Acerca del rendimiento de Hyperdisk de Google Cloud

En este documento, se explica cómo funciona el rendimiento de Google Cloud Hyperdisk para que puedas comprender el rendimiento de tus volúmenes de Hyperdisk y seleccionar el tipo de Hyperdisk adecuado para tu carga de trabajo.

Hyperdisk es la opción de almacenamiento en bloque duradero recomendada de Google Cloud. Para obtener más información sobre Hyperdisk, consulta Acerca de Hyperdisk.

Para obtener información detallada sobre los límites de rendimiento, consulta Límites de rendimiento de Hyperdisk.

Para revisar el rendimiento actual o anterior de un volumen de Hyperdisk, consulta Revisa las métricas de rendimiento del disco.

Terminología y unidades

El rendimiento de Hyperdisk, como se analiza en este documento, se refiere a las IOPS y la capacidad de procesamiento.

  • IOPS significa operaciones de entrada y salida por segundo. Es la cantidad de lecturas y escrituras individuales que el volumen realiza o puede realizar en un segundo.
  • La capacidad de procesamiento hace referencia a la cantidad de bytes que se pueden leer o escribir en un volumen en un segundo. La capacidad de procesamiento se mide en MiB/s.

Las medidas de tamaño se expresan en GiB o TiB.

Terminología de tipos de máquinas

El término instancia de procesamiento hace referencia a una instancia de máquina virtual (VM) o una instancia de metal desnudo. El tipo de máquina de una instancia de procesamiento es la combinación específica de sus propiedades, como la serie de máquinas y la cantidad de CPU virtuales.

En este documento, los tipos de máquinas se indican con el siguiente formato: M-*-N, donde:

  • M es la serie de máquinas, por ejemplo, C3.
  • * representa todas las configuraciones de memoria y CPU, por ejemplo, standard o highcpu
  • N es la cantidad de CPU virtuales, CPU o la designación de la GPU; por ejemplo, 22 para una instancia con 22 CPU virtuales o 8g para una instancia con 8 GPUs.
Este formato incluye los siguientes tipos de máquinas, cuando están disponibles:
  • Tipos de máquinas Bare Metal (*-metal)
  • Tipos de máquinas que incluyen discos SSD locales conectados (*-lssd).

Por ejemplo, c3-*-176 hace referencia a todos los tipos de máquinas C3 con 176 CPUs virtuales, es decir, c3-standard-176, c3-highcpu-176, c3-highmem-176 y c3-standard-176-lssd. Para obtener más información, consulta la terminología de Compute Engine.

Resumen del rendimiento de Hyperdisk

Cuando conectas volúmenes de Hyperdisk a una instancia, el rendimiento máximo que se puede alcanzar depende de la situación, como se describe en la siguiente tabla.

Cantidad de volúmenes de Hyperdisk
 Rendimiento máximo
1 El rendimiento del volumen es el menor de los siguientes valores:
  • El rendimiento aprovisionado del volumen
  • Límite de rendimiento del tipo de máquina para el tipo de Hyperdisk.
2 o más Hyperdisks del mismo tipo El rendimiento total de todos los volúmenes es el menor de los siguientes valores:
  • La suma del rendimiento aprovisionado de cada volumen
  • Límite de rendimiento del tipo de máquina para el tipo de Hyperdisk
2 o más tipos de Hyperdisk El rendimiento total de todos los volúmenes es el menor de los siguientes valores:
  • La suma del rendimiento aprovisionado de cada volumen
  • Los límites de rendimiento para el tipo de máquina de la instancia

Para conocer los límites por tipo de Hyperdisk, consulta Límites de rendimiento por tipo de Hyperdisk.

Para conocer los límites por tipo de máquina, consulta Límites de rendimiento por tipo de máquina.

Acerca del rendimiento aprovisionado para Hyperdisk

Puedes especificar un nivel de rendimiento objetivo para un volumen de Hyperdisk. El valor de IOPS o capacidad de procesamiento que especificas o aprovisionas se conoce como rendimiento aprovisionado.

Puedes aprovisionar el rendimiento de un volumen cuando lo creas. También puedes aumentar o disminuir el rendimiento mientras el volumen está en uso sin tener que aumentar su tamaño.

El rendimiento aprovisionado no es un nivel de rendimiento garantizado. En cambio, es el nivel de rendimiento objetivo que esperas que el volumen necesite durante los períodos de uso pico. El rendimiento real depende de los límites de la instancia que usa el volumen y de varios otros factores.

Niveles de rendimiento predeterminados

El aprovisionamiento de un nivel de rendimiento para un volumen de Hyperdisk es opcional. Si no especificas un valor, por ejemplo, porque no sabes cuántas IOPS o capacidad de procesamiento necesita tu carga de trabajo, Compute Engine crea el volumen con valores predeterminados. Puedes aumentar o disminuir el valor más adelante. Los valores predeterminados varían según el tipo de hiperdisco y se enumeran en la sección Valores predeterminados de IOPS y capacidad de procesamiento para Hyperdisk Balanced, Hyperdisk Balanced High Availability, Hyperdisk Extreme, Hyperdisk Throughput o Hyperdisk ML.

Límites para el rendimiento aprovisionado

El rendimiento máximo que puedes aprovisionar depende del tipo de Hyperdisk y del tamaño del volumen.

Límite para el tipo de Hyperdisk

Cada tipo de Hyperdisk tiene un nivel máximo de rendimiento que puedes aprovisionar. Algunos tipos de Hyperdisk te permiten aprovisionar IOPS, capacidad de procesamiento o ambos. Si no puedes aprovisionar capacidad de procesamiento, la capacidad de procesamiento del volumen dependerá de los IOPS aprovisionados. Del mismo modo, si no puedes aprovisionar IOPS, las IOPS del volumen dependerán de la capacidad de procesamiento que aprovisiones.

Por ejemplo, puedes aprovisionar capacidad de procesamiento para los volúmenes de Hyperdisk ML, pero no IOPS. La tasa de IOPS a capacidad de procesamiento para Hyperdisk ML es de 16 IOPS por MiB/s de capacidad de procesamiento aprovisionada. Por lo tanto, si creas un volumen de Hyperdisk ML con 100,000 MiB/s de capacidad de procesamiento, el volumen se aprovisiona con 1,600,000 IOPS.

Límites basados en el tamaño

El rendimiento máximo que puedes aprovisionar cambia con el tamaño del volumen. Por ejemplo, para un volumen de Hyperdisk Balanced de 10 TiB, puedes aprovisionar de 3,000 a 160,000 IOPS, pero para un volumen de 50 GiB, puedes aprovisionar de 3,000 a 25,000 IOPS.

Para obtener detalles sobre los límites basados en el tamaño para cada tipo de Hyperdisk, consulta la sección Límites de tamaño y rendimiento en las páginas de Hyperdisk Balanced, Hyperdisk Balanced High Availability, Hyperdisk Extreme, Hyperdisk Throughput y Hyperdisk ML.

En la siguiente tabla, se indica el rendimiento máximo que puedes aprovisionar para cada tipo de Hyperdisk.

Tipo de Hyperdisk Rendimiento máximo aprovisionable por volumen Capacidad de procesamiento personalizable IOPS personalizables
Hiperdisco balanceado 160,000 IOPS
2,400 MiB/s 		Sí Sí
Alta disponibilidad balanceada de Hyperdisk 100,000 IOPS
1,200 MiB/s		 Sí Sí
Hiperdisco extremo 350,000 IOPS No; 250 MiB/s por cada 1,000 IOPS, hasta 5,000 MiB/s Sí
Hyperdisk ML 1,200,000 MiB/s Sí No; 16 IOPS por MiB/s de capacidad de procesamiento, hasta 19,200,000 IOPS
Capacidad de procesamiento del hiperdisco 2,400 MiB/s Sí No. 4 IOPS por MiB/s de capacidad de procesamiento, hasta 9,600 IOPS.

Rendimiento constante

Para las cargas de trabajo que son sensibles a la variabilidad del rendimiento, considera usar una serie de máquinas que ofrezca un rendimiento estable. El límite de rendimiento en estado estable es el nivel de rendimiento que puede mantener una instancia en todos los volúmenes adjuntos. En comparación, el nivel de rendimiento máximo es el nivel de rendimiento más alto que puede alcanzar una instancia.

Los límites de rendimiento en estado estable no constituyen un acuerdo de nivel de servicio (ANS).

Para que un volumen de Hyperdisk alcance un límite de rendimiento específico en estado estable, su rendimiento aprovisionado debe ser igual o superior al límite de estado estable.

El límite de rendimiento de estado estable se comparte entre todos los discos conectados a la instancia.

Serie de máquinas que ofrecen un rendimiento constante

Las siguientes series de máquinas ofrecen un rendimiento constante:

Configura una carga de trabajo para que cumpla con el rendimiento aprovisionado

El rendimiento real de un volumen de Hyperdisk (el rendimiento observado cuando se conecta a una instancia) no puede exceder los siguientes límites:

  • El rendimiento aprovisionado del volumen
  • Los límites de rendimiento específicos de la instancia, incluidos los límites específicos para el tipo de Hyperdisk
  • Para los volúmenes de Hyperdisk Balanced y Hyperdisk Balanced High Availability, los límites de consumo simultáneo para el rendimiento de referencia

Por lo tanto, para asegurarte de que tu volumen pueda alcanzar el rendimiento aprovisionado, ten en cuenta los siguientes factores:

Factores como el tamaño de E/S y el diseño de la aplicación, si bien no son límites de rendimiento, también afectan el rendimiento. Para obtener más información sobre estos factores, consulta Factores específicos de la carga de trabajo que afectan el rendimiento.

Cómo los límites de rendimiento de la instancia afectan el rendimiento de Hyperdisk

Cada instancia de procesamiento tiene los siguientes límites de rendimiento, según su tipo de máquina:

  • Límite de rendimiento para el tipo de Hyperdisk
  • Un límite de rendimiento general para la instancia

Cada límite se aplica en situaciones específicas.

Límites de rendimiento de la instancia para cada tipo de Hyperdisk

Cada instancia tiene un límite de rendimiento para todos los volúmenes de Hyperdisk de un tipo determinado que conectes a la instancia.

Cuándo se aplica este límite: Cuando conectas 1 o más volúmenes de Hyperdisk del mismo tipo a una instancia. Para que cada volumen alcance el rendimiento aprovisionado, el límite de rendimiento de la instancia debe ser mayor que la suma del rendimiento aprovisionado de todos los volúmenes. De lo contrario, el rendimiento de los volúmenes no puede superar el límite de rendimiento de la instancia.

Ejemplo

Supongamos que tienes un volumen de Hyperdisk Throughput, hdt-disk-1, que tiene 600 MiB/s de capacidad de procesamiento aprovisionada y deseas conectarlo a una instancia c3-*-4.

Las instancias de c3-*-4 tienen los siguientes límites de procesamiento:

Tipo de Hyperdisk Capacidad de procesamiento máxima (MiB/s)
Hiperdisco balanceado 400
Hiperdisco extremo No compatible
Capacidad de procesamiento del hiperdisco 240
Alta disponibilidad balanceada de Hyperdisk 400
Hyperdisk ML 400

Si conectas hdt-disk-1 a la VM, el rendimiento real del volumen no puede superar los 240 MiB/s. Si conectas un volumen de Hyperdisk Balanced, el rendimiento de este no puede superar los 400 MiB/s.

Si conectas 2 volúmenes de Hyperdisk Balanced a la VM, el rendimiento combinado de ambos volúmenes de Hyperdisk Balanced no puede exceder los 400 MiB/s. Esto es así independientemente del rendimiento aprovisionado de ambos volúmenes.

Los límites de rendimiento de cada Hyperdisk por tipo de máquina se enumeran en Límites de rendimiento por tipo de Hyperdisk.

Límite de rendimiento general para una instancia

Cada instancia tiene un límite de rendimiento general que puede alcanzar. Este límite se comparte entre todos los volúmenes conectados a la instancia.

Cuándo se aplica este límite: Cuando conectas más de un tipo de Hyperdisk a una instancia. El rendimiento real combinado de todos los volúmenes no puede exceder el límite de rendimiento de la instancia, independientemente del rendimiento aprovisionado de cada volumen.

Si la instancia admite Persistent Disk, todos los volúmenes de Persistent Disk conectados también comparten el mismo límite.

Ejemplo

Supongamos que tienes una instancia de c3-*-22, que tiene una capacidad de procesamiento máxima de 1,800 MiB/s.

Adjunta los siguientes recursos a la VM:

  • 2 volúmenes Hyperdisk Balanced, cada uno con 900 MiB/s de capacidad de procesamiento aprovisionada
  • 1 volumen de Hyperdisk Throughput con 500 MiB/s de capacidad de procesamiento aprovisionada

El rendimiento combinado de todos los volúmenes no puede exceder los 1,800 MiB/s.

Para obtener una lista de los límites, consulta Límites de rendimiento por tipo de máquina.

Límites de consumo simultáneo para el rendimiento de referencia

Compute Engine restringe la cantidad de rendimiento gratuito que pueden consumir al mismo tiempo los volúmenes de alta disponibilidad balanceada de Hyperdisk y balanceados de Hyperdisk de un proyecto que se encuentran en la misma zona o en el mismo grupo de almacenamiento. Este límite se denomina límite de consumo simultáneo para el rendimiento de referencia.

Cuándo se aplica este límite: Este límite se aplica a los proyectos con más de 150 volúmenes de Hyperdisk Balanced y Hyperdisk Balanced High Availability en la misma zona. Este límite también se aplica a los volúmenes de un grupo de almacenamiento de Hyperdisk Balanced si el grupo de almacenamiento no usa el aprovisionamiento de rendimiento avanzado.

El rendimiento aprovisionado para los volúmenes de Hyperdisk Balanced y Hyperdisk Balanced High Availability se compone del rendimiento facturable y del rendimiento gratuito. Las primeras 3,000 IOPS y los primeros 140 MiB/s de capacidad de procesamiento que aprovisiones son gratuitos y se conocen como rendimiento de referencia. El rendimiento aprovisionado que supera las 3,000 IOPS o los 140 MiB/s se considera rendimiento facturable. Por ejemplo, un volumen aprovisionado con 4,000 IOPS tiene 1,000 IOPS facturables.

Los volúmenes de Hyperdisk Balanced High Availability y Hyperdisk Balanced dentro del mismo proyecto y la misma zona tienen los siguientes límites de consumo simultáneo para el rendimiento de referencia:

  • Límite de consumo simultáneo para las IOPS de referencia: 500,000 IOPS
  • Límite de consumo simultáneo para la capacidad de procesamiento de referencia: 50 GiB/s

Cómo funcionan los límites de consumo simultáneo para el rendimiento de referencia

Dentro de un proyecto, aprovisionas más de 500,000 IOPS y 50 GiB/s de capacidad de procesamiento en todos los volúmenes de la misma zona. Sin embargo, los volúmenes no pueden consumir de forma simultánea más de 500,000 IOPS o 50 GiB/s de capacidad de procesamiento.

Además, el rendimiento total simultáneo no puede superar el rendimiento total de referencia que aprovisionaste. Por ejemplo, si aprovisionaste un total de 100,000 IOPS de referencia en la misma zona y el mismo proyecto, el límite de consumo simultáneo para el rendimiento de referencia es de 100,000 IOPS.

Límites de consumo total dentro del mismo proyecto y zona

Cada zona dentro de un proyecto tiene un límite de consumo simultáneo total: el rendimiento total en el rendimiento facturable y de referencia que todos los discos Hyperdisk Balanced y Hyperdisk Balanced High Availability pueden usar al mismo tiempo.

Para cada zona dentro de un proyecto, el límite de consumo simultáneo total es la suma de los siguientes valores:

  • El rendimiento facturable aprovisionado en todos los volúmenes de Hyperdisk Balanced y Hyperdisk Balanced High Availability de la zona
  • Límite de consumo simultáneo de la zona para el rendimiento del modelo de referencia, que es el menor de los siguientes valores:
    • La suma de las IOPS o la capacidad de procesamiento básicas aprovisionadas en todos los volúmenes de la misma zona
    • 500,000 IOPS o 50 GiB/s de capacidad de procesamiento

Aprovisiona el rendimiento para satisfacer los requisitos de consumo simultáneo

Para asegurarte de que aprovisionaste suficiente rendimiento para tu carga de trabajo, compara los siguientes valores:

  • El rendimiento total que esperas que consuman tus volúmenes al mismo tiempo
  • El límite de consumo simultáneo total para los volúmenes de Hyperdisk Balanced y Hyperdisk Balanced High Availability del proyecto que se encuentran en la misma zona

Si el rendimiento total que esperas que consuman tus volúmenes es mayor que el límite de consumo simultáneo total, Compute Engine limitará el rendimiento de tus volúmenes, a menos que aprovisiones más rendimiento facturable.

Considera los siguientes ejemplos:

Ejemplo 1

Tu proyecto tiene 10 volúmenes de Hyperdisk Balanced en la zona A, y cada volumen se aprovisiona con 100,000 IOPS, lo que da un total de 1,000,000 de IOPS aprovisionadas. Esperas que los volúmenes consuman 800,000 IOPS de forma simultánea.

Para determinar el límite de consumo simultáneo total, suma las IOPS facturables aprovisionadas totales al límite de consumo simultáneo del proyecto para el rendimiento de referencia.

  • IOPS facturables aprovisionadas totales: 970,000 ((100,000 - 3,000) * 10 discos)
  • El límite de consumo simultáneo para el rendimiento de referencia es de 30,000 IOPS, ya que es el menor de los siguientes valores:
    • Las IOPS de referencia aprovisionadas totales: 30,000 (3,000 * 10)
    • 500,000 IOPS

El rendimiento total que se puede consumir de forma simultánea para la zona A es de 1,000,000 de IOPS (30,000 + 970,000). El rendimiento de los volúmenes no se limitará, ya que el total de IOPS de referencia aprovisionadas es inferior a 500,000 IOPS.

Ejemplo 2

Tu proyecto tiene 500 volúmenes de Hyperdisk Balanced High Availability en la zona C, y cada uno se aprovisionó con 3,500 IOPS, lo que da un total de 1,750,000 IOPS aprovisionadas. Esperas que los volúmenes consuman 1,000,000 de IOPS de forma simultánea.

Para determinar el límite de consumo simultáneo total, suma las IOPS facturables aprovisionadas totales al límite de consumo simultáneo del proyecto para el rendimiento de referencia.

  • Las IOPS facturables totales aprovisionadas son 250,000 ((3,500 - 3,000) * 500 discos).
  • El límite de consumo simultáneo para el rendimiento de referencia es de 500,000 IOPS, ya que es el menor de los siguientes valores:
    • Las IOPS de referencia aprovisionadas totales: 1,500,000 (3,000 * 500)
    • 500,000 IOPS

El rendimiento total que se puede consumir de forma simultánea para la zona C es de 750,000 IOPS (250,000 + 500,000). El consumo simultáneo de IOPS de referencia de los volúmenes está limitado a 500,000 IOPS.

Para consumir 1,000,000 de IOPS de forma simultánea, aprovisiona más rendimiento facturable para los volúmenes.

Factores específicos de la carga de trabajo que afectan el rendimiento

En esta sección, se analizan los factores específicos de la carga de trabajo que afectan los límites de IOPS y capacidad de procesamiento que pueden alcanzar tus volúmenes de Hyperdisk. Para obtener más información sobre cómo mejorar el rendimiento, consulta Optimiza el rendimiento de Hyperdisk.

Para alcanzar los niveles máximos de IOPS y capacidad de procesamiento que ofrecen los volúmenes de Hyperdisk, debes tener en cuenta los siguientes parámetros de carga de trabajo:

  • Tamaño de E/S: Debes usar tamaños de bloque específicos para alcanzar los límites de IOPS y capacidad de procesamiento, de la siguiente manera:
    • Los límites de IOPS máximos requieren un tamaño de E/S de 4 KB.
    • Los límites de capacidad de procesamiento máximos requieren un tamaño de E/S de al menos 256 KB.
  • Longitud de la cola: La longitud de la cola es la cantidad de solicitudes pendientes para un volumen. Para alcanzar los límites de rendimiento máximos, debes ajustar la longitud de la cola de acuerdo con el tamaño de E/S, IOPS y sensibilidad de latencia de tu carga de trabajo. La longitud óptima de las colas varía para cada carga de trabajo, pero, por lo general, debe ser mayor que 256.
  • Cantidad de volúmenes adjuntos: Para obtener los mejores resultados de rendimiento, te recomendamos que adjuntes 8 volúmenes o menos a una sola instancia.

¿Qué sigue?