Netzwerkoptimierte Maschinenfamilie für Compute Engine

Die netzwerkoptimierte Maschinenfamilie bietet die höchste Netzwerk- und Blockspeicherleistung in Compute Engine. Sie bieten ein erstklassiges Preis-Leistungs-Verhältnis, das für anspruchsvolle E/A-gebundene Anwendungen wie Netzwerk- und Sicherheitsanwendungen, Hochleistungsdatenbanken, Telco 5G UPF, Datenanalysen im großen Maßstab und verteilte Dateisysteme optimiert ist. Im Vergleich zur Maschinenfamilie für allgemeine Zwecke bieten die Maschinenserien in der netzwerkoptimierten Maschinenfamilie deutlich höhere Werte für:

  • Netzwerkbandbreite
  • Paketverarbeitungsleistung (PPS)
  • Speicherdurchsatz und IOPS pro vCPU

Da keine Überdimensionierung von Rechenressourcen erforderlich ist, um die E/A-Funktionen zu skalieren, bietet die netzwerkoptimierte Familie erhebliche Vorteile bei den Gesamtbetriebskosten.

Maschinenserie Arbeitslasten
C4N
  • Netzwerk- und Sicherheits-Appliances

    • Firewall
    • Load-Balancer
    • Virtuelle Router
    • Geräte zur DDoS-Abwehr
    • NatProxy
    • CDN
  • Telco (5G UPF)
  • Container mit hoher Dichte
  • Dateisysteme
  • Hochleistungsdatenbanken
  • Analyse großer Datenmengen
  • CPU-basierte KI-/ML-Arbeitslasten
M4N
  • Leistungsstarke Vektordatenbanken
  • Datenebenen für Retrieval-Augmented Generation (RAG)
  • Massives In-Memory-Kontext-Caching
  • Semantische Suche in Echtzeit

C4N-Maschinenserie

C4N-Instanzen basieren auf skalierbaren Intel Xeon-Prozessoren der 5. Generation (Codename Emerald Rapids) mit DDR5-Arbeitsspeicher mit hoher Frequenz und einer Architektur mit zwei NICs, die auf Titanium ausgelagert wird. Die C4N-Maschinenserie wurde entwickelt, um sowohl den Netzwerkdurchsatz als auch die extreme Blockspeicherleistung zu maximieren, ohne dass Premium-Infrastruktur-Add-ons (z. B. Tier_1-Netzwerkleistung pro VM) erforderlich sind.

  • Für Datenbanken: Im Vergleich zu C4-Instanzen ähnlicher Größe bietet C4N 45% mehr Abfragen pro Sekunde für MySQL, wenn sich die Daten hauptsächlich auf der Festplatte befinden.
  • Für Webanwendungen: C4N steigert die Leistung für netzwerkgebundene Webanwendungen erheblich. C4N bietet im Vergleich zu C4 bis zu 55% mehr Nginx-Anfragen pro Sekunde für typische Webanfragegrößen (100–300 KB).

C4N-Instanzen sind in acht vordefinierten Maschinentypen in Standard-, High-CPU- und High-Memory-Konfigurationen verfügbar.Sie lassen sich von 2 bis 192 vCPUs und bis zu 1,5 TB Arbeitsspeicher skalieren.

C4N bietet die folgenden Funktionen:

  • Hervorragende VM-zu-VM-Netzwerkbandbreite: Bis zu 400 Gbit/s VM-zu-VM-Netzwerkbandbreite und bis zu 50 Gbit/s Bandbreite für einzelne Flows zwischen C4N-Instanzen, die innerhalb desselben VPC-Netzwerk weitergeleitet werden.
  • Verbesserte VM-zu-Internet-Leistung: Die Netzwerkbandbreite für ausgehenden Internettraffic kann bis zu 200 Gbit/s erreichen. Die Leistung bei der Verarbeitung von Paketen für ausgehenden Internettraffic kann auf bis zu 48 Millionen Pakete pro Sekunde (MPPS) skaliert werden.
  • Branchenführende Paketverarbeitung: Bis zu 95 MPPS an kontinuierlicher Paketverarbeitungsleistung (gemessen mit DPDK Pktgen).
  • Optimierte E/A für kleinere Formen: Bis zu 25 bis 50 Gbit/s Netzwerkbandbreite speziell für Maschinentypen mit 2 bis 16 vCPUs. Außerdem führen diese kleineren Maschinentypen zu vorhersehbaren Bandbreitenlimits im Steady State, um eine konsistente Leistung zu geringeren Kosten zu ermöglichen.
  • Erweiterte Out-of-the-Box-Netzwerkfunktionen: Netzwerkschnittstellen vom Typ „gVNIC“ auf C4N-Instanzen werden jetzt standardmäßig mit mehr Tx/Rx-Warteschlangen gestartet und mit der Anzahl der vCPUs auf maximal 64 pro vNIC skaliert.
  • Titanium-basierte Effizienz mit Dual-NIC-Titanium-Architektur: Bietet zwei 200G-Titanium-Netzwerkadapter (2 × 200G) zum vollständigen Auslagern der Netzwerk- und Speicherverwaltung, damit Ihre Anwendungen mit maximaler Leistung und Vorhersagbarkeit ausgeführt werden.
  • Führende Blockspeicherleistung und -optionen: Unterstützt das gesamte Hyperdisk-Portfolio, einschließlich der Blockspeicheroptionen „Hyperdisk Balanced“, „Hyperdisk Balanced High Availability“, „Hyperdisk Extreme“, „Hyperdisk Throughput“ und „Hyperdisk ML“. C4N mit Hyperdisk Extreme bietet den Datenzugriff mit niedriger Latenz und hoher Geschwindigkeit, den moderne Datenbanken und KI-Anwendungen für Unternehmen benötigen, mit bis zu 25 GiB/s Block-Storage-Durchsatz und fast 1 Mio. IOPS. C4N bietet eine 2,5-mal höhere Speicherleistung als C4.

C4N unterstützt die folgenden Rabatt- und Verbrauchsoptionen:

  • Ressourcenbasierte Rabatte für zugesicherte Nutzung
  • Flexible CUDs
  • Spot-VMs
  • Reservierungen
  • Einzelne Mandanten
  • Richtlinien für gestreute und kompakte Platzierungen

C4N-Einschränkungen

Für die C4N-Maschinenserie gelten die folgenden Einschränkungen:

  • C4N-Maschinentypen sind nur als vordefinierte Maschinentypen verfügbar. Benutzerdefinierte Maschinentypen sind nicht verfügbar.
  • Sie können keine GPUs mit C4N-Instanzen verwenden.

C4N-Maschinentypen

C4N highcpu

Maschinentypen vCPUs1 Arbeitsspeicher (GB) Titanium SSD Anzahl der physischen NICs NUMA-Domains Maximale interne Bandbreite (Gbit/s) Maximale externe Bandbreite (Gbit/s)
c4n-highcpu-2 2 4 Nicht unterstützt 1 1 freigegeben Bis zu 25 Bis zu 7
c4n-highcpu-4 4 8 Nicht unterstützt 1 1 freigegeben Bis zu 30 Bis zu 7
c4n-highcpu-8 8 16 Nicht unterstützt 1 1 freigegeben Bis zu 40 Bis zu 15
c4n-highcpu-16 16 32 Nicht unterstützt 1 1 freigegeben Bis zu 50 Bis zu 25
c4n-highcpu-24 24 48 Nicht unterstützt 1 1 freigegeben 50 Bis zu 25
c4n-highcpu-48 48 96 Nicht unterstützt 1 1 isoliert 100 Bis zu 50
c4n-highcpu-96 96 192 Nicht unterstützt 1 2 200 Bis zu 100
c4n-highcpu-192 192 384 Nicht unterstützt 2 4 (vollständige Maschine) 4002 Bis zu 200

C4N-Standard

Maschinentypen vCPUs1 Arbeitsspeicher (GB) Titanium SSD Anzahl der physischen NICs NUMA-Domains Maximale interne Bandbreite (Gbit/s) Maximale externe Bandbreite (Gbit/s)
c4n-standard-2 2 7 Nicht unterstützt 1 1 freigegeben Bis zu 25 Bis zu 7
c4n-standard-4 4 15 Nicht unterstützt 1 1 freigegeben Bis zu 30 Bis zu 7
c4n-standard-8 8 30 Nicht unterstützt 1 1 freigegeben Bis zu 40 Bis zu 15
c4n-standard-16 16 60 Nicht unterstützt 1 1 freigegeben Bis zu 50 Bis zu 25
c4n-standard-24 24 90 Nicht unterstützt 1 1 freigegeben 50 Bis zu 25
c4n-standard-48 48 180 Nicht unterstützt 1 1 isoliert 100 Bis zu 50
c4n-standard-96 96 360 Nicht unterstützt 1 2 200 Bis zu 100
c4n-standard-192 192 720 Nicht unterstützt 2 4 (vollständige Maschine) 4002 Bis zu 200

C4N highmem

Maschinentypen vCPUs1 Arbeitsspeicher (GB) Titanium SSD Anzahl der physischen NICs NUMA-Domains Maximale interne Bandbreite (Gbit/s) Maximale externe Bandbreite (Gbit/s)
c4n-highmem-2 2 15 Nicht unterstützt 1 1 freigegeben Bis zu 25 Bis zu 7
c4n-highmem-4 4 31 Nicht unterstützt 1 1 freigegeben Bis zu 30 Bis zu 7
c4n-highmem-8 8 62 Nicht unterstützt 1 1 freigegeben Bis zu 40 Bis zu 15
c4n-highmem-16 16 124 Nicht unterstützt 1 1 freigegeben Bis zu 50 Bis zu 25
c4n-highmem-24 24 186 Nicht unterstützt 1 1 freigegeben 50 Bis zu 25
c4n-highmem-48 48 372 Nicht unterstützt 1 1 isoliert 100 Bis zu 50
c4n-highmem-96 96 744 Nicht unterstützt 1 2 200 Bis zu 100
c4n-highmem-192 192 1488 Nicht unterstützt 2 4 (vollständige Maschine) 4002 Bis zu 200

1 Jede virtuelle CPU (vCPU) wird als einzelner Hardware-Multithread implementiert und zwei vCPUs teilen sich standardmäßig jeden physischen CPU-Kern.
2 Bei Instanzen mit 192 vCPUs müssen Sie mindestens zwei Netzwerkschnittstellen (vNIC) konfigurieren, wobei jede Netzwerkschnittstelle an eine andere physische NIC angehängt sein muss, um den vollen Netzwerkdurchsatz zu erreichen. Compute Engine ordnet die vNIC automatisch im Round-Robin-Verfahren einer physischen NIC zu.

Unterstützte Laufwerkstypen für C4N

C4N-Instanzen unterstützen nur die NVMe-Laufwerksschnittstelle und können die folgenden Blockspeichertypen verwenden:

  • Hyperdisk Balanced (hyperdisk-balanced)
  • Hyperdisk Balanced High Availability (hyperdisk-balanced-high-availability)
  • Hyperdisk Throughput (hyperdisk-throughput)
  • Hyperdisk Extrem (hyperdisk-extreme)
  • Hyperdisk ML (hyperdisk-ml)

Informationen zu den Leistungsgrenzen der einzelnen Hyperdisk-Typen finden Sie unter Hyperdisk-Leistungsgrenzen.

Laufwerks- und Kapazitätslimits

Folgende Einschränkungen gelten:

  • Die Anzahl der Hyperdisk-Volumes darf 64 pro VM nicht überschreiten.
  • Die maximale Gesamt-Laufwerkskapazität für alle Laufwerke darf 512 TiB nicht überschreiten.

Weitere Informationen zu den Kapazitätslimits finden Sie unter Hyperdisk-Kapazitätslimits pro VM.

Die Speicherlimits für C4N werden in der folgenden Tabelle beschrieben:

C4N highcpu

Maximale Anzahl von Laufwerken pro Instanz
Maschinentypen Alle Hyperdisk
-Typen
Hyperdisk Balanced Hyperdisk Balanced High Availability Hyperdisk Throughput Hyperdisk Extrem Hyperdisk ML
c4n-highcpu-2 8 8 8 8 8 8
c4n-highcpu-4 16 16 16 16 16 16
c4n-highcpu-8 32 32 32 32 32 32
c4n-highcpu-16 32 32 32 32 32 32
c4n-highcpu-24 32 32 32 32 32 32
c4n-highcpu-48 64 64 64 64 64 64
c4n-highcpu-96 128 128 128 128 128 128
c4n-highcpu-192 128 128 128 128 128 128

C4N-Standard

Maximale Anzahl von Laufwerken pro Instanz
Maschinentypen Alle Hyperdisk
-Typen
Hyperdisk Balanced Hyperdisk Balanced High Availability Hyperdisk Throughput Hyperdisk Extrem Hyperdisk ML
c4n-standard-2 8 8 8 8 8 8
c4n-standard-4 16 16 16 16 16 16
c4n-standard-8 32 32 32 32 32 32
c4n-standard-16 32 32 32 32 32 32
c4n-standard-24 32 32 32 32 32 32
c4n-standard-48 64 64 64 64 64 64
c4n-standard-96 128 128 128 128 128 128
c4n-standard-192 128 128 128 128 128 128

C4N highmem

Maximale Anzahl von Laufwerken pro Instanz
Maschinentypen Alle Hyperdisk
-Typen
Hyperdisk Balanced Hyperdisk Balanced High Availability Hyperdisk Throughput Hyperdisk Extrem Hyperdisk ML
c4n-highmem-2 8 8 8 8 8 8
c4n-highmem-4 16 16 16 16 16 16
c4n-highmem-8 32 32 32 32 32 32
c4n-highmem-16 32 32 32 32 32 32
c4n-highmem-24 32 32 32 32 32 32
c4n-highmem-48 64 64 64 64 64 64
c4n-highmem-96 128 128 128 128 128 128
c4n-highmem-192 128 128 128 128 128 128

Netzwerkunterstützung für C4N-Instanzen

C4N-Instanzen bieten eine Standardnetzwerkbandbreite von bis zu 400 Gbit/s für die VM-zu-VM-Vernetzung, was einer Vervierfachung der Netzwerkbandbreite pro vCPU im Vergleich zu Standard-C4-Instanzen entspricht. C4N-Instanzen verwenden keine Tier_1-Netzwerkleistung pro VM.

Bei den größten C4N-Maschinentypen (192 vCPUs) müssen Sie beim Erstellen der Instanz mindestens zwei Netzwerkschnittstellen (vNICs) konfigurieren, die Jumbo Frames (8.896 B) verwenden, um den vollen Netzwerkdurchsatz zu erzielen. Compute Engine ordnet die vNICs automatisch im Round-Robin-Verfahren physischen NICs (pNICs) zu. Das Gastbetriebssystem oder Ihre Anwendung kann die Netzwerklast dann auf mindestens zwei vNICs (die separaten pNICs zugeordnet sind) verteilen, um den vollen Netzwerkdurchsatz zu erreichen und eine optimale Leistung zu gewährleisten.

C4N-Instanzen benötigen gVNIC-Netzwerkschnittstellen. Die maximale Anzahl von Netzwerkschnittstellen, die Sie an eine Instanz anhängen können, wird mit der Anzahl der vCPUs skaliert, bis zu einem Maximum von 10 Netzwerkschnittstellen. Weitere Informationen zur Verwendung mehrerer Netzwerkschnittstellen mit Compute Engine finden Sie unter Mehrere Netzwerkschnittstellen.

Prüfen Sie vor der Migration zu C4N oder dem Erstellen von C4N-Instanzen, ob das von Ihnen verwendete Betriebssystem-Image C4N und höhere Netzwerkbandbreiten vollständig unterstützt.

Wartung von C4N-Instanzen

Während des Lebenszyklus einer Compute Engine-Instanz treten auf dem Hostcomputer, auf dem Ihre Instanz ausgeführt wird, mehrere Hostereignisse auf. Ein Hostereignis kann die reguläre Wartung der Compute Engine-Infrastruktur oder in seltenen Fällen einen Hostfehler umfassen. Compute Engine wendet auch einige nicht störende, einfache Upgrades für den Hypervisor und das Netzwerk im Hintergrund an.

Die C4N-Maschinenserie bietet die folgenden Funktionen im Zusammenhang mit der Hostwartung:

Maschinentyp Häufigkeit von geplanten Wartungsereignissen Wartungsverhalten Erweiterte Benachrichtigung On-Demand-Wartung Wartung simulieren
c4n-*-192 Mindestens 30 Tage Live-Migration bis zu 7 Tage Ja Ja
Alle anderen Mindestens 30 Tage Live-Migration bis zu 7 Tage Nein Ja

Die in der vorherigen Tabelle angegebenen Wartungshäufigkeiten sind Schätzungen und keine Garantien. Für Compute Engine wird zeitweise eine Wartung häufiger durchgeführt.

M4N-Maschinenserie

M4N ist für die höchste verfügbare E/A-Leistung konzipiert und erreicht bis zu 12.500 MiB/s kombinierte Hostspeicherleistung und bis zu 200 Gbit/s Netzwerkbandbreite. Diese neue Leistungsstufe eröffnet neue Möglichkeiten für E/A-intensive Arbeitslasten, die eine extrem hohe Bandbreite für den Datenzugriff und die Datenverarbeitung erfordern.

M4N-Instanzen basieren auf den Intel Emerald Rapids-Prozessoren und Titanium-Auslagerungsprozessoren. Diese Maschinenserie eignet sich gut für große speicherinterne Datenbanken wie SAP HANA sowie für analytische Onlineverarbeitungs- (OLAP) und In-Memory-Datenanalysen. Die M4N-Maschinenserie bietet niedrigere Kosten pro Transaktion für Oracle Database-Arbeitslasten und die niedrigsten Gesamtbetriebskosten im Vergleich zu anderen Compute-Instanzen für Datenbanken, für die eine Lizenzierung pro Kern erforderlich ist.

Mit M4N-Maschinentypen können Sie bis zu 112 vCPUs und bis zu 2,9 TB RAM bereitstellen. M4N-Instanzen verwenden nur NVMe für den Speicher und unterstützen Hyperdisk Balanced und Hyperdisk Extreme. M4N-Instanzen verwenden nur gVNIC für Netzwerke. VirtIO-net und SCSI-Schnittstellen werden nicht unterstützt.

M4N-Einschränkungen

Für die M4N-Maschinenserie gelten die folgenden Einschränkungen:

  • Der Maschinentyp „M4N“ ist nur als vordefinierter Maschinentyp verfügbar. Benutzerdefinierte Maschinentypen sind nicht verfügbar.
  • Sie können keine GPUs mit M4N-Instanzen verwenden.
  • M4N-Instanzen sind nur in ausgewählten Zonen und Regionen verfügbar.

M4N-Maschinentypen

Maschinentypen vCPUs1 Arbeitsspeicher (GB) Lokale SSD Maximale interne Netzwerkbandbreite
(Gbit/s)2
Maximale externe Netzwerkbandbreite
(Gbit/s)2
NUMA-Domains
m4n-hypermem-16 16 248 Nicht verfügbar Bis zu 50 Bis zu 25 1
m4n-hypermem-32 32 496 Nicht verfügbar 57 28 1
m4n-hypermem-64 64 992 Nicht verfügbar 114 57 2
m4n-megamem-28 28 372 Nicht verfügbar 50 25 1
m4n-megamem-56 56 744 Nicht verfügbar 100 50 1
m4n-megamem-112 112 1.488 Nicht verfügbar 200 100 2
m4n-ultramem-28 28 744 Nicht verfügbar 50 25 1
m4n-ultramem-56 56 1.488 Nicht verfügbar 100 50 2
m4n-ultramem-112 112 2.976 Nicht verfügbar 200 100 4

1 Jede virtuelle CPU (vCPU) wird als einzelner Hardware-Multithread implementiert und zwei vCPUs teilen sich standardmäßig jeden physischen CPU-Kern.
2 Die maximale Bandbreite für ausgehenden Traffic darf die angegebene Zahl nicht überschreiten. Die tatsächliche Bandbreite für ausgehenden Traffic hängt von der Ziel-IP-Adresse und anderen Faktoren ab. Siehe Netzwerkbandbreite.

Unterstützte Laufwerktypen für M4N

M4N-Instanzen können folgende Blockspeichertypen verwenden:

  • Hyperdisk Balanced (hyperdisk-balanced)
  • Hyperdisk Extrem (hyperdisk-extreme)

Laufwerks- und Kapazitätslimits

Folgende Einschränkungen gelten:

  • Die Anzahl der Hyperdisk-Volumes darf 64 pro VM nicht überschreiten.
  • Die maximale Gesamt-Laufwerkskapazität für alle Laufwerke darf 512 TiB nicht überschreiten.

Weitere Informationen zu den Kapazitätslimits finden Sie unter Hyperdisk-Kapazitätslimits pro VM.

Die Speicherlimits für M4N werden in der folgenden Tabelle beschrieben:

Maximale Anzahl von Laufwerken
Maschinentypen Hyperdisk
pro VM
Hyperdisk Balanced Hyperdisk Throughput Hyperdisk Extrem
m4n-hypermem-16 16 16 0 8
m4n-hypermem-32 32 32 0 8
m4n-hypermem-64 32 32 0 8
m4n-megamem-28 32 32 0 8
m4n-megamem-56 32 32 0 8
m4n-megamem-112 64 64 0 8
m4n-ultramem-28 32 32 0 8
m4n-ultramem-56 32 32 0 8
m4n-ultramem-112 64 64 0 8

Netzwerkunterstützung für M4N-Instanzen

M4N-Instanzen benötigen gVNIC-Netzwerkschnittstellen. M4N unterstützt eine Netzwerkbandbreite von bis zu 200 Gbit/s für Standardnetzwerke und keine Tier_1-Netzwerkleistung pro VM.

Prüfen Sie vor der Migration zu M4N oder dem Erstellen von M4N-VM-Instanzen, ob das von Ihnen verwendete Betriebssystem-Image den gVNIC-Treiber für VM-Instanzen unterstützt. Diese Images enthalten einen aktualisierten gVNIC-Treiber, auch wenn das Gastbetriebssystem die Treiberversion gve als 1.0.0 anzeigt. Wenn auf Ihrer M4N-VM ein Betriebssystem mit einer älteren Version des gVNIC-Treibers ausgeführt wird, wird dies weiterhin unterstützt. Die VM kann jedoch eine suboptimale Leistung aufweisen, z. B. eine geringere Netzwerkbandbreite oder eine höhere Latenz.

Wenn Sie ein benutzerdefiniertes Betriebssystem-Image zum Erstellen einer M4N-VM verwenden, können Sie den neuesten gVNIC-Treiber manuell installieren. Für die Verwendung mit M4N-VMs wird die gVNIC-Treiberversion 1.4.2 oder höher empfohlen. Google empfiehlt die Verwendung der neuesten gVNIC-Treiberversion, um von den zusätzlichen Funktionen und Fehlerkorrekturen zu profitieren.

Wartung von M4N-Instanzen

Während des Lebenszyklus einer Compute Engine-Instanz treten auf dem Hostcomputer, auf dem Ihre Instanz ausgeführt wird, mehrere Hostereignisse auf. Ein Hostereignis kann die reguläre Wartung der Compute Engine-Infrastruktur oder in seltenen Fällen einen Hostfehler umfassen. Compute Engine wendet auch einige nicht störende, einfache Upgrades für den Hypervisor und das Netzwerk im Hintergrund an.

Die M4N-Maschinenserie bietet die folgenden Funktionen im Zusammenhang mit der Hostwartung:

Maschinentyp Häufigkeit von geplanten Wartungsereignissen Wartungsverhalten Erweiterte Benachrichtigung On-Demand-Wartung Wartung simulieren
Alle Maschinentypen Monatlich Live-Migration 7 Tage Ja Ja

Die in der vorherigen Tabelle angegebenen Wartungshäufigkeiten sind Schätzungen und keine Garantien. Für Compute Engine wird zeitweise eine Wartung häufiger durchgeführt.

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