Leistung von Google Cloud Hyperdisk

In diesem Dokument wird die Funktionsweise der Hyperdisk-Leistung in Google Cloud beschrieben. So können Sie die Leistung Ihrer Hyperdisk-Volumes nachvollziehen und den richtigen Hyperdisk-Typ für Ihre Arbeitslast auswählen.

Hyperdisk ist die empfohlene Option für dauerhaften Blockspeicher von Google Cloud. Weitere Informationen zu Hyperdisk finden Sie unter Informationen zu Hyperdisk.

Detaillierte Informationen zu den Leistungsgrenzen finden Sie unter Hyperdisk-Leistungsgrenzen.

Informationen zur aktuellen oder bisherigen Leistung eines Hyperdisk-Volumes finden Sie unter Leistungsmesswerte für Laufwerk prüfen.

Terminologie und Einheiten

Die in diesem Dokument beschriebene Hyperdisk-Leistung bezieht sich auf IOPS und Durchsatz.

  • IOPS steht für „I/O Operations per Second“ (Eingabe-/Ausgabevorgänge pro Sekunde). Dies ist die Anzahl der einzelnen Lese- und Schreibvorgänge, die auf dem Volume innerhalb einer Sekunde ausgeführt werden oder ausgeführt werden können.
  • Der Durchsatz gibt an, wie viele Byte pro Sekunde von einem Volume gelesen oder darauf geschrieben werden können. Der Durchsatz wird in MiB/s gemessen.

Die Größe wird in GiB oder TiB angegeben.

Terminologie für Maschinentypen

Der Begriff Rechenressource bezieht sich auf eine VM-Instanz oder eine Bare-Metal-Instanz. Der Maschinentyp einer Compute-Instanz ist die spezifische Kombination ihrer Eigenschaften, z. B. ihrer Maschinenreihe und der Anzahl der vCPUs.

In diesem Dokument werden Maschinentypen in diesem Format angegeben: M-*-N, wobei Folgendes gilt:

  • M ist die Maschinenserie, z. B. C3.
  • * steht für alle Speicher- und CPU-Konfigurationen, z. B. standard oder highcpu.
  • N ist die Anzahl der vCPUs, CPUs oder die GPU-Bezeichnung, z. B. 22 für eine Instanz mit 22 vCPUs oder 8g für eine Instanz mit 8 GPUs.

c3-*-192 bezieht sich beispielsweise auf alle C3-VMs und Bare-Metal-Instanzen mit 192 vCPUs bzw. CPUs und umfasst auch lssd-Maschinentypen. Weitere Informationen finden Sie unter Compute Engine-Terminologie.

Zusammenfassung der Hyperdisk-Leistung

Wenn Sie einer Instanz Hyperdisk-Volumes zuweisen, hängt die maximal erreichbare Leistung vom Szenario ab, wie in der folgenden Tabelle dargestellt.

Anzahl der Hyperdisk-
Volumes		 Maximale Leistung
1 Die Leistung des Volumens ist die niedrigste der folgenden Werte:
  • Die bereitgestellte Leistung des Volumes
  • Das Leistungslimit des Maschinentyps für den Hyperdisk-Typ.
Zwei oder mehr Hyperdisks desselben Typs Die Gesamtleistung aller Volumes ist die niedrigste der folgenden Werte:
  • Die Summe der bereitgestellten Leistung jedes Volumes
  • Das Leistungslimit des Maschinentyps für den Hyperdisk-Typ
Zwei oder mehr Hyperdisk-Typen Die Gesamtleistung aller Volumes ist die niedrigste der folgenden Werte:
  • Die Summe der bereitgestellten Leistung jedes Volumes
  • Die Leistungslimits für den Maschinentyp der Instanz

Informationen zu den Limits nach Hyperdisk-Typ finden Sie unter Leistungsgrenzen nach Hyperdisk-Typ.

Informationen zu Limits nach Maschinentyp finden Sie unter Leistungslimits nach Maschinentyp.

Bereitgestellte Leistung für Hyperdisk

Sie können ein Zielleistungsniveau für ein Hyperdisk-Volume angeben. Der von Ihnen angegebene oder bereitgestellte IOPS- oder Durchsatzwert wird als bereitgestellte Leistung bezeichnet.

Sie können die Leistung eines Volumes beim Erstellen des Volumes bereitstellen. Sie können die Leistung auch erhöhen oder verringern, während das Volume verwendet wird, ohne die Größe des Volumes erhöhen zu müssen.

Die bereitgestellte Leistung ist keine garantierte Leistung. Es ist vielmehr das Leistungsniveau, das Sie für das Volume bei Spitzennutzungen erwarten. Die tatsächliche Leistung hängt von den Limits der Instanz ab, die das Volume verwendet, und von mehreren anderen Faktoren.

Standardleistungsstufen

Die Bereitstellung eines Leistungsniveaus für ein Hyperdisk-Volume ist optional. Wenn Sie keinen Wert angeben, z. B. weil Sie nicht sicher sind, wie viele IOPS oder wie viel Durchsatz Ihre Arbeitslast benötigt, erstellt die Compute Engine das Volume mit Standardwerten. Sie können den Wert später erhöhen oder senken. Die Standardwerte variieren je nach Hyperdisk-Typ und sind im Abschnitt Standard-IOPS- und Durchsatzwerte für Hyperdisk Balanced, Hyperdisk Balanced High Availability, Hyperdisk Extreme, Hyperdisk Throughput oder Hyperdisk ML aufgeführt.

Grenzen für die bereitgestellte Leistung

Die maximale Leistung, die Sie bereitstellen können, hängt vom Hyperdisk-Typ und von der Größe des Volumes ab.

Limit für den Hyperdisk-Typ

Für jeden Hyperdisk-Typ gibt es eine maximale Leistung, die Sie bereitstellen können. Bei einigen Hyperdisk-Typen können Sie IOPS, Durchsatz oder beides bereitstellen. Wenn Sie keinen Durchsatz bereitstellen können, hängt der Durchsatz für das Volume von den bereitgestellten IOPS ab. Wenn Sie keine IOPS bereitstellen können, hängen die IOPS für das Volume vom bereitgestellten Durchsatz ab.

Sie können beispielsweise den Durchsatz für Hyperdisk ML-Volumes bereitstellen, aber keine IOPS. Das Verhältnis von IOPS zu Durchsatz für Hyperdisk ML beträgt 16 IOPS pro MiB/s bereitgestellten Durchsatz. Wenn Sie also ein Hyperdisk ML-Volume mit einem Durchsatz von 100.000 MiB/s erstellen, werden für das Volume 1.600.000 IOPS bereitgestellt.

Größenbasierte Limits

Die maximale Leistung, die Sie bereitstellen können, ändert sich mit der Größe des Volumes. Für ein 10-TiB-Hyperdisk Balanced-Volume können Sie beispielsweise 3.000 bis 160.000 IOPS bereitstellen, für ein 50-GiB-Volume jedoch nur 3.000 bis 25.000 IOPS.

Details zu den größenabhängigen Limits für die einzelnen Hyperdisk-Typen finden Sie auf den Seiten Hyperdisk Balanced, Hyperdisk Balanced High Availability, Hyperdisk Extreme, Hyperdisk Throughput und Hyperdisk ML im Abschnitt Größen- und Leistungslimits.

In der folgenden Tabelle ist die maximale Leistung aufgeführt, die Sie für jeden Hyperdisk-Typ bereitstellen können.

Hyperdisk-Typ Maximal mögliche Leistung pro Volume Anpassbarer Durchsatz Benutzerdefinierte IOPS
Hyperdisk Balanced 160.000 IOPS
2.400 MiB/s 		Ja Ja
Hyperdisk mit ausgeglichener Hochverfügbarkeit 100.000 IOPS
2.400 MiB/s		 Ja Ja
Hyperdisk Extrem 350.000 IOPS Nein; 250 MiB/s pro 1.000 IOPS, bis zu 5.000 MiB/s Ja
Hyperdisk ML 1.200.000 MiB/s Ja Nein; 16 IOPS pro MiB/s Durchsatz, bis zu 19.200.000 IOPS
Hyperdisk Durchsatz 600 MiB/s Ja Nein; 4 IOPS pro MiB/s Durchsatz, bis zu 2.400 IOPS.

Dauerleistung

Für Arbeitslasten, die empfindlich auf Leistungsschwankungen reagieren, sollten Sie eine Maschinenserie mit stabiler Leistung verwenden. Das Leistungslimit im Steady State ist die Leistung, die eine Instanz auf allen verbundenen Volumes aufrechterhalten kann. Im Vergleich dazu ist die maximale Leistungsstufe die höchste Leistungsstufe, die eine Instanz erreichen kann.

Grenzwerte für die stabile Leistung stellen kein Service Level Agreement (SLA) dar.

Damit ein Hyperdisk-Volume ein bestimmtes Leistungslimit für den Steady State erreichen kann, muss die bereitgestellte Leistung dem Limit für den Steady State entsprechen oder darüber liegen.

Das Leistungslimit für den Steady State gilt für alle an die Instanz angeschlossenen Laufwerke.

Maschinenreihen mit stabiler Leistung

Die folgenden Maschinenserien bieten eine stabile Leistung:

Arbeitslast so konfigurieren, dass sie die bereitgestellte Leistung erreicht

Die tatsächliche Leistung eines Hyperdisk-Volumes – die beobachtete Leistung, wenn es an eine Instanz angehängt ist – darf die folgenden Limits nicht überschreiten:

  • Die bereitgestellte Leistung des Volumes
  • Die leistungsbezogenen Instanzbeschränkungen, einschließlich spezifischer Beschränkungen für den Hyperdisk-Typ

Damit Ihr Volume die bereitgestellte Leistung erreichen kann, sollten Sie daher die folgenden Faktoren berücksichtigen:

Faktoren wie die E/A-Größe und das Anwendungsdesign sind zwar keine Leistungseinschränkungen, wirken sich aber ebenfalls auf die Leistung aus. Weitere Informationen zu diesen Faktoren finden Sie unter Arbeitslastspezifische Faktoren, die sich auf die Leistung auswirken.

Auswirkungen von Instanzleistungsgrenzwerten auf die Hyperdisk-Leistung

Für jede Compute-Instanz gelten je nach Maschinentyp die folgenden Leistungslimits:

  • Ein Leistungslimit für den Hyperdisk-Typ
  • Ein Gesamtleistungslimit für die Instanz

Jedes Limit gilt in bestimmten Situationen.

Instanzleistungsgrenzen für jeden Hyperdisk-Typ

Jede Instanz hat ein Leistungslimit für alle Hyperdisk-Volumes eines bestimmten Typs, die Sie an die Instanz anhängen.

Geltung dieses Limits: Wenn Sie einer Instanz ein oder mehrere Hyperdisk-Volumes desselben Typs anhängen. Damit jedes Volume die bereitgestellte Leistung erreichen kann, muss das Leistungslimit der Instanz größer als die Summe der bereitgestellten Leistung aller Volumes sein. Andernfalls kann die Leistung der Volumes das Leistungslimit der Instanz nicht überschreiten.

Beispiel

Angenommen, Sie haben ein Hyperdisk-Durchsatz-Volume hdt-disk-1 mit einem bereitgestellten Durchsatz von 600 MiB/s und möchten es einer c3-*-4-Instanz zuordnen.

Für c3-*-4-Instanzen gelten die folgenden Durchsatzlimits:

Hyperdisk-Typ Maximaler Durchsatz (MiB/s)
Hyperdisk Balanced 400
Hyperdisk Extrem Nicht unterstützt
Hyperdisk Durchsatz 240
Hyperdisk mit ausgeglichener Hochverfügbarkeit 400
Hyperdisk ML 400

Wenn Sie hdt-disk-1 an die VM anhängen, kann die tatsächliche Leistung des Volumes 240 MiB/s nicht überschreiten. Wenn Sie stattdessen ein Hyperdisk Balanced-Volume anhängen, darf die Leistung des Hyperdisk Balanced-Volumes 400 MiB/s nicht überschreiten.

Wenn Sie der VM zwei Hyperdisk Balanced-Volumes zuweisen, darf die kombinierte Leistung der beiden Hyperdisk Balanced-Volumes 400 MiB/s nicht überschreiten. Das gilt unabhängig von der bereitgestellten Leistung der beiden Volumes.

Die Leistungsgrenzen für jeden Hyperdisk nach Maschinentyp sind unter Leistungsgrenzen nach Hyperdisk-Typ aufgeführt.

Gesamtleistungslimit für eine Instanz

Jede Instanz hat ein Gesamtleistungslimit, das sie erreichen kann. Dieses Limit gilt für alle an die Instanz angehängten Volumes.

Wann gilt dieses Limit? Wenn Sie einer Instanz mehrere Hyperdisk-Typen zuordnen. Die kombinierte tatsächliche Leistung aller Volumes darf das Leistungslimit der Instanz nicht überschreiten, unabhängig von der bereitgestellten Leistung der einzelnen Volumes.

Wenn die Instanz nichtflüchtigen Speicher unterstützt, gilt für alle angehängten nichtflüchtigen Speichervolumes dasselbe Limit.

Beispiel

Angenommen, Sie haben eine c3-*-22-Instanz mit einem maximalen Durchsatz von 1.800 MiB/s.

Sie binden die folgenden Ressourcen an die VM an:

  • 2 Hyperdisk Balanced-Volumes mit jeweils 900 MiB/s bereitgestelltem Durchsatz
  • 1 Hyperdisk Throughput-Volume mit 500 MiB/s bereitgestelltem Durchsatz

Die kombinierte Leistung aller Volumes darf 1.800 MiB/s nicht überschreiten.

Eine Liste der Limits finden Sie unter Leistungsgrenzen nach Maschinentyp.

Arbeitslastspezifische Faktoren, die sich auf die Leistung auswirken

In diesem Abschnitt werden arbeitslastspezifische Faktoren beschrieben, die sich auf die Durchsatz- und IOPS-Limits auswirken, die mit Ihren Hyperdisk-Volumen erreicht werden können. Weitere Informationen zur Leistungsverbesserung finden Sie unter Leistung von Hyperdisk optimieren.

Ziehen Sie die folgenden Arbeitslastparameter in Betracht, um maximale IOPS- und Durchsatzstufen zu erreichen, die von Hyperdisk-Volumes angeboten werden:

  • E/A-Größe: Sie müssen bestimmte Blockgrößen verwenden, um die IOPS- und Durchsatzlimits zu erreichen:
    • Für die maximalen IOPS-Limits ist eine E/A-Größe von 4 KB erforderlich.
    • Für maximale Durchsatzlimits ist eine E/A-Größe von mindestens 256 KB erforderlich.
  • Länge der Warteschlange: Die Warteschlange ist die Anzahl der ausstehenden Anfragen für ein Volume. Zum Erreichen von maximalen Leistungslimits müssen Sie die Länge der Warteschlange an die E/A-Größe, IOPS und Latenzempfindlichkeit Ihrer Arbeitslast anpassen. Die optimale Länge der Warteschlange variiert für jede Arbeitslast, sollte jedoch normalerweise größer als 256 sein.
  • Anzahl der bereitgestellten Volumes: Für eine optimale Leistung empfehlen wir, einer VM maximal acht Volumes zu binden.

Nächste Schritte