Windows VM で Persistent Disk のパフォーマンスをベンチマークする


このドキュメントでは、Windows 仮想マシン(VM)インスタンスでPersistent Disk のパフォーマンスをベンチマークする方法について説明します。Linux VM の場合は、Linux VM で Persistent Disk のパフォーマンスをベンチマークするをご覧ください。

実行中のインスタンスで使用されているディスクの IOPS とスループットを測定するには、測定用に作られた構成でファイル システムのベンチマークを行います。そうすることにより、既存のディスクの内容を失わずに現実的なワークロードをテストできます。既存のディスクでファイル システムをベンチマークすると、開発環境固有のさまざまな要素がベンチマーク結果に影響を与える可能性があり、その結果、ディスク パフォーマンスの上限に届かないことがある点にご注意ください。

Persistent Disk の純粋なパフォーマンスを測定するには、ブロック デバイスを直接ベンチマークします。この方法を使用して、純粋なディスク パフォーマンスとディスク パフォーマンスの上限を比較します。

ベンチマーク ソフトウェアを構成する

Windows VM で Persistent Disk のパフォーマンスをベンチマークするには、DISKSPD を使用します。

  1. VM インスタンスに接続する

  2. PowerShell を開き、次のコマンドを使用して DISKSPD ツールをダウンロードします。

    $client = New-Object System.Net.WebClient
    $client.DownloadFile("https://github.com/Microsoft/diskspd/releases/latest/download/DiskSpd.zip","$env:temp\DiskSpd-download.zip")
    Expand-Archive -LiteralPath "$env:temp\DiskSpd-download.zip" C:\DISKSPD
    Get-ChildItem C:\DISKSPD
    

実行中の VM インスタンスのディスクの IOPS とスループットをベンチマークする

ディスクの内容を失うことなく、実行中の VM インスタンスのアクティブなディスクについて、現実的なワークロードの IOPS とスループットを測定する場合は、既存のファイル システムの新しいディレクトリに対してベンチマークを行います。

以下の手順では、テストするディスクが D: としてマウントされ、コマンドが昇格したコマンド プロンプト ウィンドウで実行されることを前提としています。

  1. VM に接続する

  2. DISKSPD ソフトウェア構成を確認し、ディレクトリを 64 ビットバイナリに変更します。

    cd C:\DISKSPD\amd64
    
  3. ディスクに DISKTEST.DAT という名前の 10 GB の新しいファイルを作成します。

    set TESTFILE=D:\DISKTEST.DAT
    diskspd -d0 -c10G %TESTFILE%
    
  4. I/O ブロックサイズを 1 MB、I/O の深さを 64 以上に指定し、複数の並列ストリーム(16 以上)で順次書き込みを行って書き込みスループットをテストします。

    diskspd -d60 -b1M -o64 -Sh -w100 -t16 -si %TESTFILE%
    
  5. I/O ブロックサイズを 4 KB、I/O の深さを 256 以上に指定し、ランダムな書き込みを行って書き込み IOPS をテストします。

    diskspd -d60 -b4K -o256 -Sh -w100 -r %TESTFILE%
    
  6. I/O ブロックサイズを 1 MB、I/O の深さを 64 以上に指定し、複数の並列ストリーム(16 以上)で順次読み取りを実行して読み取りスループットをテストします。

    diskspd -d60 -b1M -o64 -Sh -t16 -si %TESTFILE%
    
  7. I/O ブロックサイズを 4 KB、I/O の深さを 256 以上に指定し、ランダムな読み取りを行って読み取り IOPS をテストします。

    diskspd -d60 -b4K -o256 -Sh -r %TESTFILE%
    
  8. クリーンアップ:

    del %TESTFILE%
    

Persistent Disk の純粋なパフォーマンスをベンチマークする

開発環境以外で Persistent Disk ボリューム単体のパフォーマンスを測定する場合は、使い捨ての Persistent Disk と VM でブロック デバイスの読み取りと書き込みのパフォーマンスをテストします。

  1. VM インスタンスの作成と開始

  2. ベンチマークする VM インスタンスに Persistent Disk を追加します。

  3. VM インスタンスに接続する

  4. DISKSPD ソフトウェア構成を確認し、ディレクトリを 64 ビットバイナリに変更します。

    cd C:\DISKSPD\amd64
    
  5. ディスクに予約されていないパーティションがないことを確認します。管理者権限でコマンド プロンプト ウィンドウを開き、diskpart と入力します。

    diskpart
    
  6. VM にアタッチされているディスクの一覧を表示します。

    DISKPART> list disk
    

    次の出力例では、新しく作成された 1 TB のディスク(ディスク 1)が表示されています。

      Disk ###  Status         Size     Free     Dyn  Gpt
      --------  -------------  -------  -------  ---  ---
      Disk 0    Online          120 GB  1024 KB        *
      Disk 1    Online         1024 GB  1023 GB        *
    
  7. ベンチマークするディスクを選択します。

    DISKPART> select disk 1
    
  8. 選択したディスク上のパーティションを一覧表示します。

    DISKPART> list partition
    
       Partition ###  Type              Size       Offset
       -------------  ----------------  --------   -------
       Partition 1    Reserved              15 MB    17 KB
       Partition 2    Primary             1024 GB    16 MB
    
  9. プライマリ パーティション 2 を選択します。

    DISKPART> select partition 2
    
  10. 選択したパーティションを削除します。

    DISKPART> delete partition
    
  11. DiskPart を終了する

    DISKPART> exit
    

ベンチマークするディスクに予約パーティション以外のパーティションがある場合は、上記の手順を繰り返します。予約済みパーティションのみが残っている場合は、次の手順に進みます。

  1. ディスクを特定し、パーティションがないことを確認したら、TESTDRIVE 環境変数を「#」に設定してその後にテストするディスク番号を指定します。

    C:/> set TESTDRIVE=#1
    
  2. I/O ブロックサイズを 1 MB、I/O の深さを 64 以上に指定し、複数の並列ストリーム(16 以上)で順次書き込みを行って書き込みスループットをテストします。

    diskspd -d60 -b1M -o64 -Sh -t16 -si -w0 %TESTDRIVE%
    
  3. I/O ブロックサイズを 4 KB、I/O の深さを 256 以上に指定し、ランダムな書き込みを行って書き込み IOPS をテストします。

    diskspd -d60 -b4K -o256 -Sh -r -w0 %TESTDRIVE%
    
  4. 書き込みレイテンシをテストします。I/O レイテンシをテストしている間、VM が帯域幅の制限または IOPS の上限に達しないようにします。そうしないと、レイテンシに実際の Persistent Disk の I/O レイテンシが反映されません。

    diskspd -d60 -b4K -o4 -Sh -r -w0 -L %TESTDRIVE%
    
  5. I/O ブロックサイズを 1 MB、I/O の深さを 64 以上に指定し、複数の並列ストリーム(16 以上)で順次読み取りを実行して読み取りスループットをテストします。

    diskspd -d60 -b1M -o64 -Sh -t16 -si %TESTDRIVE%
    
  6. I/O ブロックサイズを 4 KB、I/O の深さを 256 以上に指定し、ランダムな読み取りを行って読み取り IOPS をテストします。

    diskspd -d60 -b4K -o256 -Sh -r %TESTDRIVE%
    
  7. 読み取りレイテンシをテストするには、現実的なレイテンシ測定を行うために、ディスクにデータを書き込むことが重要です。このテスト中は、VM が IOPS またはスループットの上限に達しないことが重要です。Persistent Disk が飽和限度に達すると、受信 I/O オペレーションを差し戻し、これが I/O レイテンシの「見せかけ」の増加として反映されます。

    diskspd -d60 -b4K -o4 -Sh -r -L %TESTDRIVE%
    
  8. 順次読み取り帯域幅をテストします。

    diskspd -d60 -b1M -o64 -Sh -t4 -si %TESTDRIVE%
    
  9. 順次書き込み帯域幅をテストします。

    diskspd -d60 -b1M -o64 -Sh -t4 -si -w100 %TESTDRIVE%
    
  10. 使い捨ての Persistent Disk と VM をクリーンアップします。

    1. パフォーマンスのベンチマークに使用したディスクを削除します。
    2. パフォーマンスをベンチマークするために作成した VM を削除します。

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