Bir Sistem Dizaynında Latency ve Throughput nedir?

Latency ve Throughput, sistem tasarımı ve ağ performansının değerlendirilmesinde önemli iki kavramdır:

Latency (Gecikme Süresi): Bir sistemde bir görevin başlatılmasından tamamlanmasına kadar geçen süreyi ifade eder. Örneğin, bir veri paketinin bir ağ noktasından diğerine ulaşması için geçen süre. Daha düşük latency, daha hızlı tepki süresi anlamına gelir. Latency, saniyenin milisaniye veya mikrosaniye gibi küçük birimleri ile ölçülür.

Throughput (Veri Akış Hızı): Bir zaman biriminde sistemin işleyebileceği maksimum veri miktarını ifade eder. Genellikle saniyede bit (bps) gibi birimlerle ölçülür. Yüksek throughput, sistemin daha fazla veriyi daha hızlı işleyebildiği anlamına gelir ve genellikle daha iyi performans göstergesidir.

Bu iki kavram birbirinden bağımsızdır ve her ikisinin de sistemin genel performansı üzerinde önemli etkileri vardır. Örneğin, bir sistem yüksek throughput'a sahip olabilir ama eğer latency yüksekse, kullanıcılar için yavaş bir deneyim oluşturabilir. Benzer şekilde, düşük latency, hızlı bir yanıt süresi sağlasa da, eğer throughput düşükse, sistem yüksek veri hacimlerini etkili bir şekilde işleyemez. Bu yüzden, sistem tasarımında her iki ölçütün dengelenmesi önemlidir.

Latency için örnekler ve değerler

Latency (gecikme süresi), farklı teknolojiler ve uygulamalar için farklı değerlere sahip olabilir. İşte bazı yaygın senaryolarda latency örnekleri ve tipik değerleri:

Web Sayfalarının Yüklenmesi: Bir web sayfasının yüklenmesi için latency, genellikle 100 milisaniyeden (ms) başlayıp, daha karmaşık sayfalar ve yavaş bağlantılar için birkaç saniyeye kadar çıkabilir. İdeal olarak, kullanıcı deneyimi için 100-200 ms aralığı hedeflenir.

Online Oyunlar: Online oyunlarda düşük latency (genellikle 20-100 ms arasında) çok önemlidir, çünkü yüksek latency, gecikmeye ve oyuncunun deneyimini olumsuz etkileyen zamanlama sorunlarına neden olabilir.

VoIP (Sesli Görüşme) ve Video Konferans: VoIP ve video konferans uygulamaları için ideal latency değerleri genellikle 150 ms veya daha düşüktür. 150 ms'nin üzerindeki değerler, konuşmaların doğal akışını bozabilir ve anlaşılabilirliği azaltabilir.

Mobil Ağlar: 4G mobil ağlarda latency genellikle 50-100 ms arasındadır. 5G teknolojisi ile bu değer 1 ms'ye kadar düşebilir, bu da 5G'nin özellikle zaman kritik uygulamalar için uygun olduğunu gösterir.

Uydu İnterneti: Uydu bağlantıları, sinyalin yer istasyonundan uydulara ve geri dönmesi gerektiği için yüksek latency değerlerine (genellikle 500 ms'den 800 ms'ye kadar) sahiptir.

Veritabanı Sorguları: Veritabanı sorguları için latency, milisaniyelerden (hızlı, hafif sorgular için) saniyelere kadar (karmaşık sorgular veya yavaş sistemler için) değişebilir.

Disk Erişimi: SSD'ler HDD'lere göre çok daha düşük latency değerlerine sahiptir. SSD'lerdeki tipik read/write latency değerleri, mikrosaniye düzeyindedir (genellikle 10-100 µs), HDD'lerde ise milisaniye düzeyindedir (genellikle 2-10 ms).

Bu örnekler, farklı senaryolarda latency'nin ne kadar değişken olabileceğini göstermektedir. Performans ihtiyaçlarına göre uygun teknoloji ve çözümlerin seçilmesi önemlidir.

Throughput  için örnekler ve değerler

Throughput, bir sistem veya ağın belirli bir zaman diliminde işleyebileceği veri miktarını ifade eder. Farklı uygulama ve teknolojilerde throughput değerleri önemli ölçüde farklılık gösterebilir. İşte bazı örnekler ve bunlara ilişkin tipik throughput değerleri:

İnternet Bağlantıları:

Evdeki geniş bant bağlantıları genellikle 10 Mbps (megabit per second) ile 1 Gbps (gigabit per second) arasında değişebilir.

Mobil ağlar (4G) genellikle 30 Mbps ile 60 Mbps arasında bir throughput sağlar, 5G ağları ise 100 Mbps'ten 10 Gbps'ye kadar ulaşabilir.

Wi-Fi Ağları:

802.11n Wi-Fi standardı, teorik olarak maksimum 600 Mbps throughput sağlayabilir.

Daha yeni 802.11ac ve 802.11ax (Wi-Fi 6) standartları, 1 Gbps'den 10 Gbps'ye kadar throughput sunabilir.

Veritabanı Sunucuları:

Basit sorgular için, bir veritabanı sunucusu saniyede yüzlerce hatta binlerce sorguyu işleyebilir.

Daha karmaşık iş yükleri altında, throughput saniyede onlarca sorguya düşebilir.

Web Sunucuları:

Bir web sunucusunun throughput'u, saniyede yüzlerce hatta binlerce isteği işleyebilecek şekilde ölçülebilir, bu da trafik yoğunluğuna ve sunucunun kapasitesine bağlıdır.

Veri Merkezleri ve Bulut Hizmetleri:

Veri merkezleri, özellikle bulut tabanlı hizmetlerde, genellikle yüksek throughput gerektirir ve bu, Gbps hatta Tbps (terabit per second) düzeyine ulaşabilir.

Depolama Aygıtları:

HDD (Hard Disk Drive) depolama aygıtları genellikle 100 Mbps ile 200 Mbps arasında bir throughput sağlar.

SSD'ler (Solid State Drives) ise çok daha yüksek throughput sunabilir, tipik olarak 500 Mbps'den 3 Gbps'ye kadar.

Ağ Anahtarları ve Yönlendiriciler:

Ev ve küçük ofis kullanımı için ağ anahtarları ve yönlendiriciler genellikle birkaç yüz Mbps throughput sağlayabilir.

Kurumsal ve veri merkezi düzeyindeki cihazlar, birkaç Gbps'ten 100 Gbps veya daha yükseğe kadar throughput sunabilir.

Bu örnekler, throughput'un farklı teknolojik senaryolarda nasıl değişebileceğini göstermektedir. Sisteminiz için doğru throughput değerlerini seçmek, ihtiyaçlarınıza en uygun performansı sağlamak açısından önemlidir.

İşte Latency ve Throughput kavramlarını karşılaştıran eğitici bir görsel. Bu görselde, Latency bir veri paketinin bir noktadan diğerine seyahat süresini gösteren bir saatin yanında temsil edilirken; Throughput ise birden fazla veri paketinin daha geniş bir ağ yolu boyunca hareket ettiği ve yüksek bir sayı gösteren bir sayaç veya gösterge ile temsil ediliyor. Bu, her iki kavramın temel prensiplerini görsel olarak açıklamaya yardımcı olur.

İşte Latency ve Throughput kavramlarını anlamak için daha yaratıcı ve metaforik bir görsel. Bu görsel, Latency'i bir koşu pistinde tek bir koşucu olarak ve Throughput'u çok şeritli bir otoyolda birçok arabayla temsil ederek bu kavramları sembolize ediyor. Her iki bölüm de, bu kavramların temel prensiplerini görsel ve anlaşılır bir şekilde açıklıyor.