Leistung von Google Cloud Hyperdisk

In diesem Dokument wird beschrieben, wie die Leistung von Google Cloud Hyperdisk funktioniert. 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 für Google Cloud. Weitere Informationen zu Hyperdisk finden Sie unter Informationen zu Hyperdisks.

Detaillierte Leistungsgrenzen finden Sie unter Hyperdisk-Leistungsgrenzen.

Informationen zum Prüfen der 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 Eingabe-/Ausgabevorgänge pro Sekunde. Dies ist die Anzahl der einzelnen Lese- und Schreibvorgänge, die das Volume innerhalb einer Sekunde ausführt oder ausführen kann.
  • Der Durchsatz gibt an, wie viele Byte pro Sekunde von einem Volume gelesen oder auf ein Volume geschrieben werden können. Der Durchsatz wird in MiB/s gemessen.

Größenangaben erfolgen in GiB oder TiB.

Terminologie für Maschinentypen

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

In diesem Dokument werden Maschinentypen in diesem Format angegeben: M-*-N, wobei 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.
Dieses Format umfasst die folgenden Maschinentypen, sofern verfügbar:
  • Bare-Metal-Maschinentypen (*-metal)
  • Maschinentypen mit angehängten lokalen SSDs (*-lssd).

c3-*-176 bezieht sich beispielsweise auf alle C3-Maschinentypen mit 176 vCPUs, nämlich c3-standard-176, c3-highcpu-176, c3-highmem-176 und c3-standard-176-lssd. Weitere Informationen finden Sie unter Compute Engine-Terminologie.

Zusammenfassung der Hyperdisk-Leistung

Wenn Sie Hyperdisk-Volumes an eine Instanz anhängen, hängt die maximal erreichbare Leistung vom Szenario ab, wie in der folgenden Tabelle beschrieben.

Anzahl der Hyperdisk-
Volumes		 Maximale Leistung
1 Die Leistung des Volumes ist der niedrigere der beiden folgenden Werte:
  • Die bereitgestellte Leistung des Volumes
  • Das Leistungslimit des Maschinentyps für den Hyperdisk-Typ.
Mindestens zwei Hyperdisks desselben Typs Die Gesamtleistung für alle Volumes ist der niedrigere der folgenden Werte:
  • Die Summe der bereitgestellten Leistung jedes Volumes
  • Das Leistungslimit des Maschinentyps für den Hyperdisk-Typ
Mindestens zwei Hyperdisk-Typen Die Gesamtleistung für alle Volumes ist der niedrigere der folgenden Werte:
  • Die Summe der bereitgestellten Leistung jedes Volumes
  • Die Leistungsgrenzen für den Maschinentyp der Instanz

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

Informationen zu den Limits nach Maschinentyp finden Sie unter Leistungsgrenzen nach Maschinentyp.

Bereitgestellte Leistung für Hyperdisk

Sie können ein Ziel-Leistungsniveau 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. Vielmehr ist es das angestrebte Leistungsniveau, das das Volume während der Spitzenzeiten benötigen wird. Die tatsächliche Leistung hängt von den Limits der Instanz, die das Volume verwendet, und von mehreren anderen Faktoren ab.

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 Compute Engine das Volume mit Standardwerten. Sie können den Wert später erhöhen oder verringern. 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.

Grenzwerte für die bereitgestellte Leistung

Die maximale Leistung, die Sie bereitstellen können, hängt vom Hyperdisk-Typ und 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 Durchsatz für Hyperdisk ML-Volumes bereitstellen, aber keine IOPS. Die Rate 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. Bei einem 10-TiB-Hyperdisk Balanced-Volume können Sie beispielsweise 3.000 bis 160.000 IOPS bereitstellen, bei einem 50-GiB-Volume 3.000 bis 25.000 IOPS.

Details zu den größenbasierten 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 Leistungsbeschränkungen.

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

Hyperdisk-Typ Maximal bereitstellbare 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
1.200 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.

Leistung im stabilen Zustand

Für Arbeitslasten, die empfindlich auf Leistungsschwankungen reagieren, sollten Sie eine Maschinenserie verwenden, die eine Steady-State-Leistung bietet. Die Leistungsgrenze im stabilen Zustand ist die Leistung, die eine Instanz über alle angehängten Volumes hinweg aufrechterhalten kann. Im Vergleich dazu ist das maximale Leistungsniveau das höchste Leistungsniveau, das eine Instanz erreichen kann.

Die Leistungsbeschränkungen im Steady State stellen kein Service Level Agreement (SLA) dar.

Damit ein Hyperdisk-Volume ein bestimmtes Leistungs-Steady-State-Limit erreicht, muss die bereitgestellte Leistung gleich oder größer als das Steady-State-Limit sein.

Das Leistungslimit im stabilen Zustand gilt für alle an die Instanz angehängten Laufwerke.

Maschinenserien, die eine stabile Leistung bieten

Die folgenden Maschinenserien bieten eine stabile Leistung:

Arbeitslast für die bereitgestellte Leistung konfigurieren

Die tatsächliche Leistung eines Hyperdisk-Volumes, also die Leistung, die beobachtet wird, wenn es an eine Instanz angehängt ist, darf die folgenden Grenzwerte nicht überschreiten:

  • Die bereitgestellte Leistung des Volumes
  • Die instanzspezifischen Leistungsgrenzen, einschließlich der spezifischen Grenzwerte für den Hyperdisk-Typ

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

Faktoren wie die E/A-Größe und das Anwendungsdesign sind zwar keine Leistungsgrenzen, 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 Instanzleistungsgrenzen auf die Hyperdisk-Leistung

Für jede Compute-Instanz gelten die folgenden Leistungslimits, die vom Maschinentyp abhängen:

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

Die einzelnen Limits gelten in bestimmten Situationen.

Leistungsgrenzen für Instanzen für jeden Hyperdisk-Typ

Für jede Instanz gilt ein Leistungslimit für alle Hyperdisk-Volumes eines bestimmten Typs, die Sie an die Instanz anhängen.

Wann gilt dieses Limit?: Wenn Sie ein oder mehrere Hyperdisk-Volumes desselben Typs an eine Instanz anhängen. Damit jedes Volume die bereitgestellte Leistung erreicht, muss das Instanzleistungslimit größer sein als die Summe der bereitgestellten Leistung aller Volumes. Andernfalls kann die Leistung der Volumes die Leistungsgrenze der Instanz nicht überschreiten.

Beispiel

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

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, kann die Leistung des Hyperdisk Balanced-Volumes 400 MiB/s nicht überschreiten.

Wenn Sie zwei Hyperdisk Balanced-Volumes an die VM anhängen, darf die kombinierte Leistung beider Hyperdisk Balanced-Volumes 400 MiB/s nicht überschreiten. Dies gilt unabhängig von der bereitgestellten Leistung beider Volumes.

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

Gesamtleistungsbegrenzung für eine Instanz

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

Wann gilt dieses Limit? Wenn Sie mehr als einen Typ von Hyperdisk an eine Instanz anhängen. Die kombinierte tatsächliche Leistung aller Volumes darf das Leistungs-Limit für die Instanz nicht überschreiten, unabhängig von der bereitgestellten Leistung der einzelnen Volumes.

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

Beispiel

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

Sie hängen die folgenden Ressourcen an die VM an:

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

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 Ihre Hyperdisk-Volumes erreichen 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. Das geht so:
    • Für maximale IOPS-Limits ist eine E/A-Größe von 4 KB erforderlich.
    • Maximale Durchsatzlimits erfordern eine E/A-Größe von mindestens 256 KB.
  • 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 angehängten Volumes: Für optimale Leistungsergebnisse empfehlen wir, einer VM maximal 8 Volumes anzuhängen.

Nächste Schritte