關於 Google Cloud Hyperdisk 的效能

本文將說明 Google Cloud Hyperdisk 效能運作方式，協助您瞭解 Hyperdisk 磁碟區的效能，並選取適合工作負載的 Hyperdisk 類型。

Google Cloud建議使用 Hyperdisk 做為持久性區塊儲存空間。如要進一步瞭解 Hyperdisk，請參閱「關於 Hyperdisk」一文。

如需詳細的效能限制，請參閱「Hyperdisk 效能限制」。

如要查看 Hyperdisk 磁碟區目前或過去的效能，請參閱「查看磁碟效能指標」。

術語和單位

本文件所述的 Hyperdisk 效能，是指 IOPS 和處理量。

IOPS 代表每秒輸入/輸出作業數。這是磁碟區在 1 秒內執行或可執行的個別讀取和寫入作業數量。
處理量是指每秒可從磁碟區讀取或寫入多少位元組。處理量以 MiB/秒為單位。

大小以 GiB 或 TiB 為單位。

機器類型用語

「運算執行個體」一詞是指虛擬機器 (VM) 執行個體或裸機執行個體。計算執行個體的機器類型是其屬性的特定組合，例如機器系列和 vCPU 數量。

在本文件中，機器類型會以以下格式表示：M-*-N，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 或 GPU 的指定數量，例如，如果執行個體有 22 個 vCPU，則為 22；如果執行個體有 8 個 GPU，則為 8g。

這個格式包含下列機器類型 (如有)：

裸機機器類型 (*-metal)
機器類型，附帶連接的本機 SSD 磁碟 (*-lssd)。

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 磁碟區連接至執行個體時，可達到的效能上限取決於情境，如下表所示。

Hyperdisk 磁碟區數量	爭取最高效能
1	音量效能取決於下列兩者中較低者：磁碟區的已配置效能機器類型針對 Hyperdisk 類型的效能限制。
2 個以上的相同 Hyperdisk 類型	所有磁碟區的總效能為下列兩者中較低者：各個磁碟區的已配置效能總和機器類型針對 Hyperdisk 類型的效能限制
2 種以上的 Hyperdisk 類型	所有磁碟區的總效能為下列兩者中較低者：各個磁碟區的已配置效能總和執行個體機器類型的效能限制

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

如要瞭解機器類型的限制，請參閱「機器類型的效能限制」。

關於 Hyperdisk 的佈建效能

您可以為 Hyperdisk 磁碟區指定目標效能等級。您指定或配置的 IOPS 或處理量值稱為已配置的效能。

您可以在建立磁碟區時佈建磁碟區的效能。您也可以在使用音量時增加或減少效能，而無須增加音量大小。

系統不會保證可達到所配置的效能。而是您預期在使用量高峰期間所需的音量目標效能等級。實際效能取決於使用此儲存空間的執行個體限制和其他幾項因素。

預設成效等級

為 Hyperdisk 磁碟區佈建效能等級並非必要。舉例來說，如果您不確定工作負載需要多少 IOPS 或處理量，因此未指定值，Compute Engine 會使用預設值建立磁碟區。您可以稍後再調高或調低這個值。預設值會因 Hyperdisk 類型而異，並列於 Hyperdisk Balanced、Hyperdisk Balanced High Availability、Hyperdisk Extreme、Hyperdisk Throughput 或 Hyperdisk ML 的「預設 IOPS 和處理量值」一節。

已配置效能的限制

您可以佈建的最大效能取決於 Hyperdisk 類型和磁區大小。

Hyperdisk 類型的限制

每種 Hyperdisk 類型都有可配置的效能上限。部分 Hyperdisk 類型可讓您佈建 IOPS 或輸送量，或同時佈建這兩者。如果無法佈建處理量，則磁碟區的處理量取決於已佈建的 IOPS。同樣地，如果您無法佈建 IOPS，磁碟區的 IOPS 會取決於您佈建的總處理量。

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/s 佈建輸送量的 16 IOPS。因此，如果您建立的 Hyperdisk ML 磁碟區輸送量為 100,000 MiB/s，則系統會為磁碟區配置 1,600,000 IOPS。

以大小為依據的限制

您可以配置的最高效能會隨磁碟區大小而變。舉例來說，如果是 10 TiB Hyperdisk Balanced 磁碟區，您可以佈建 3,000 到 160,000 IOPS，但如果是 50 GiB 磁碟區，則可以佈建 3,000 到 25,000 IOPS。

如要進一步瞭解各類型 Hyperdisk 的大小限制，請參閱 Hyperdisk Balanced、Hyperdisk Balanced High Availability、Hyperdisk Extreme、Hyperdisk Throughput 和 Hyperdisk ML 頁面中的「大小和效能限制」部分。

下表列出可為每種 Hyperdisk 類型配置的最大效能。

Hyperdisk 類型	每個磁碟區可配置的最大效能	可自訂的輸送量	可自訂的 IOPS
Hyperdisk Balanced	160,000 IOPS 2,400 MiB/s	是	是
Hyperdisk Balanced High Availability	100,000 IOPS 1,200 MiB/s	是	是
Hyperdisk Extreme	350,000 IOPS	否；每 1000 IOPS 250 MiB/s，最高 5,000 MiB/s	是
Hyperdisk ML	1,200,000 MiB/秒	是	否；每 MiB/s 的處理量有 16 IOPS，最高可達 19,200,000 IOPS
Hyperdisk Throughput	600 MiB/秒	是	否；每 MiB/s 處理量 4 IOPS，最高 2,400 IOPS。

穩定狀態效能

如果工作負載對效能變化敏感，建議使用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可在所有已連結磁碟區中維持的效能等級。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 磁碟區達到特定的穩定狀態效能限制，其配置效能必須等於或大於穩定狀態限制。

穩定狀態效能限制會在連接至執行個體的所有磁碟之間共用。

提供穩定狀態效能的機器系列

下列機器系列可提供穩定的效能：

設定工作負載，以符合已配置的效能

Hyperdisk 磁碟區實際效能 (連接至執行個體時觀察到的效能) 不得超過下列限制：

磁碟區的已配置效能
執行個體的特定效能限制，包括 Hyperdisk 類型的特定限制

因此，為確保音量能達到預留的效能，請考慮下列因素：

請選擇支援所用磁碟機類型的磁碟機類型，以便為磁碟機配置效能。請參閱「各類型 Hyperdisk 的執行個體專屬效能限制」一文中的指引。
如果您想在執行個體中使用其他 Hyperdisk 類型，請參閱「機器類型的最大效能限制」一節中的資訊。

雖然 I/O 大小和應用程式設計並非效能限制，但也會影響效能。如要進一步瞭解這些因素，請參閱「影響效能的特定工作負載因素」。

執行個體效能限制對 Hyperdisk 效能的影響

每個運算執行個體都設有下列效能限制，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特定類型的 Hyperdisk 磁碟區效能限制，這些磁碟區會連結至執行個體。

這項限制的適用時機：當您將 1 個或多個相同類型的 Hyperdisk 磁碟區連結至執行個體時。為了讓每個磁碟區都能達到其已配置的效能，執行個體效能上限必須大於所有磁碟區已配置效能的總和。否則，磁碟區的效能就無法超出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，其已配置 600 MiB/s 的處理量，且您想將該磁碟區附加至 c3-*-4 執行個體。

c3-*-4 執行個體的傳輸量限制如下：

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 連接至 VM，磁碟區的實際效能不得超過 240 MiB/s。如果改為連接 Hyperdisk Balanced 磁碟區，Hyperdisk Balanced 磁碟區的效能不得超過 400 MiB/s。

如果您將 2 個 Hyperdisk Balanced 磁碟區連接至 VM，兩個 Hyperdisk Balanced 磁碟區的總效能仍不得超過 400 MiB/s。無論兩個磁碟區的配置效能為何，都會發生這種情況。

每個 Hyperdisk 的效能限制 (依機器類型而異) 列於「Hyperdisk 類型效能限制」一節。

執行個體的整體效能限制

每個執行個體都有整體效能限制。這項限制適用於連接至執行個體的所有磁碟區。

這項限制適用的情況：當您將多種 Hyperdisk 類型連結至執行個體時。無論各磁碟區的配置效能為何，所有磁碟區的實際效能總和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，則所有已連接的永久磁碟磁碟區也都會共用相同的限制。

範例

假設您有 c3-*-22 執行個體，其最大吞吐量為 1,800 MiB/s。

您可以將下列資源連結至 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 處理量磁碟區，具有 500 MiB/s 的佈建輸送量

所有磁碟的總效能不得超過 1,800 MiB/s。

如需限制的清單，請參閱「依機器類型劃分的效能限制」。

影響效能的特定工作負載因素

本節將討論工作負載專屬因素，這些因素會影響 Hyperdisk 磁碟區可達到的傳輸量和 IOPS 限制。如要進一步瞭解如何改善效能，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，您必須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 和總處理量限制，如下所示：
- 最大 IOPS 上限需要 4 KB 的 I/O 大小。
- 最大總處理量限制要求 I/O 大小至少為 256 KB。
佇列長度：佇列長度是指某個音量值的待處理要求數量。如要達到效能上限，您必須根據工作負載的 I/O 大小、IOPS 和延遲時間敏感度調整佇列長度。每個工作負載的最佳佇列長度各有不同，但通常應大於 256。
已連結的磁碟區數量：為獲得最佳效能，建議您將 8 個以下的磁碟區連結至 VM。