Google Cloud Hyperdisk 效能總覽

本文將說明 Google Cloud Hyperdisk 的效能運作方式，協助您瞭解 Hyperdisk 磁碟區的效能，並為工作負載選取合適的 Hyperdisk 類型。

建議您使用 Hyperdisk 做為持久性區塊儲存空間選項。 Google Cloud如要進一步瞭解 Hyperdisk，請參閱「關於 Hyperdisk」。

如需詳細的效能限制，請參閱 Hyperdisk 效能限制。

如要查看 Hyperdisk 磁碟區的目前或歷來效能，請參閱「查看磁碟效能指標」。

術語和單位

如本文所述，Hyperdisk 效能是指 IOPS 和處理量。

  • IOPS 是指每秒輸入/輸出作業數，這是指磁碟區在一秒內執行或可執行的個別讀取和寫入作業次數。
  • 處理量是指每秒可從磁碟區讀取或寫入的位元組數，以 MiB/s 為單位。

大小測量單位為 GiB 或 TiB。

機型術語

運算執行個體是指虛擬機器 (VM) 執行個體或裸機執行個體。運算執行個體的機型是其屬性的特定組合，例如機器系列和 vCPU 數量。

本文中的機器類型會以 M-*-N 格式表示，其中：

  • M 是機器系列，例如 C3
  • * 代表所有記憶體和 CPU 設定，例如 standard 或 highcpu
  • N 是 vCPU、CPU 數量或 GPU 指派，例如，22 代表有 22 個 vCPU 的執行個體，8g 則代表有 8 個 GPU 的執行個體。
這個格式包含下列機器類型 (如有)：
  • Bare Metal 機器類型 (*-metal)
  • 隨附附加本機 SSD 磁碟的機器類型 (*-lssd、*-standardlssd 或 *-highlssd)。

舉例來說，c3-*-176 是指所有具備 176 個 vCPU 的 C3 機器類型，也就是 c3-standard-176、c3-highcpu-176、c3-highmem-176 和 c3-standard-176-lssd。詳情請參閱 Compute Engine 術語。

Hyperdisk 效能摘要

將 Hyperdisk 磁碟區連結至執行個體時，可達成的最高效能取決於情境，如下表所示。

Hyperdisk 磁碟區數量
 爭取最高效能
1 磁碟區效能為下列兩者中較小的值：
  • 磁碟區的佈建效能
  • Hyperdisk 類型的機器類型效能上限。
2 個以上相同類型的 Hyperdisk 所有磁碟區的總效能為下列兩者中較小的值：
  • 每個磁碟區的佈建效能總和
  • Hyperdisk 類型的機型效能上限
2 種以上的 Hyperdisk 類型 所有磁碟區的總效能為下列兩者中較小的值：
  • 每個磁碟區的佈建效能總和
  • 執行個體機型的效能限制

如要瞭解各 Hyperdisk 類型的限制，請參閱「 各 Hyperdisk 類型的效能限制」。

如要瞭解各機型的限制，請參閱 各機型的效能限制。

關於 Hyperdisk 的佈建效能

您可以為 Hyperdisk 磁碟區指定目標效能等級。您指定或佈建的 IOPS 或處理量值稱為「佈建的效能」。

您可以在建立磁碟區時佈建磁碟區效能，也可以在磁碟區使用期間提高或降低效能，不必增加磁碟區大小。

佈建的效能並非效能保證等級，而是您預期磁碟區在尖峰使用時間需要達到的目標效能等級。實際效能取決於使用磁碟區的執行個體限制和其他因素。

預設效能等級

您可以選擇是否要為 Hyperdisk 磁碟區佈建效能等級。如果您未指定值 (例如不確定工作負載需要多少 IOPS 或處理量)，Compute Engine 會使用預設值建立磁碟區。您之後可以增加或減少值。 預設值會因 Hyperdisk 類型而異，請參閱「預設 IOPS 和處理量值」一節，瞭解 Hyperdisk Balanced、Hyperdisk Balanced High Availability、Hyperdisk Extreme、Hyperdisk Throughput 或 Hyperdisk ML 的預設值。

佈建效能的限制

可佈建的最大效能取決於 Hyperdisk 類型和磁碟區大小。

Hyperdisk 類型限制

每種 Hyperdisk 類型都有可佈建的最高效能等級。部分 Hyperdisk 類型可讓您佈建 IOPS、處理量或兩者。如果無法佈建處理量，磁碟區的處理量取決於佈建的 IOPS。同樣地，如果無法佈建 IOPS，磁碟區的 IOPS 取決於您佈建的處理量。

舉例來說，您可以為 Hyperdisk ML 磁碟區佈建輸送量，但無法佈建 IOPS。Hyperdisk ML 的 IOPS 與處理量比率為每 MiB/秒的佈建處理量 16 IOPS。因此，如果您建立的 Hyperdisk ML 磁碟區輸送量為 100,000 MiB/s，則該磁碟區佈建的 IOPS 為 1,600,000。

大小限制

您可以佈建的最大效能會隨著磁碟區大小而異。舉例來說，如果是 10 TiB 的 Hyperdisk Balanced 磁碟區，您可以佈建 3,000 到 160,000 IOPS，但如果是 50 GiB 的磁碟區，則可以佈建 3,000 到 25,000 IOPS。

如要瞭解每種 Hyperdisk 類型的容量限制，請參閱「Hyperdisk Balanced」、「Hyperdisk Balanced High Availability」、「Hyperdisk Extreme」、「Hyperdisk Throughput」和「Hyperdisk ML」頁面的「容量和效能限制」一節。

下表列出每種 Hyperdisk 類型可佈建的最高效能。

Hyperdisk 類型 每個磁碟區可佈建的最大效能 可自訂的處理量 可自訂 IOPS
Hyperdisk Balanced 160,000 IOPS
2,400 MiB/s 		是 是
Hyperdisk Balanced High Availability 100,000 IOPS
2,400 MiB/s		 是 是
Hyperdisk Extreme 350,000 IOPS 否；每 1,000 IOPS 為 250 MiB/秒，最高可達 5,000 MiB/秒 是
Hyperdisk ML 2,097,152 MiB/秒 是 否；每 MiB/秒的總處理量為 16 IOPS，最多 33,554,432 IOPS
Hyperdisk Throughput 2,400 MiB/秒 是 否，每 MiB/s 的總處理量為 4 IOPS，最多可達 9,600 IOPS。

穩定狀態效能

對於效能變異性較高的工作負載，建議使用可提供穩定狀態效能的機器系列。穩定狀態效能限制是指執行個體在所有附加磁碟區中可維持的效能等級。相較之下，最高效能等級是執行個體可達到的最高效能等級。

穩定狀態效能限制不構成服務水準協議 (SLA)。

如要讓 Hyperdisk 磁碟區達到特定穩定狀態效能上限，佈建的效能必須大於或等於穩定狀態上限。

穩定狀態效能限制會套用至與執行個體連接的所有磁碟。

可提供穩定狀態效能的機器系列

下列機器系列提供穩定狀態效能：

設定工作負載，以符合佈建的效能

Hyperdisk 磁碟區的實際效能 (附加至執行個體時觀察到的效能) 不得超過下列限制：

  • 磁碟區的佈建效能
  • 執行個體專屬的效能限制，包括 Hyperdisk 類型的特定限制

因此，為確保磁碟區能達到佈建的效能，請考慮下列因素：

I/O 大小和應用程式設計等因素雖然不是效能限制，但也會影響效能。如要進一步瞭解這些因素，請參閱「影響效能的工作負載特定因素」。

執行個體效能限制如何影響 Hyperdisk 效能

每個運算執行個體都有下列效能限制，具體取決於機器類型：

  • Hyperdisk 類型的效能限制
  • 執行個體的整體效能限制

每項限制都適用於特定情況。

各 Hyperdisk 類型的執行個體效能限制

每個執行個體都有所有連結至執行個體的特定類型 Hyperdisk 磁碟區效能上限。

適用這項限制的情況：將一或多個相同類型的 Hyperdisk 磁碟區附加至執行個體時。如要讓每個磁碟區達到佈建效能，執行個體效能限制必須大於所有磁碟區佈建效能的總和。否則，磁碟區效能無法超過執行個體的效能限制。

範例

假設您有一個 Hyperdisk Throughput 磁碟區 hdt-disk-1，已佈建 600 MiB/s 的輸送量，並想將其連結至 c3-*-4 執行個體。

c3-*-4 執行個體的輸送量限制如下：

Hyperdisk 類型 最大處理量 (MiB/秒)
Hyperdisk Balanced 400
Hyperdisk Extreme 不支援
Hyperdisk Throughput 240
Hyperdisk Balanced High Availability 400
Hyperdisk ML 400

如果將 hdt-disk-1 附加至 VM，磁碟區的實際效能不得超過 240 MiB/s。如果改為附加 Hyperdisk Balanced 磁碟區，Hyperdisk Balanced 磁碟區的效能不得超過 400 MiB/s。

如果將 2 個 Hyperdisk Balanced 磁碟區連結至 VM，這兩個磁碟區的合併效能仍無法超過 400 MiB/秒。無論這兩個磁碟區的佈建效能為何，都是如此。

各機型 Hyperdisk 的效能限制，請參閱「依 Hyperdisk 類型列出的效能限制」。

執行個體的整體效能限制

每個執行個體都有可達成的整體效能上限。這項限制適用於與執行個體連結的所有磁碟區。

適用這項限制的情況：將多種 Hyperdisk 附加至執行個體時。無論每個磁碟區的佈建效能為何，所有磁碟區的實際效能總和都不得超過執行個體的效能上限。

如果執行個體支援永久磁碟，所有連接的永久磁碟磁碟區也會共用相同限制。

範例

假設您有 c3-*-22 執行個體，最大輸送量為 1,800 MiB/s。

將下列資源附加至 VM：

  • 2 個 Hyperdisk Balanced 磁碟區，每個磁碟區的佈建輸送量為 900 MiB/s。
  • 1 個 Hyperdisk Throughput 磁碟區，佈建輸送量為 500 MiB/秒

所有磁碟區的綜合效能不得超過 1,800 MiB/s。

如需限制清單，請參閱各機型的效能限制。

影響效能的工作負載特定因素

本節將說明影響 Hyperdisk 磁碟區處理量和 IOPS 限制的工作負載特定因素。如要進一步瞭解如何提升效能，請參閱「最佳化 Hyperdisk 效能」。

如要達到 Hyperdisk 磁碟區提供的 IOPS 和處理量上限，請務必考量下列工作負載參數：

  • I/O 大小：您必須使用特定區塊大小，才能達到 IOPS 和總處理量上限，如下所示：
    • 如要達到 IOPS 上限，I/O 大小必須為 4 KB。
    • 如要達到最大處理量上限，I/O 大小至少須為 256 KB。
  • 佇列長度：佇列長度是指音量待處理的要求數。如要達到效能上限，請根據工作負載的 I/O 大小、IOPS 和延遲時間敏感度調整佇列長度。最佳佇列長度因工作負載而異，但通常應大於 256。
  • 附加的磁碟區數量：為獲得最佳效能，建議您為單一執行個體附加最多 8 個磁碟區。

後續步驟