SATA 硬盘来说，一般寻道时间是 7 ms ，旋转时间是 3 ms ，64KB 的传输时间是 0.8 ms ，则 SATA 硬盘每秒可以进行随机 IO 操作是 1000/ （7+3+0.8 ）=93 。所以，我们估算SATA 硬盘 64KB 随机写的 IOPS 是93 。一般的硬盘厂商都会标明顺序读写的 MBPS （吞吐量）。

我们在列出 IOPS 时，需要说明 IO 大小、寻址空间、读写模式、顺序 /随机和队列深度。一般常用的 IO 大小是 4KB ，这是因为文件系统常用的块大小是 4KB 。

提高性能的方法

硬盘厂商提高硬盘性能的方法主要是降低服务时间（延迟）。
1）提高转速（降低旋转时间和传输时间）。
2）增加 Cache （降低写延迟，但不会提高 IOPS ）。
3）提高单磁道密度（变相提高传输时间）。