本文將說明 Compute Engine 中 Hyperdisk 集區的功能和優點，以及如何為工作負載選擇合適的集區。
您可以使用 Hyperdisk 集區簡化磁碟管理作業，並降低成本。使用 Hyperdisk 集區時，您可以大量購買容量和效能，不必為個別磁碟購買。接著，您可以在集區中建立磁碟，使用購買的資源。集區中的磁碟可做為執行個體和容器的開機磁碟和資料磁碟。
Compute Engine 提供兩種類型的集區：
- Hyperdisk 儲存空間集區：適用於大多數工作負載
- Hyperdisk Exapool：適用於需要超過 100 GiB/s 並行效能的超大型工作負載
使用集區的時機
磁碟區有助於降低成本，並簡化資源預測和磁碟管理，尤其是在下列情況：
- 從地端 SAN 遷移：集區可避免複雜的單一磁碟容量和效能預測，有助於簡化及縮短遷移至 Google Cloud 的過程。
- 減少資源閒置：磁碟通常是為了達到最高效能而佈建，這可能會導致資源浪費。使用集區時，您可以視需要使用精簡佈建來分配資源。
- 成本較高且磁碟管理複雜：集區的設計目的是避免在效能或容量需求增加時，因調整磁碟大小而導致停機，同時降低總持有成本。這樣一來，管理數百或數千個個別磁碟的複雜度就會降低。
集區的優點
Hyperdisk 集區具有下列優點：
- 簡化成本管理：根據集區的佈建資源 (而非個別磁碟)，更準確地預測帳單。
- 共用效能：在集區中，所有磁碟共用佈建的效能，因此您不必為每個磁碟購買效能。
- 提高效率和資源使用率：
- 使用精簡佈建功能，視需要將資源分配給磁碟，降低成本並減少浪費。
- 為尖峰效能需求佈建磁碟，同時避免為未使用的資源付費。
- 根據寫入磁碟的資料量 (而非磁碟的佈建容量)，測量集區的已用容量，減少資源閒置的情況。
- 使用資料縮減策略，更有效率地將資料儲存在磁碟上，進而降低成本。
- 彈性磁碟管理：您可以增加或減少集區容量，不必調整個別磁碟大小。
集區的運作方式
集區是預先購買的 Hyperdisk 資源集合，包括區域內的容量、處理量和 IOPS。在集區中建立個別磁碟時，您會使用集區的已購資源。您會將集區的部分資源分配給每個新磁碟。您不必為每個磁碟的佈建容量或效能付費，只需支付集區的購買費用。刪除集區中的磁碟時，系統會將其分配的資源還給集區，供其他磁碟使用。
如何選擇太陽池類型
Compute Engine 提供 Hyperdisk Storage 集區和 Hyperdisk Exapool。您使用的集區類型取決於工作負載規模。
Hyperdisk 儲存空間集區：Google 建議使用 Hyperdisk 儲存空間集區處理大多數工作負載。
Hyperdisk Exapools： 適用於需要超過 100 GiB/s 並行效能的超大型工作負載。如要使用 Exapools，請與您的帳戶團隊聯絡。
集區支援的 Hyperdisk 類型
建立集區時，您必須為集區指定 Hyperdisk 類型。集區中的所有磁碟都必須是相同類型的 Hyperdisk。Hyperdisk Exapool 和 Hyperdisk 儲存空間集區支援下列 Hyperdisk 類型：
如要瞭解 Hyperdisk 類型之間的差異，請參閱「選擇 Hyperdisk 類型」。
集區的佈建類型
建立集區時，請選取容量和效能的佈建類型。您選取的佈建類型會決定可用的集區功能。Hyperdisk 集區提供下列佈建類型：
標準容量佈建：可購買匯總容量，簡化成本管理。
進階容量佈建：不必調整磁碟大小或建立超大磁碟。
標準效能佈建：避免磁碟發生效能尖峰相關的爭用情形。
進階效能佈建：防止磁碟在不同尖峰使用時間發生爭用情形。
使用進階容量佈建的集區稱為「進階容量集區」，而使用標準容量佈建的集區則稱為「標準容量集區」。
對於 Hyperdisk 儲存空間集區，您可以使用標準或進階容量佈建。您也可以結合不同的佈建類型，以滿足容量和效能需求。舉例來說，您可以建立儲存空間集區，並為容量使用進階佈建，為效能使用標準佈建。
對於 Hyperdisk Exapool，您只能使用進階佈建來設定容量和效能。
標準和進階容量佈建
相較於標準佈建，進階佈建可節省成本、提供更彈性的磁碟管理功能，以及更有效率地使用集區資源。標準容量集區中的磁碟不會提供任何額外的節省成本功能。
下表重點說明標準容量與進階容量佈建之間的差異。
| 功能 | 標準容量 | 進階容量 | 進階容量的優點 |
|---|---|---|---|
| 容量消耗量 | 根據建立時佈建的容量 | 根據實際寫入的位元組 (資料減少後) | 效率更高：您只需為集區中使用的容量付費，不必為磁碟佈建的容量付費。減少空間浪費。 |
| 超額佈建 | 無法使用 | 磁碟總容量可超過集區容量 | 簡化容量規劃和磁碟管理：為未來的尖峰需求佈建磁碟，無須預付費用。避免因頻繁調整磁碟大小而導致停機。 |
| 集區大小調整條件 | 已佈建的磁碟容量總和達到集區容量 | 實際寫入的資料 (縮減後) 達到集區容量 | 提升容量使用率：集區容量可供使用，直到填滿資料為止，而不只是分配給磁碟。 |
| 支援自動擴充 | 無法使用 | 適用於儲存空間集區 (使用率達 80% 時)，不適用於 Exapool | 主動管理：根據寫入量自動增加容量，避免發生空間不足錯誤。 |
| 成本基礎 | 已佈建給個別磁碟的容量總和 | 集區佈建的總效能 | 降低成本：根據初步預估用量進行佈建，即可降低整體成本。 |
標準容量佈建
如果工作負載具有下列任一屬性，最適合使用標準容量佈建：
- 主要目標是簡化容量規劃和成本管理。
- 每個磁碟的容量需求都是固定的。
- 磁碟經常建立及刪除。使用集區時，您只需購買一次容量，即可視需要建立及刪除磁碟。
使用標準容量佈建的集區磁碟具有下列屬性：
- 容量消耗量是根據佈建的容量計算，而非寫入磁碟的資料量。舉例來說，如果您在容量標準的集區中建立 1 TiB 的磁碟，即使磁碟不含任何資料，集區的可用容量也會減少 1 TiB。
- 如果集區中所有已佈建的容量都分配給集區內的磁碟，系統就會將使用標準容量佈建的集區視為已滿。您無法再為磁碟佈建任何容量，也無法建立新磁碟。您必須為集區佈建更多容量，或刪除部分磁碟。即使所有磁碟都是空白，也一樣會發生這種情況。
進階容量佈建
進階容量集區中的磁碟所消耗的容量，與標準容量集區中的磁碟和不在集區中的磁碟不同。
使用進階容量佈建的集區磁碟具有下列功能：
過度佈建容量
容量超額佈建功能可讓您佈建磁碟的尖峰容量，而不需佈建磁碟的總合併容量。這樣一來，您就能為磁碟充分佈建效能、降低成本，並避免因調整大小而停機。
磁碟的已佈建總容量取決於集區類型和已佈建容量。如果是 Hyperdisk 儲存空間集區，超額佈建上限為集區佈建容量的 5 倍。如果是 Hyperdisk Exapool，過度佈建上限為集區佈建容量的 50 倍。每個磁碟最多可消耗其佈建的效能和容量。不過，集區中所有磁碟的累積用量不得超過集區的已佈建容量。
容量精簡佈建
系統會視需要將容量分配給磁碟，而不是在佈建磁碟時分配。 因此，當所有佈建空間都已分配給磁碟時，集區並不會滿載。當寫入資料用盡所有佈建空間時，集區就會滿載。
減少資料量
為減少寫入資料所用的空間，Compute Engine 會對應用程式寫入的資料套用資料縮減策略，以減少寫入磁碟的資料量。
進階容量集區的自動成長功能
如果 Compute Engine 偵測到進階容量集區的已佈建容量使用率達到 80%，就會嘗試自動擴充，也就是增加集區的已佈建容量。
如果自動成長失敗，且集區容量已完全用於寫入資料，則寫入集區所有磁碟的作業都會失敗，直到您執行下列其中一項動作為止：
- 增加集區的已佈建容量。
- 刪除集區中的磁碟。
- 刪除磁碟集中的磁碟資料。
如果刪除集區磁碟上的資料來釋出空間，請注意下列事項：
如果集區空間用盡，大多數軟體應用程式都會以類似於硬體故障的方式解讀傳回的錯誤。您必須監控集區，以免磁碟空間不足。您也應該瞭解工作負載在磁碟空間不足時的反應。
集區無法查看檔案系統，因此在作業系統 (OS) 使用
DISCARD或TRIM指令將資料標示為未使用之前，系統都會將已刪除的資料視為使用中。Google 提供的所有 OS 映像檔預設都會執行這項操作。如果不是使用 Google 提供的 OS 映像檔，請確認這項功能是否適用。詳情請參閱「停用延遲初始化並啟用 DISCARD 指令」。
比較容量佈建類型
在下列範例中，假設您有兩個 Hyperdisk 處理量儲存空間集區 (std-pool 和 adv-pool)，分別佈建了標準容量和進階容量。每個集區都佈建了 100 TiB 的容量。
過度佈建容量範例
由於超額佈建，adv-pool 中所有磁碟的累計容量上限為 500 TiB，但 std-pool 僅為 100 TiB。
精簡佈建容量示例
假設您在每個集區中建立一個空白的 20 TiB 磁碟。由於採用精簡佈建，adv-pool 的已耗用容量 (也就是寫入集區中所有磁碟的資料量) 為 0。這是因為您建立的磁碟是空白的。對於 std-pool，空白磁碟會耗用 20 TiB 的容量。使用進階容量佈建功能，應用程式可以寫入更多資料，您才需要增加集區容量。
容量消耗量示例
假設您將 500 GiB 的資料寫入每個集區的磁碟。adv-pool 仍有 99.5 TiB 的免費空間可儲存新資料，而 std-pool 則有 80 TiB 的空間。這是因為 adv-pool 的資料用量是依據實際用量計算，而非佈建的容量。
增加容量示例
如果進階容量集區的已耗用容量接近上限，您可以增加集區容量，不必調整個別磁碟的大小。舉例來說，請參考下列情境。
adv-pool的容量為 100 TiB，但內含 50 個 5 TiB 的磁碟，因此佈建的總容量為 250 TiB。- 每個磁碟都會寫入 1 TiB 的資料。
- 應用程式的需求指出，每個磁碟會額外寫入 3 TiB 的資料，因此預期總容量現在為 200 TiB。
- 集區的實際容量為 100 TiB，但只剩下 50 TiB 的容量。
使用 adv-pool，您可以將集區容量增加至 500 TiB，而不必調整個別磁碟的大小，因為所有磁碟都已佈建為 5 TiB。
使用 std-pool 時，您必須增加集區和每個個別磁碟的容量。
標準和進階效能佈建
建立集區時，您必須選擇效能的佈建類型。您選擇的佈建類型會決定可用的集區功能。
對於 Hyperdisk 儲存空間集區，您可以選擇標準或進階效能佈建。您也可以結合不同的佈建類型，以滿足容量和效能需求。舉例來說，您可以建立集區，針對容量使用進階佈建，針對效能使用標準佈建。
對於 Hyperdisk Exapool，您只能使用進階效能佈建。
下表重點說明標準效能和進階效能佈建之間的差異。
| 功能 | 標準效能 | 進階效能 | 進階效能的優點 |
|---|---|---|---|
| 集區消耗量 | 根據佈建的 IOPS 或輸送量 | 根據已用 IOPS 或輸送量 | 更有效率地使用佈建的集區效能：佈建整體用量，而非每個磁碟的尖峰效能。 |
| 分享成效 | 不支援 | 磁碟共用集區的效能資源 | 提升使用率：閒置磁碟未使用的效能可供作用中磁碟使用。 |
| 超額佈建 | 不支援 | 磁碟的已佈建總效能可能會超過集區的已佈建效能 | 簡化效能規劃和磁碟管理：為未來的尖峰需求佈建磁碟，不必預先付費。避免頻繁更新磁碟效能。 |
| 爭用風險 | 風險較低，適合用於相關尖峰時段 | 風險較高；如果許多磁碟同時達到尖峰，可能會發生爭用 | 降低成本：如果磁碟不需要同時達到最高效能，即可節省成本並提高效率 |
| 成本基礎 | 佈建給個別磁碟的效能總和 | 集區佈建的總效能 | 降低成本：預先佈建預期的總尖峰用量，而非個別磁碟尖峰用量的總和 |
標準效能佈建
如果工作負載具有下列任一屬性，最適合使用標準效能佈建：
- 如果集區資源限制效能，工作負載就無法成功執行。
- 磁碟集中的磁碟可能出現相關效能尖峰的工作負載，例如每天早上達到使用率高峰的資料庫資料磁碟。
標準效能集區中的磁碟具有下列屬性：
- 效能消耗量的計算依據是磁碟的佈建量，而非磁碟實際消耗的效能。舉例來說，如果您在標準效能集區中佈建總處理量為 500 MiB/秒的磁碟，即使磁碟處於閒置狀態，集區的可用效能也會降低。
- 如果集區的所有效能都已佈建至集區內的磁碟，您就無法在集區中建立新磁碟，也無法為現有磁碟增加效能。即使所有磁碟都處於閒置狀態，也是如此。如要建立新磁碟，您必須為集區佈建更多效能、減少部分磁碟的佈建效能，或刪除部分磁碟。
進階效能佈建
進階效能集區適用於尖峰使用時間不相關的磁碟。使用進階效能佈建的集區磁碟具有下列屬性：
為提升效能而過度佈建
超額佈建功能可讓您為磁碟佈建尖峰效能，而不必為磁碟的總合併效能佈建集區。每個磁碟的效能用量最多可達佈建上限。不過，集區的並行效能總和隨時不得超過集區的佈建效能。
如果是 Hyperdisk 儲存空間集區，超額佈建上限為集區佈建效能的 5 倍。如果是 Hyperdisk Exapool，超額佈建上限為集區佈建寫入效能的 50 倍。
自動精簡配置和共用效能
系統會視需要將效能分配給磁碟，而不是在佈建磁碟時分配。此外，進階效能集區中的磁碟可以共用其佈建效能，但不得超過每個磁碟的佈建效能上限。如果磁碟的尖峰用量時間不同，這項功能就能節省成本。
自動擴充集區效能
如果進階效能集區中的磁碟同時消耗的總效能達到集區的佈建效能，這些磁碟可能會爭用效能資源。
效能爭用表示磁碟可能無法達到最高佈建效能。如果 Compute Engine 長時間偵測到效能資源爭用，就會嘗試自動將效能新增至集區。
當集區中磁碟的總佈建效能達到集區效能的 80% 以上時，系統不會嘗試自動擴充。而是當磁碟消耗集區 80% 以上的效能時，系統會嘗試自動擴充。
使用進階成效組合時，請注意下列事項：
- 監控集區，避免用盡已佈建的效能。
- 瞭解工作負載在佈建效能不足時的反應。
比較效能佈建類型
以以下範例來說，假設您要設計 1,000 個磁碟的工作負載，每個磁碟都需要佈建 10,000 IOPS，且您需要選擇效能佈建類型。
為效能過度佈建的範例
假設所有磁碟的累積效能需求為 10,000,000 IOPS。
如要使用標準效能集區，您必須佈建並支付 10,000,000 IOPS 的費用。
進階效能集區最多可佈建 1,000,000 IOPS。由於集區支援過度佈建，因此您可以為每個磁碟佈建 10,000 IOPS，總共可達 10,000,000 IOPS。不過，您只需支付集區佈建的 1,000,000 IOPS 費用。
共用效能範例
假設每個磁碟都需要 10,000 IOPS，但尖峰時間不同。您判斷集區中的磁碟隨時需要高達 1,000,000 IOPS。
如果是標準效能集區，您必須佈建並支付 10,000,000 IOPS (每個磁碟 10,000 IOPS) 的費用，即使磁碟一次最多只需要 1,000,000 IOPS。
如果進階效能集區的 IOPS 為 1,000,000，磁碟就能共用集區的效能。由於磁碟的效能峰值不同，即使佈建的總效能為 10,000,000 IOPS，磁碟仍可同時消耗最多 1,000,000 IOPS。
定價
系統會根據您為集區購買的容量和效能，向您收取 Hyperdisk 集區的費用。您不必為儲存空間集區中建立的磁碟支付佈建 IOPS、處理量或容量的費用。
Hyperdisk Exapool 適用於依資源計算的承諾使用折扣 (CUD)，最低承諾使用期限為 1 年，最長為 3 年。購買 1 年或 3 年期 Exapool 後，您會自動符合 1 年或 3 年期承諾使用合約的依資源計算 CUD 資格。
Hyperdisk 儲存空間集區不適用 CUD 或續用折扣 (SUD)。
詳情請參閱「磁碟定價」。
後續步驟
- 如要進一步瞭解 Hyperdisk 儲存空間集區，請參閱「關於 Hyperdisk 儲存空間集區」
- 如要進一步瞭解 Exapool，請參閱 Hyperdisk Exapool 總覽。
- 瞭解如何建立集區