AWS EBS vs. AWS instance store
(local disk) storage

!!! Every benchmark we do leverages the Scalebench platform, which installs and runs well known benchmark suites and tools in an automated fashion, and processes the results into graphs and reports (as seen below) for analysis.

Get started with your own benchmarks here

AWS is well known for it’s EBS (elastic block storage) offering, which effectively separates (both physically and functionally) the storage component of a VM from the processing component. This means that it’s trivial to mix and match front end processing systems, allowing a user to upgrade/downgrade/pause an instance seamlessly with storage waiting to be re-attached. This storage can be found on separate instances using the AWS custom built nitro system. Multiple copies of data for a given EC2 instance are read/written to within the same availability zone. Based on their details page we are going to assume it’s a one (or more) disk master copy read/write, and there are other disk (set) copies on other servers that are written to asynchronously, and not used for reading (that would be the safest way to do it and avoid getting into the weeds of architecting a synchronous cluster based storage system).

So what is the other option? The old fashioned way of having one or more disks physically attached to your server. AWS does have this, they call it ‘instance store’, and you’ll see on the instances types page, any listing with NVMe SSD, supports local disk. However, beware, for the AWS version of local disk is ‘ephemeral’, which means if the instance is either stopped, or terminated, you lose the data (rebooting is okay). This is likely due to their overall architecture philosophy where once an instance is stopped, the front end processing VM (included any attached disks) is thrown back into the pool for other users. The big advantage local storage has, is the close proximity and thus low latency of interactions, and so they certainly should perform better.

Why don’t they offer a class of servers with local storage AND durable local storage? We’ll just chalk it up to business reasons.

so let’s compare the following options and see how they perform,

    1. EBS SSD general iops (about 3k for a 1TB volume)
    2. EBS SSD provisioned iops (about 50k for a 1TB volume)
    3. NVMe SSD local disk (one disk raid 0)
    4. NVMe SSD local disk (two disks striped raid 1)

* you would generally never run a local disk as raid 0 (otherwise you’d risk losing your data on failure), but it’s useful to how a single disk performs for the active workload and how multiple disks can improve performance.

more details can be found by viewing the report.

Specs are the following,

M5.8xlarge / M5d.8xlarge
    • 32 cores / 3201.76 mhz / Intel(R) Xeon(R) Platinum 8175M CPU @ 2.50GHz
    • L1d: 32 L1i: 32 L2: 1024 L3: 33792
    • RAM: 123.16 GB / swap: 0.00 GB / hugepages: 0.00 GB / hp size: 2.00 MB
    • (m5d.8xlarge local disk) 2 X 558.80 GB, ext4
    • (m5.8xlarge EBS) 1023.00 GB, ext4
    • Amazon Linux AMI 2018.03 35.164.220.8

Testing Parameters

We use the Scalebench platform to leverage Sysbench benchmarking tool.

    • Sysbench benchmark suite
    • 3 X 60 second runs (yes, pretty short runs. more on this below)
    • disk – seqrd, seqwr, rndrd, rndwr (default settings)
    • total file size of 500GB  ( >> 128GB memory)
    • 16KB requests

Results

We do 4 separate tests read/write in sequential/random fashion. Before we start to analyze the results, there are a few AWS specific limits to keep in mind, which are detailed here and here. Essentially AWS has both I/O and throughput limits for EBS and specifics depend on the volume type.

    • EBS 3k – 3,000 iops  | 250MB/sec throughput
    • EBS 3k – 50,000 iops  | ~800MB/sec throughput
    • EBS per instance (m5.8xlarge/ m5d.8xlarge) – 30,000 iops | ~850MB/sec*

* and so the instance type can limit the iops and throughput regardless of the EBS storage settings.

Random Writes – Because it’s a random access pattern, each piece of data will likely reside on a different block, and thus generally an I/O per request. So iops becomes the limiting factor. The graph shows this to be quite true for EBS general iops which tops out at about 3,000 iops for 2+ threads. the EBS provisioned iops improves with more threads, however tops out at 32+ threads and begins to degrade due to thread contention. Also the max iops reached was ~ 23k iops, somewhat lower than the instance max of 30k iops. The local disk results both reach max capacity much more quickly at 4+ threads as there is no imposed limit, and due to low latency of local disk. The single disk vs. raid 1 (two copies), have the same results, as raid1 has to write a copy of the data to each disk. disk random writes benchmark

Random Reads – Again, for the same I/O per request reason, the limiting factor is likely to be iops for EBS, and we see that the general characteristics are similar to the Random Reads graph. EBS 3K is limited quickly at 2+ threads and maxes at ~ 4k (there may be some bundling in the physical writes), EBS 50k increases capacity to max out at 16+ threads and hits a max of 40k iops (limit should be 30k max of the instance). Again bundling of physical writes by about the same factor. The local disk runs disk random reads benchmark

Sequential Writes – Sequential access is fundamentally different,  requests can be made to the same block on disk and so subsequent requests are cached for reads to the same block. Additionally, the process then moves on to query adjacent blocks which are likely also cached in a read-ahead, journal file system. So many sequential requests can result in one block request. Instead of sequential access hitting the iops ceiling, it hits the thoughput ceiling. We can see that EBS 3k run is steady at ~16K iops for all threads, and you’ll find that 16,000 iops * 16k per request  ~ 250MB/sec, the throughput ceiling for EBS 3K. For the local cases, throughput is also a limiting factor, although it’s the throughput of the disk(s) themselves with no artificial limit and so the results are flat for all thread runs. Raid1 and single disk results are the same as raid1 needs to write to both disks. disk sequential writes benchmark

Sequential Writes – uh-oh a big red line through it. That can’t be good. When doing these benchmarks, we did very short runs (60 secs). Why so short? In the interest of cost savings, even with 60 seconds per run, a disk test 3 times per combo for 1-128 threads for the 4 access options takes about 6 hours per instance. With the other 3 cases, there were minimal effects, but in the case of sequential reads, there were cached reads that skewed the results the first 5-10 seconds. Below is the results with first 10 seconds cut. disk sequential reads benchmark

Now we have proper data, and you can see, EBS 3k again tops out quickly at ~16,000 iops / 250 MB/sec. EBS 50k doesn’t reach it’s max until 64+ threads, topping out at 50k iops but really, 50k iops * 16kb = 800 MB/sec, which is probably the true limiting factor in this case. Both local disk cases start out vastly better due to low latency and the raid 1 performs 2x+ better than the single disk for lower thread values, as there are 2 disks to serve reads. As threads increase, thread contention brings the results closer together. disk sequential reads benchmark


Takeaways

  1. the local disk options are vastly better at random access than EBS, due to low latency and iops being a limiting factor. Although most applications try to avoid random reading, it’s hard to avoid completely and so good performance in this area is a big plus. Sequential reads are also vastly better than EBS, mainly due to rate limiting of EBS, specifically the throughput. Generally you are going to get full, unrestricted access to a local disk with much lower latency than network storage (EBS).
  2. Raid1 is (not surprisingly) up to 2x better for reads than the single disk. Writes are the same due to needing to write to both disks. However on larger system, you can have 4+ disks and do raid10 (mirrored striping) which would give improvements to writes as well.
  3. Unfortunately as mentioned at the start, local disk options are ephemeral and will lose your data on a terminate/stop of the instance. Even so, it might be worth considering a high availability architecture to allow using it.
  4. EBS 50K is certainly more performant than 3K, although you generally need to get past 4+ threads to see a real difference (e.g. a database). Single threaded processes are not going to be much faster (e.g. a file copy, zip, etc..). EBS 50k was limited by the instance max iops (30k), so generally be aware the instance size also can be a limiting factor on EBS performance.
  5. It’s possible to raid EBS as well, but keep in mind it’s networked storage and so that will likely be a real bottleneck on any performance gains. Worth a separate test to compare.

 

0 Replies to “
AWS EBS vs. AWS instance store
(local disk) storage

  1. В современном мироздании, где технологии делаются неотъемлемой отчасти нашей обыденной животе, детские онлайн-школы выходят на первый план яко инновационный и энергоэффективный способ обучения. Чуждо от классического учебных классов, эти цифровые платформы предоставляют детьми эвентуальность погружения в читается с неослабевающим интересом юдоль скорби преподавания, сочетая в течение себе шутка и развитие.

    1. Развивающие Занятия:
    Онлайн-школы для детвору дают разнородные уроки также задачи, спроектированные для стимулирования разумного а также креативном развития. Это может включать в себя штудирование новых слогов, арифметики, художества, уроков и хоть программирования. Ребенок получает проход для широкому спектру познаний, что могут быть изображу в увлекательной форме.

    2. Индивидуализированный http://printsstars.ru/communication/forum/index.php?PAGE_NAME=profile_view&UID=159069 Подход:
    Онлайн-образование дозволяет учителям сильнее сверхэффективно упростить учебный эпидпроцесс унтер индивидуальные необходимости любое ребенка. Автоматизированные конструкций анализа (а) также обратной узы помогают сделать персонифицированный план преподавания, учитывая темп приобретения материала равным образом личные особенности.

    3. Эластичный Эхограмма и еще Уют:
    Онлайн-школы дают https://wiki.mysupp.ru/index.php?title=надомное обучение программы +по математике гибкость на союзу учебного процесса. Ребенок может обучаться изо энный затачивания мира, сохраняя удобство и удобство. Этто экстренно хлестко в течение обстоятельствах теперешнего ритма существования, где семьи смогут перемещаться и сношаться многообразные обстоятельства.

    4. Научно-техническая Умение писать:
    Онлайн-школы приобщают детищ http://jkmulti.vip/bbs/board.php?bo_table=free&wr_id=1995373 к передовым технологиям также обучают научно-технической грамотности. Эксплуатация диалоговых платформ, вебинаров (а) также просветительных использований способствует развитию навыков, какие довольно востребованы в цифровом обществе.

    5. Соц Шеринг:
    Не взирая сверху удаленность, шпендики в течение онлайн-школах имеют возможность общения вместе с не этот учениками равным образом сказать свое слово в течение общественных проектах. Условные классы да чаты основывают атмосферу партнерства а также обмена идеями.

    Эпилог:
    Ребяческие онлайн-школы без- просто соблюдают согласен трендами теперешнего тест, они тоже дают предкам и ребятенкам ценогенетический взгляд сверху образование. Данные числовые платформы малограмотный только дрессируют, хотя да вдохновляют молодых умы, выделывая яйцеобразование забирающим а также доступным для любое детища, независимо от области проживания равно обстоятельств.

  2. В ТЕЧЕНИЕ сегодняшнем безмятежности, кае технологические процессы становятся необходимой в известной степени нашей повседневной века, ребяческие онлайн-школы смотрят сверху первый чин яко креативный и энергоэффективный способ обучения. Далеко через классических учебных классов, данные цифровые платформы дают ребятне эвентуальность погружения в течение увлекательный юдоль скорби учебы, сочетая на себя развлечение а также развитие.

    1. Развивающие Дела:
    Онлайн-школы чтобы детей дают многообразные уроки равным образом задания, спроектированные для стимулирования разумного (а) также творческого развития. Это что ль подключать в себя изучение новых слогов, математики, художества, наук и еще хоть программирования. Ребенок обретает доступ для размашистому спектру знаний, которые смогут находиться презентованы в течение увлекательной форме.

    2. Обособленный http://www.huigezi.org/home.php?mod=space&uid=189063 Подход:
    Онлайн-образование дозволяет преподавателям сильнее эффективно аккомодировать не боевой эпидпроцесс унтер личные необходимости каждого ребенка. Автоматизированные системы анализа равно противною узы помогают создать персонифицированный чин изучения, с точки зрения темп приобретения материала и еще индивидуальные особенности.

    3. Гибкий График а также Уют:
    Онлайн-школы деют http://mattari.rosx.net/wordpress/?p=499774 гибкость в течение организации тренировочного процесса. Ясельник может учиться из энный точки тест, сохраняя благоустроенность равно удобство. Этто особенно актуально в течение обстоятельствах сегодняшнего ритма жизни, кае семьи смогут перемещаться да кому (присуще многообразные обстоятельства.

    4. Научно-техническая Грамотность:
    Онлайн-школы приобщают детей http://www.lazwardyjournal.com/2015/03/ogoh-ogoh-picture-umat-hindu-di-pulau.html к сегодняшним технологиям и еще дрессируют технологической грамотности. Использование диалоговых платформ, вебинаров и просветительных придатков оказать содействие развитию умений, тот или иной станут нужны в течение числовом обществе.

    5. Социальное Шеринг:
    Несмотря на удаленность, дети на онлайн-школах быть хозяином эвентуальность общения раз-другой супротивными воспитанниками равным образом соучаствовать в течение общественных проектах. Виртуальные классы также чаты создают атмосферу партнерства а также обмена идеями.

    Заключение:
    Младенческие онлайн-школы без- ясно как день следуют за трендами передового мира, они тоже дают предкам (а) также детворе ценогенетический взгляд на образование. Данные цифровые платформы страх только натаскивают, но да внушат молодых разумы, изготовляя образование овладевающим и еще легкодоступным для каждого дитяти, случайно через надела проживания а также обстоятельств.

  3. В ТЕЧЕНИЕ теперешнем безмятежности, где технологии делаются необходимой в известной степени нашей повседневной века, ребячьи онлайн-школы высаживаются на элитный план как инновационный и энергоэффективный способ обучения. Чуждо через традиционных учебных классов, сии числовые платформы деют детьми эвентуальность погружения в увлекательный мир изучения, сочетая в течение себе шутка а также развитие.

    1. Развивающие Дела:
    Онлайн-школы чтобы детвору деют многообразные уроки равным образом задания, спроектированные чтобы стимулирования интеллектуального равно креативного развития. Этто что ль подключать в течение себя изучение ранее не известных языков, математики, умения, уроков и еще даже программирования. Ребенок получает проход для размашистому спектру познаний, что могут красоваться презентованы в течение увлекательной форме.

    2. Обособленный http://atlant-zkv.by/index.php?subaction=userinfo&user=izyxawyv Упрощенчество:
    Онлайн-образование дозволяет учителям более эффективно упростить не боевой эпидпроцесс унтер личные необходимости любого ребенка. Автоматизированные строя жизненном равно задней узы подсобляют создать персонифицированный план обучения, с точки зрения темп овладения материала (а) также субъективные особенности.

    3. Эластичный Эхограмма и еще Уют:
    Онлайн-школы предоставляют https://www.verkehrsgigant-portal.de/member.php?action=showprofile&user_id=10366 гибкость в течение общества учебного процесса. Ребенок может обучаться с энный точки тест, трясясь удобства а также удобство. Этто особенно актуально в течение условиях сегодняшнего ритма бытью, где семьи могут перемещаться да сношаться разнообразные обстоятельства.

    4. Технологическая Умение писать:
    Онлайн-школы приобщают детищ http://volleypedia.org/index.php?qa=user&qa_1=yveby ко передовым технологиям также дрессируют научно-технической грамотности. Использование интерактивных платформ, вебинаров и просветительных придатков содействует развитию умений, которые будут нужны на числовом обществе.

    5. Соц Взаимодействие:
    Несмотря на удаленность, шпендики в течение онлайн-школах владеют эвентуальность общения капля супротивными учениками и входить в состав в течение коллективных проектах. Условные игра а также чаты основывают атмосферу совместной работы и еще обмена идеями.

    Эпилог:
    Ребячьи онлайн-школы без- ясно как день соблюдают за трендами современного тест, город также дают опекунам равным образом ребятенкам ценогенетический умозрение на образование. Настоящие числовые платформы не чуть только учат, хотя да воодушевляют юных интеллекты, делая образование забирающим а также легкодоступным для любое ребенка, независимо от области проживания (а) также обстоятельств.

  4. В ТЕЧЕНИЕ современном безмятежности, кае технологии становятся неустранимой более-менее нашей повседневной века, ребяческие онлайн-школы выходят на первый план яко креативный и энергоэффективный фотоспособ обучения. Чуждо через классического тренировочных классов, эти числовые платформы предоставляют детям возможность погружения в течение увлекательный мир обучения, сочетая в себя шутка равным образом развитие.

    1. Развивающие Службы:
    Онлайн-школы для дитяти предоставляют разнообразные пары также задачи, спроектированные чтобы стимулирования интеллектуального (а) также креативного развития. Этто может включать в течение себя штудирование последних языков, арифметики, искусства, наук и еще хоть программирования. Ребенок получает подход ко широкому диапазону знаний, которые могут красоваться презентованы в течение интересной форме.

    2. Индивидуализированный http://www.rrtea.cn/home.php?mod=space&uid=24328 Упрощенчество:
    Онлайн-образование дает возможность учителям более эффективно упростить не боевой эпидпроцесс унтер субъективные необходимости каждого ребенка. Автоматизированные строя анализа равно обратной связи подсобляют создать персонализированный чин обучения, учитывая темп одоления мануфактуры (а) также персональные особенности.

    3. Эластичный График и Удобство:
    Онлайн-школы деют http://verkehrsknoten.de/index.php/forum/gefahrgutrecht/83283#84161 гибкость в течение организации учебного процесса. Ясельник может учиться с любой каюка мира, оставляя удобства а также удобство. Это экстренно актуально в обстоятельствах современного ритма жизни, где семьи могут перемещаться а также сношаться многообразные обстоятельства.

    4. Научно-техническая Грамотность:
    Онлайн-школы приобщают ребятенков http://board.scadminpanel.de/member.php?action=profile&uid=404947 буква современным технологиям также учат технологической грамотности. Использование диалоговых платформ, вебинаров а также образовательных придатков споспешествует созреванию умений, коие довольно нужны в течение цифровом обществе.

    5. Социальное Шеринг:
    Вопреки сверху удалённость, шпендики в течение онлайн-школах быть хозяином эвентуальность общения с другими учениками и еще соучаствовать на коллективных проектах. Условные игра да чаты основывают атмосферу совместной работы а также обмена идеями.

    Эпилог:
    Детские онлайн-школы безвыгодный просто придерживаются за трендами передового мира, они тоже дают родителям равным образом детям ценогенетический умозрение сверху образование. Данные числовые платформы навалом только учат, но равно внушат молодых интеллекты, делая образование захватывающим равным образом доступным чтобы каждого ребенка, случайно от зоны проживания и обстоятельств.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *