Hyperdisk プールの概要

このドキュメントでは、Compute Engine の Hyperdisk プールの機能とメリット、ワークロードに適したプールを選択する方法について説明します。

Hyperdisk プールを使用すると、ディスク管理を簡素化し、コストを削減できます。Hyperdisk プールを使用すると、個々のディスクではなく、容量とパフォーマンスを一括で購入できます。その後、プールにディスクを作成して、購入したリソースを使用できます。プール内のディスクは、インスタンスとコンテナのブートディスクとデータディスクとして使用できます。

Compute Engine には、次の 2 種類のプールがあります。

プールを使用する場面

プールは、特に次のシナリオで、費用を削減し、リソースの予測とディスク管理を簡素化するのに役立ちます。

  • オンプレミス SAN からの移行: プールを使用すると、複雑なディスクごとの容量とパフォーマンスの予測を回避できるため、 Google Cloud への移行を簡素化して短縮できます。
  • 使用率の低下の解消: ディスクはピーク パフォーマンスに合わせてプロビジョニングされることが多く、無駄が生じる可能性があります。プールを使用すると、シン プロビジョニングを使用して必要に応じてリソースを割り当てることができます。
  • コストの増加と複雑なディスク管理: プールは、パフォーマンスや容量のニーズが増加したときにディスクのサイズ変更に必要なダウンタイムを回避し、総所有コストを削減するように設計されています。これにより、数百または数千の個々のディスクを管理する複雑さが軽減されます。

プールのメリット

Hyperdisk プールには次の利点があります。

  • 費用管理の簡素化: 個々のディスクではなく、プールのプロビジョニングされたリソースに基づいて、課金をより正確に予測します。
  • 共有パフォーマンス: プロビジョニングされたパフォーマンスをプール内のすべてのディスクで共有するため、ディスクごとにパフォーマンスを購入する必要はありません。
  • 効率とリソース使用率の向上:
    • シン プロビジョニングを使用して、必要に応じてディスクにリソースを割り当て、コストを削減し、無駄を減らします。
    • ピーク パフォーマンスのニーズに合わせてディスクをプロビジョニングし、未使用のリソースの料金を支払う必要がなくなります。
    • ディスクのプロビジョニングされた容量ではなく、ディスクに書き込まれたデータに基づいてプールの使用容量を測定することで、使用率の低下を軽減します。
    • データ削減戦略を使用して、ディスクにデータをより効率的に保存し、コストを削減します。
  • 柔軟なディスク管理: 個々のディスクのサイズを変更するのではなく、プールの容量を増減します。

プールの仕組み

プールは、ゾーン内の Hyperdisk リソース（容量、スループット、IOPS）のプリペイド コレクションです。プール内の個々のディスクを作成するときに、プールの購入済みリソースを使用します。プールのリソースの一部を新しいディスクに割り当てます。個々のディスクのプロビジョニングされた容量やパフォーマンスに対して料金は発生しません。プール用に購入した容量に対してのみ料金が発生します。プール内のディスクを削除すると、割り当てられたリソースがプールに戻され、他のディスクで使用できるようになります。

プールの種類の選び方

Compute Engine には、Hyperdisk ストレージ プールと Hyperdisk Exapool が用意されています。使用するプールのタイプは、ワークロードの規模によって異なります。

プールでサポートされている Hyperdisk タイプ

プールを作成するときに、プールの Hyperdisk タイプを指定します。プール内のすべてのディスクは同じ Hyperdisk タイプである必要があります。Hyperdisk Exapool と Hyperdisk ストレージ プールは、次の Hyperdisk タイプをサポートしています。

Hyperdisk タイプの違いについては、Hyperdisk のタイプを選択するをご覧ください。

プールのプロビジョニング タイプ

プールを作成するときに、容量とパフォーマンスのプロビジョニング タイプを選択します。選択したプロビジョニング タイプによって、使用できるプールの機能が決まります。Hyperdisk プールでは、次のプロビジョニング タイプが提供されます。

大容量のプロビジョニングを使用するプールは「大容量プール」、標準容量のプロビジョニングを使用するプールは「標準容量プール」と呼ばれます。

Hyperdisk ストレージ プールでは、標準容量または大容量のプロビジョニングを使用できます。容量とパフォーマンスのために、さまざまなプロビジョニング タイプを組み合わせることもできます。たとえば、容量に大容量プロビジョニングを使用し、パフォーマンスに標準プロビジョニングを使用するストレージ プールを作成できます。

Hyperdisk Exapool では、容量とパフォーマンスに高度なプロビジョニングのみを使用できます。

標準的な容量のプロビジョニングと高度な容量のプロビジョニング

高度なプロビジョニングは、標準プロビジョニングよりもコスト削減、より柔軟なディスク管理、プールリソースのより効率的な消費を実現します。標準容量プール内のディスクには、追加の費用削減機能はありません。

次の表に、標準容量と高度な容量のプロビジョニングの違いを示します。

機能 標準容量 大容量 大容量のメリット
容量消費量 作成時のプロビジョニングされた容量に基づく 実際に書き込まれたバイト数（データ削減後）に基づく 効率の向上: ディスクにプロビジョニングされた容量ではなく、プールで使用した容量に対してのみ料金が発生します。無駄なスペースを削減します。
オーバープロビジョニング 利用不可 ディスクの合計容量がプールの容量を超える可能性がある 容量計画とディスク管理の簡素化: 将来のピーク時のニーズに合わせてディスクをプロビジョニングし、前払いは不要です。ディスクのサイズ変更が頻繁に行われることによるダウンタイムを回避します。
プールのサイズ変更条件 プロビジョニングされたディスク容量の合計がプール容量に達する 実際に書き込まれたデータ（削減後）がプールの容量に達する 容量使用率の向上: プールの容量は、ディスクに割り当てられるだけでなく、データでいっぱいになるまで使用できます。
自動拡張のサポート 利用不可 ストレージ プールで使用可能（使用率 80% の場合）。Exapool では使用不可 事前対応型の管理: 書き込みボリュームに基づいて容量を自動的に追加することで、容量不足エラーを防止します。
原価 個々のディスクにプロビジョニングされた容量の合計 プールにプロビジョニングされた合計パフォーマンス コストの削減: 最初の推定使用量に合わせてプロビジョニングすることで、全体的なコストを削減します。

標準的な容量のプロビジョニング

標準容量のプロビジョニングは、次のいずれかのプロパティを持つワークロードに最適です。

  • 主な目標は、容量計画と費用管理を簡素化することです。
  • 各ディスクの容量要件は固定されています。
  • ディスクが頻繁に作成および削除される。プールを使用すると、容量を一度購入するだけで、必要に応じてディスクを作成および削除できます。

標準容量プロビジョニングを使用するプールのディスクには、次のプロパティがあります。

  • 容量の使用量は、ディスクに書き込まれたデータの量ではなく、プロビジョニングされた量に基づいて測定されます。たとえば、標準容量のプールに 1 TiB のディスクを作成すると、ディスクにデータが含まれていなくても、プールの使用可能な容量が 1 TiB 減少します。
  • 標準容量のプロビジョニングを使用するプールは、プロビジョニングされた容量がすべてプール内のディスクに割り当てられている場合、満杯と見なされます。ディスクに容量を追加したり、新しいディスクを作成したりすることはできません。プールに容量を追加するか、一部のディスクを削除する必要があります。これは、すべてのディスクが空白の場合でも当てはまります。

高度な容量のプロビジョニング

大容量プールのディスクは、標準容量プールのディスクやプールにないディスクとは異なる容量を使用します。

大容量プロビジョニングを使用するプール内のディスクには、次の機能があります。

容量のオーバープロビジョニング

容量のオーバープロビジョニングを使用すると、ディスクの合計容量でプールをプロビジョニングすることなく、ピーク容量でディスクをプロビジョニングできます。これにより、ディスクのパフォーマンスを十分にプロビジョニングし、費用を削減し、サイズ変更によるダウンタイムを回避できます。

ディスクの合計プロビジョニング容量は、プールのタイプとそのプロビジョニング容量によって異なります。Hyperdisk ストレージ プールの場合、オーバー プロビジョニングの上限はプールのプロビジョニングされた容量の 5 倍です。Hyperdisk Exapool の場合、オーバー プロビジョニングの上限はプールのプロビジョニングされた容量の 50 倍です。各ディスクは、プロビジョニングされたパフォーマンスと容量を上限として使用できます。ただし、プール内のすべてのディスクの累積使用量は、プールのプロビジョニング容量を超えることはできません。

容量のシン プロビジョニング

容量は、ディスクのプロビジョニング時ではなく、必要に応じてディスクに割り当てられます。したがって、プロビジョニングされたすべての容量がディスクに割り当てられても、プールは満杯になりません。プロビジョニングされたスペースが書き込まれたデータによってすべて使用されると、プールは満杯になります。

データ削減率

書き込まれたデータで使用される容量を削減するため、Compute Engine はアプリケーションが書き込むデータにデータ削減戦略を適用し、ディスクに書き込まれるデータを削減します。

大容量プールの自動拡張

Compute Engine は、大容量プールのプロビジョニング容量の 80% が使用されていることを検出すると、プールのプロビジョニング容量の増加である自動拡張を試みます。

自動拡張が失敗し、プール内の容量が書き込まれたデータで完全に消費されている場合、次のいずれかの操作を行うまで、プール内のすべてのディスクへの書き込みは失敗します。

  • プールのプロビジョニング済み容量を増やします。
  • プール内のディスクを削除します。
  • プール内のディスク上のデータを削除します。

プール内のディスク上のデータを削除して空き容量を増やす場合は、次の点に注意してください。

  • ほとんどのソフトウェア アプリケーションでは、プール容量が不足したときに返されるエラーはハードウェア障害と同様に解釈されます。ディスク容量が不足しないように、プールをモニタリングする必要があります。また、ディスク容量が不足した場合のワークロードの動作も理解する必要があります。

  • プールからはファイル システムを確認できないため、削除されたデータは、オペレーティング システム（OS）が DISCARD または TRIM コマンドで未使用としてマークするまで、引き続き使用中と見なされます。Google 提供の OS イメージはすべて、デフォルトでこの処理を行うように構成されています。Google 提供の OS イメージを使用していない場合は、この機能が利用可能であることを確認します。詳細については、遅延初期化を無効にして DISCARD コマンドを有効にするをご覧ください。

容量のプロビジョニング タイプを比較する

次の例では、標準容量と大容量のプロビジョニングでそれぞれプロビジョニングされた 2 つの Hyperdisk Throughput ストレージ プール std-pool と adv-pool があるとします。各プールには 100 TiB の容量がプロビジョニングされます。

容量のオーバープロビジョニングの例

オーバー プロビジョニングのため、adv-pool 内のすべてのディスクの最大累積容量は 500 TiB ですが、std-pool では 100 TiB のみです。

シン プロビジョニングの容量の例

各プールに 20 TiB の空のディスクを 1 つ作成するとします。シン プロビジョニングのため、adv-pool の使用容量（プール内のすべてのディスクに書き込まれたデータ量）は 0 です。これは、作成したディスクが空であるためです。std-pool の場合、空のディスクは 20 TiB の容量を消費します。大容量プロビジョニングを使用すると、プールの容量を増やす前に、アプリケーションでより多くのデータを書き込むことができます。

容量消費の例

各プール内のディスクに 500 GiB のデータを書き込むとします。adv-pool には新しいデータ用の空き容量が 99.5 TiB あり、std-pool には 80 TiB の空き容量があります。これは、adv-pool の場合、データ使用量はプロビジョニングされた容量ではなく使用量に基づいているためです。

容量の増加の例

大容量プールの使用済み容量が最大値に近づいた場合は、個々のディスクのサイズを変更せずにプールの容量を増やすことができます。たとえば、次のシナリオについて考えてみましょう。

  • adv-pool の容量は 100 TiB ですが、5 TiB のディスクが 50 個含まれているため、プロビジョニングされた合計容量は 250 TiB です。
  • 各ディスクは 1 TiB のデータを書き込みます。
  • アプリケーションの需要により、各ディスクに 3 TiB のデータが追加で書き込まれ、予測される合計容量は 200 TiB になります。
  • プールの実際の容量は 100 TiB で、残り容量は 50 TiB のみです。

adv-pool を使用すると、個々のディスクはすべて 5 TiB にプロビジョニングされているため、個々のディスクのサイズを変更せずに、プールの容量を 500 TiB まで増やすことができます。

std-pool では、プールの容量と各ディスクの容量の両方を増やす必要があります。

標準パフォーマンスと高パフォーマンスのプロビジョニング

プールを作成するときは、パフォーマンスのプロビジョニング タイプを選択する必要があります。選択したプロビジョニング タイプによって、使用できるプールの機能が決まります。

Hyperdisk ストレージ プールでは、標準パフォーマンスまたは高度なパフォーマンスのプロビジョニングを選択できます。容量とパフォーマンスのために、さまざまなプロビジョニング タイプを組み合わせることもできます。たとえば、容量に大容量プロビジョニングを使用し、パフォーマンスに標準プロビジョニングを使用するプールを作成できます。

Hyperdisk Exapool では、高度なパフォーマンス プロビジョニングのみを使用できます。

次の表に、標準パフォーマンスと高度なパフォーマンスのプロビジョニングの違いを示します。

機能 標準パフォーマンス 高パフォーマンス 高パフォーマンスのメリット
プールの使用量 プロビジョニングされた IOPS またはスループットに基づく 使用済み IOPS またはスループットに基づく プロビジョニングされたプールのパフォーマンスをより効率的に使用する: 各ディスクのピーク パフォーマンスではなく、集約使用量に合わせてプロビジョニングします。
パフォーマンスの共有 非対応 ディスクがプールのパフォーマンス リソースを共有する 使用率の向上: アイドル状態のディスクで使用されていないパフォーマンスをアクティブなディスクで使用できます。
オーバープロビジョニング 非対応 ディスクの合計プロビジョニング パフォーマンスがプールのプロビジョニング パフォーマンスを超える可能性がある パフォーマンス計画とディスク管理の簡素化: 将来のピーク時のニーズに合わせてディスクをプロビジョニングし、前払いは不要です。ディスク パフォーマンスの頻繁な更新を回避します。
競合のリスク 低リスク。相関関係のあるピークに最適 リスクが高い。多くのディスクが同時にピークに達すると、競合が発生する可能性がある コストの削減: ディスクで同時にピーク パフォーマンスが必要ない場合に、コスト削減と効率化を実現します。
取得原価 個々のディスクにプロビジョニングされたパフォーマンスの合計 プールにプロビジョニングされた合計パフォーマンス コストの削減: 個々のディスクのピークの合計ではなく、予想されるピーク時の合計使用量をプロビジョニングする

標準パフォーマンスのプロビジョニング

標準パフォーマンスのプロビジョニングは、次のいずれかのプロパティを持つワークロードに最適です。

  • プールリソースによってパフォーマンスが制限されている場合に成功しないワークロード。
  • プール内のディスクでパフォーマンスの急増が発生する可能性が高いワークロード（毎朝使用率がピークになるデータベースのデータディスクなど）

標準パフォーマンス プールのディスクには次のプロパティがあります。

  • パフォーマンスの消費量は、ディスクが実際に消費しているパフォーマンスの量ではなく、ディスクにプロビジョニングされた量に基づいて測定されます。たとえば、標準パフォーマンス プールに 500 MiB/秒のスループットでディスクをプロビジョニングすると、ディスクがアイドル状態でもプールの使用可能なパフォーマンスが低下します。
  • プールのパフォーマンスがすべてプール内のディスクにプロビジョニングされている場合、プールに新しいディスクを作成したり、既存のディスクにパフォーマンスを追加したりすることはできません。これは、すべてのディスクがアイドル状態の場合でも当てはまります。新しいディスクを作成するには、プールにパフォーマンスを追加するか、一部のディスクのプロビジョニングされたパフォーマンスを減らすか、一部のディスクを削除する必要があります。

高パフォーマンスのプロビジョニング

高パフォーマンス プールは、使用量のピークが同時に発生する可能性の少ないディスクに適しています。高度なパフォーマンスのプロビジョニングを使用するプール内のディスクには、次のプロパティがあります。

パフォーマンスのためのオーバープロビジョニング

オーバー プロビジョニングを使用すると、ディスクの合計パフォーマンスをプールにプロビジョニングすることなく、ピーク パフォーマンスに合わせてディスクをプロビジョニングできます。各ディスクは、プロビジョニングされた上限までパフォーマンスを消費できます。ただし、プールの同時パフォーマンスの合計が、プールのプロビジョニングされたパフォーマンスを超えることはできません。

Hyperdisk ストレージ プールの場合、オーバー プロビジョニングの上限はプールのプロビジョニングされたパフォーマンスの 5 倍です。Hyperdisk Exapool の場合、オーバー プロビジョニングの上限は、プールのプロビジョニングされた書き込みパフォーマンスの 50 倍です。

シン プロビジョニングと共有パフォーマンス

パフォーマンスは、ディスクのプロビジョニング時ではなく、必要に応じてディスクに割り当てられます。また、高パフォーマンス プールのディスクは、各ディスクのプロビジョニングされたパフォーマンスの上限まで、プロビジョニングされたパフォーマンスを共有できます。これにより、ピーク使用時間が異なるディスクの費用を削減できます。

プールのパフォーマンスの自動拡張

高パフォーマンス プール内のディスクが同時に消費する合計パフォーマンスがプールのプロビジョニングされたパフォーマンスに達すると、パフォーマンス リソースに関してディスク間で競合が発生する可能性があります。

パフォーマンスの競合は、ディスクがプロビジョニングされた最大パフォーマンスを達成できない可能性があることを意味します。Compute Engine がパフォーマンス リソースの競合を長時間検出すると、Compute Engine はプールにパフォーマンスを自動的に追加しようとします。

プール内のディスクにプロビジョニングされた合計パフォーマンスがプールのパフォーマンスの 80% 以上の場合、自動増加は試行されません。自動拡張は、ディスクがプールのパフォーマンスの 80% 以上を同時に使用している場合に試行されます。

高パフォーマンスのプールを使用する場合は、次の点に注意する必要があります。

  • プロビジョニングされたパフォーマンスが不足しないように、プールをモニタリングします。
  • プロビジョニングされたパフォーマンスが不足した場合のワークロードの動作を把握します。

パフォーマンス プロビジョニング タイプを比較する

次の例では、1,000 個のディスクを含むワークロードを設計しているとします。各ディスクには 10,000 IOPS をプロビジョニングする必要があり、パフォーマンス プロビジョニング タイプを選択する必要があります。

パフォーマンスのオーバープロビジョニングの例

すべてのディスクの累積パフォーマンス要件が 10,000,000 IOPS であるとします。

標準パフォーマンス プールの場合、10,000,000 IOPS をプロビジョニングして支払う必要があります。

高パフォーマンス プールの場合、1,000,000 IOPS でプロビジョニングできます。プールはオーバー プロビジョニングをサポートしているため、各ディスクに 10,000 IOPS をプロビジョニングして、合計 10,000,000 IOPS をプロビジョニングできます。ただし、プールにプロビジョニングされた 1,000,000 IOPS に対してのみ課金されます。

共有パフォーマンスの例

各ディスクに 10,000 IOPS が必要でも、ピーク時のタイミングが異なる場合を考えてみましょう。プール内のディスクは、任意の時点で最大 1,000,000 IOPS を必要とすると判断します。

標準パフォーマンス プールの場合、ディスクが一度に 1,000,000 IOPS を超える必要がない場合でも、10,000,000 IOPS（ディスクあたり 10,000 IOPS）をプロビジョニングして支払う必要があります。

1,000,000 IOPS の高パフォーマンス プールの場合、ディスクはプールのパフォーマンスを共有できます。ディスクのパフォーマンスのピークが異なるため、プロビジョニングされた合計パフォーマンスが 10,000,000 IOPS であっても、最大 1,000,000 IOPS を同時に消費できます。

料金

Hyperdisk プールは、プール用に購入した容量とパフォーマンスに基づいて課金されます。ストレージ プールで作成されたディスクに対してプロビジョニングされた IOPS、スループット、容量については請求されません。

Hyperdisk Exapool は、1 年以上 3 年以下のコミットメントで、リソースベースの確約利用割引（CUD）の対象となります。1 年または 3 年間の Exapool を購入すると、1 年または 3 年間のコミットメントでリソースベースの CUD が自動的に適用されます。

Hyperdisk ストレージ プールは、CUD または継続利用割引（SUD）の対象ではありません。

詳細については、ディスクの料金をご覧ください。

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