Leistung von nichtflüchtigem Speicher

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Auf dieser Seite werden viele Faktoren erläutert, mit denen sich die Leistung der Persistent Disk-Volumes ermitteln lässt. Außerdem werden die maximalen Leistungslimits für Persistent Disk aufgeführt.

Informationen zur Leistung von Google Cloud Hyperdisk finden Sie unter Leistung von Hyperdisk. Informationen zu den Leistungsgrenzen von Google Cloud Hyperdisk finden Sie unter Hyperdisk-Leistungsgrenzen.

Beachten Sie Folgendes, bevor Sie beginnen:

• Persistent Disks sind Netzwerkspeicher und haben im Allgemeinen eine höhere Latenz im Vergleich zu physischen Laufwerken oder lokalen SSDs. Sie müssen genügend E/A-Anfragen parallel senden, um die maximalen Leistungsgrenzen Ihres Persistent Disks zu erreichen. Informationen dazu, ob Sie eine ausreichend hohe Warteschlangentiefe verwenden, um die erforderlichen Leistungsstufen zu erreichen, finden Sie unter E/A-Warteschlangentiefe.

• Achten Sie darauf, dass Ihre Anwendung genügend E/A-Anfragen ausgibt, um das Laufwerk zu sättigen. Eine Laufwerküberlastung tritt auf, wenn die CPU-Zeit während der E/A-Anfragen an das Gerät sehr hoch ist.

• Bei Arbeitslasten, die hauptsächlich kleine (von 4 KB bis 16 KB) zufällige E/A-Anfragen umfassen, ist der begrenzende Leistungsfaktor die Zahl der E/A-Anfragen pro Sekunde (IOPS).

• Für Arbeitslasten, die hauptsächlich sequenzielle oder große (256 KB bis 1 MB) zufällige E/A-Anfragen umfassen, ist der begrenzende Faktor der Durchsatz.

Persistent Disk-Typ auswählen

Wenn Sie ein Persistent Disk-Volume erstellen, können Sie einen der folgenden Laufwerkstypen auswählen:

• Abgestimmter nichtflüchtiger Speicher (pd-balanced)
  • Eine Alternative zu nichtflüchtigen SSD-Speichern (Performance).
  • Kompromiss zwischen Leistung und Kosten. Bei den meisten Compute Engine-Maschinentypen haben diese Laufwerke die gleiche maximale IOPS-Anzahl wie nichtflüchtige SSD-Speicher und eine niedrigere IOPS pro GiB. Dieser Laufwerkstyp bietet Leistungsebenen, die für die meisten allgemeinen Anwendungen geeignet sind. Die Kosten liegen dabei zwischen dem standardmäßigen nichtflüchtigen Standardspeicher und dem leistungsstarken nichtflüchtigen SSD-Speicher.
  • Gesichert durch Solid-State-Laufwerke (SSD)
• Nichtflüchtiger SSD-Speicher (Leistung) (pd-ssd)
  • Geeignet für Unternehmensanwendungen und Hochleistungsdatenbanken, die eine geringere Latenz und mehr IOPS als nichtflüchtige Standardspeicher erfordern.
  • Gesichert durch Solid-State-Laufwerke (SSD)
• Nichtflüchtiger Standardspeicher (pd-standard)
  • Geeignet für große Datenverarbeitungsarbeitslasten, die hauptsächlich sequenzielle E/A-Vorgänge verwenden.
  • Gesichert durch Standardfestplattenlaufwerke (HDD)
• Extrem nichtflüchtiger Speicher (pd-extreme)
  • Bieten eine durchgehend hohe Leistung – sowohl bei Arbeitslasten mit zufälligen Zugriffen als auch bei Szenarien, wo hoher Durchsatz wichtig ist.
  • Für High-End-Datenbankarbeitslasten konzipiert
  • Hier können Sie die Ziel-IOPS bereitstellen.
  • Gesichert durch Solid-State-Laufwerke (SSD)
  • Verfügbar für eine begrenzte Anzahl von Maschinentypen.

Wenn Sie ein Laufwerk in der Google Cloud Console erstellen, ist der Standard-Laufwerktyp pd-balanced. Wenn Sie ein Laufwerk mit der gcloud CLI oder der Compute Engine API erstellen, ist der Standardlaufwerkstyp pd-standard.

Für jede Speicheroption gelten eindeutige Leistungslimits, die vom Maschinentyp und der Anzahl der verwendeten vCPUs abhängen.

Leistungsgrenzen für Persistent Disk

Persistent Disks haben eine Obergrenze für die maximalen IOPS und den Durchsatz, die sie beibehalten können. Es gibt Durchsatz- und IOPS-Limits pro GiB und Instanz. Ausgeglichene nichtflüchtige Speicher und SSD-Speicher (Leistung) bieten auch eine Basisleistung für kontinuierliche IOPS und Durchsatz. Ausgeglichene Persistent Disks, Leistungs-Persistent Disks (SSD) und Extreme-Persistent Disks sind für Latenzen von weniger als einer Millisekunde ausgelegt. Faktoren, die sich auf die Leistung auswirken, sind der Maschinentyp, die Laufwerksgröße, die Anzahl der Instanz-vCPUs und die E/A-Blockgröße.

Auf dieser Seite werden die Leistungslimits für zonale nichtflüchtige Speicher und regionalen Persistent Disk beschrieben.

Zonale Persistent Disk

Dieser Abschnitt enthält IOPS- und Durchsatzlimits für zonalen Persistent Disk.

IOPS-Limits für zonalen Persistent Disk

Die folgende Tabelle enthält IOPS-Limits für zonalen Persistent Disk.

	Zonaler Standard- PD	Zonaler ausgeglichener PD	Zonaler SSD-PD	Zonaler extremer PD	Zonaler SSD-PD im Modus für mehrere Autoren
Lese-IOPS pro GiB	0,75	6	30	–	30
Schreib-IOPS pro GiB	1,5	6	30	–	30
Lese-IOPS pro Instanz*	7.500	80.000	100.000	120.000	100.000
Schreib-IOPS pro Instanz*	15.000	80.000	100.000	120.000	100.000

Durchsatzlimits für zonalen Persistent Disk

Die folgende Tabelle zeigt Durchsatzlimits für zonalen Persistent Disk. Nichtflüchtige Speicher können für Instanzen mit einer größeren Anzahl von vCPUs eine höhere Leistung erzielen. Weitere Informationen finden Sie unter Obergrenzen für ausgehenden Netzwerktraffic bei Schreibvorgängen.

	Zonaler Standard- PD	Zonaler ausgeglichener PD	Zonaler SSD-PD	Zonaler extremer PD	Zonaler SSD-PD im Modus für mehrere Autoren
Durchsatz pro GiB (MiB/s)	0,12	0,28	0,48	–	0,48
Lesedurchsatz pro Instanz (MiBps)	1.200	1.200	1.200	4.000*	1.200
Schreibdurchsatz pro Instanz (MiB/s)	400	1.200	1.200	3.000*	1.200

Regionaler nichtflüchtiger Speicher

Wie zonaler Persistent Disk kann regionaler Persistent Disk eine höhere Leistung erzielen, wenn Sie Faktoren ändern, die sich auf die Leistung auswirken können, z. B. die Laufwerksgröße und die Anzahl von vCPUs.

Die folgenden Tabellen enthalten IOPS- und Durchsatzlimits für regionalen Persistent Disk. Diese Bedingungen gelten für die angegebenen Limits:

• Zum Erreichen der angegebenen Limits ist eine Compute-Instanz mit mindestens 64 vCPUs und einem N2- oder N1-Maschinentyp mit Intel Skylake oder aktueller CPU erforderlich. Für Instanzen, die andere Maschinentypen verwenden, z. B. N2D, gelten niedrigere Leistungsgrenzen.
• Für Instanzen, die E2-Maschinentypen verwenden, gelten niedrigere Leistungslimits, da E2-Maschinentypen maximal 32 vCPUs unterstützen.
• Die Lese-IOPS pro Instanz und der Lesedurchsatz pro Instanz können niedriger sein, wenn sich das Laufwerk im nicht replizierten Modus befindet.

IOPS-Limits für regionalen Persistent Disk

Die folgende Tabelle enthält IOPS-Limits für regionale nichtflüchtige Speicher.

	Regionaler Standard- PD	Regionaler ausgeglichener PD	Regionaler SSD-PD
Lese-IOPS pro GiB	0,75	6	30
Schreib-IOPS pro GiB	1,5	6	30
Lese-IOPS pro Instanz	7.500	80.000*	100.000#
Schreibe-IOPS pro Instanz	15.000	60.000†	80.000‡

^# Für N2D beträgt die maximale Lese-IOPS pro Instanz für SSD Persistent Disk 70.000.

^† Für N2D beträgt die maximale Schreib-IOPS pro Instanz für ausgeglichenen nichtflüchtigen Speicher 50.000.

^‡ Für N2D beträgt die maximale Schreib-IOPS pro Instanz für SSD Persistent Disk 60.000.

Durchsatzlimits für regionalen Persistent Disk

Die folgende Tabelle zeigt die Durchsatzlimits für regionalen Persistent Disk.

	Regionaler Standard- PD	Regionaler ausgeglichener PD	Regionaler SSD-PD
Lesedurchsatz pro Instanz (MiBps)	1.200	1.200	1.200
Schreibdurchsatz pro Instanz (MiB/s)	200	600	1.000‡

Laufwerke für Instanzen freigeben

Das Anhängen eines Laufwerks an mehrere Instanzen im schreibgeschützten Modus oder im Modus für mehrere Autoren wirkt sich nicht auf die Gesamtleistung oder Kosten aus. Jede Maschine erhält innerhalb des Leistungslimits des Speichers einen bestimmten Anteil. Persistent Disk-Volumes, die im Modus für mehrere Autoren erstellt werden, haben bestimmte IOPS- und Durchsatzlimits. Informationen zum Freigeben von Persistent Disk zwischen mehreren Instanzen finden Sie unter Persistent Disk zwischen Instanzen freigeben.

E/A-Vorgänge auf nichtflüchtigem Speicher haben einen gemeinsamen Pfad mit dem Netzwerktraffic innerhalb des Hypervisors einer Instanz. Wenn die Instanz daher erheblichen Netzwerktraffic hat, ist die tatsächliche Lesebandbreite und IOPS-Konsistenz möglicherweise geringer als die aufgeführten maximalen Limits. Dabei sind gewisse Schwankungen bei den Leistungsgrenzen möglich, insbesondere bei einer Ausführung nahe den maximalen IOPS-Grenzen mit einer E/A-Größe von 16 KB. Eine Zusammenfassung der zu erwartenden Bandbreiten finden Sie unter Bandbreiten-Übersichtstabelle.

Baseline-Leistung

Die folgenden Persistent Disk-Typen bieten Basis-IOPS und die Durchsatzleistung zusätzlich zu den Leistungsgrenzen für kontinuierliche Speicher pro GiB:

• Abgestimmter nichtflüchtiger Speicher
• Nichtflüchtiger SSD-Speicher

Die Referenzleistung ist für alle Laufwerksgrößen gleich und wird nicht basierend auf der Anzahl der Laufwerke desselben Typs skaliert, die an eine Instanz angehängt sind. Wenn Sie beispielsweise zwei zonale abgestimmte nichtflüchtige Speicher an eine Instanz angehängt haben, teilen sie sich eine Referenzleistung von 3.000 IOPS.

Um die maximal erwartete Leistung eines Persistent Disk-Typs zu berechnen, fügen Sie die Referenzleistung des Laufwerkstyps zum GiB-Leistungslimit pro Laufwerk für den Laufwerkstyp hinzu, multipliziert mit der kombinierten Größe (in GiB) aller Laufwerke desselben Typs, die an die Instanz angehängt sind:

Maximum expected performance = Baseline performance + (Per GiB performance limit * Combined disk size in GiB).

Beispielsweise beträgt die maximale IOPS-Anzahl zweier zonaler Persistent Disk mit 1.000 GiB, die mit derselben Instanz verbunden sind, 15.000. Diese wird so berechnet:

3,000 baseline performance + (6 IOPS performance limit per GiB * 2000 GiB combined disk size) = 15,000 IOPS

Die folgende Tabelle zeigt die Referenzleistung für ausgeglichenen und nichtflüchtigen SSD Persistent Disk.

Nichtflüchtigen Speicher und Instanzen konfigurieren

Die Leistung von Persistent Disk nimmt mit der Größe des Laufwerks und der Anzahl der vCPUs auf Ihrer Instanz zu.

Die Leistung nimmt zu, bis sie entweder die Grenzen des Laufwerks oder die Grenzen der Instanz erreicht, an die das Laufwerk angehängt ist. Die Maschinentypen und die Anzahl der vCPUs auf der Instanz bestimmen die Limits pro Instanz.

Die folgenden Tabellen zeigen die Leistungsgrenzen für zonalen Persistent Disk.

Leistung nach Maschinentyp und Zahl der vCPUs für zonalen Persistent Disk

Die folgenden Tabellen zeigen, wie die Leistung zonaler nichtflüchtiger Speicher je nach Maschinentyp und Anzahl der vCPUs auf der Instanz variiert, an die der Speicher angehängt ist.

A2 Ultra-Instanzen

A2-Standardinstanzen

A3 Mega-Instanzen

A3 High-Instanzen

A3 Edge-Instanzen

C2-Instanzen

C2D-Instanzen

C3D-Instanzen

C3-Instanzen

E2-Instanzen

G2-Instanzen

H3-Instanzen

N1-Instanzen

N2-Instanzen

N2D-Instanzen

M1-Instanzen

M2-Instanzen

M3-Instanzen

T2D-Instanzen

T2A-Instanzen

Z3-Instanzen

Beispiel

Betrachten wir einen zonalen SSD Persistent Disk mit 1.000 GiB,der an eine N2-Instanz mit 4 vCPUs angehängt ist. Das Leselimit basiert ausschließlich auf der Größe des Laufwerks und beträgt 36.000 IOPS (6.000 Referenz-IOPS + (30 IOPS pro GiB * 1.000 GiB)). Die Instanz hat jedoch nur 4 vCPUs, sodass das Leselimit auf 15.000 IOPS beschränkt ist.

Leistung ansehen

Sie können Leistungsmesswerte für nichtflüchtige Speicher in Cloud Monitoring, der integrierten Monitoring-Lösung vonGoogle Cloud, prüfen.

Weitere Informationen finden Sie unter Leistungsmesswerte für Persistent Disk prüfen.

Laufwerksleistung optimieren

So können Sie die Laufwerksleistung erhöhen:

• Passen Sie die Größe Ihrer Persistent Disk so an, dass dadurch die IOPS- und Durchsatzlimits pro Laufwerk erhöht werden. Persistent Disks haben keine reservierte, nicht nutzbare Kapazität, sodass Sie das gesamte Laufwerk ohne Leistungsverschlechterung nutzen können. Bestimmte Dateisysteme und Anwendungen funktionieren jedoch ggf. schlechter, wenn das Laufwerk voll ist. Daher sollten Sie das Laufwerk möglicherweise vergrößern, um diese Situationen zu vermeiden.

• ��ndern Sie den Maschinentyp und die Anzahl der vCPUs auf der Instanz, um die IOPS- und Durchsatzlimits pro Instanz zu erhöhen.

Nachdem Sie die richtige Laufwerksgröße und den richtigen Maschinentyp für Ihre Instanz ausgewählt haben, um Leistungsengpässe zu beheben, müssen Sie Ihre Anwendung und Ihr Betriebssystem möglicherweise noch weiter optimieren. Weitere Informationen finden Sie unter Leistung von nichtflüchtigen Speichern optimieren und Leistung lokaler SSDs optimieren.

Nächste Schritte

• Vergleichen Sie Ihre lokalen SSDs und Persistent Disks, die an Linux-Instanzen angehängt sind.
• Optimieren Sie die Leistung Ihrer Persistent Disk und lokalen SSDs.
• Weitere Informationen zu Preisen für Persistent Disk und lokale SSDs.
• Informationen zum Überprüfen der Projektprotokolleinträge mit dem Log-Explorer