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關於 Google Cloud Hyperdisk 的效能

本文將說明 Google Cloud Hyperdisk 的效能運作方式，協助您瞭解 Hyperdisk 磁碟區的效能，並為工作負載選取合適的 Hyperdisk 類型。

建議您使用 Hyperdisk 做為持久性區塊儲存空間。 Google Cloud如要進一步瞭解 Hyperdisk，請參閱「關於 Hyperdisk」。

如需詳細的效能限制，請參閱 Hyperdisk 效能限制。

如要查看 Hyperdisk 磁碟區的目前或歷來效能，請參閱「查看磁碟效能指標」。

術語和單位

如本文所述，Hyperdisk 效能是指 IOPS 和輸送量。

IOPS 是指每秒輸入/輸出作業數，這是指磁碟區在一秒內執行或可執行的個別讀取和寫入次數。
處理量是指每秒可從磁碟區讀取或寫入的位元組數。處理量的測量單位為 MiB/秒。

大小測量單位為 GiB 或 TiB。

機器類型術語

運算執行個體是指虛擬機器 (VM) 執行個體或裸機執行個體。運算執行個體的機器類型是其屬性的特定組合，例如機器系列和 vCPU 數量。

本文中的機器類型會以 M-*-N 格式表示，其中：

M 是機器系列，例如 C3
* 代表所有記憶體和 CPU 設定，例如 standard 或 highcpu
N 是 vCPU、CPU 數量或 GPU 標示，例如，如果執行個體有 22 個 vCPU，則為 22；如果執行個體有 8 個 GPU，則為 8g。

這個格式包含下列機器類型 (如有)：

裸機機器類型 (*-metal)
隨附附加本機 SSD 磁碟的機器類型 (*-lssd、*-standardlssd 或 *-highlssd)。

舉例來說，c3-*-176 是指所有具備 176 個 vCPU 的 C3 機器類型，也就是 c3-standard-176、c3-highcpu-176、c3-highmem-176 和 c3-standard-176-lssd。詳情請參閱 Compute Engine 術語。

Hyperdisk 效能摘要

將 Hyperdisk 磁碟區連結至執行個體時，可達成的最高效能取決於情境，如下表所示。

Hyperdisk 磁碟區數量	最高效能
1	磁碟區效能為下列兩者中較小的值：磁碟區的佈建效能機器類型對 Hyperdisk 類型的效能限制。
2 個以上相同類型的 Hyperdisk	所有磁碟區的總效能為下列兩者中較小的值：每個磁碟區的佈建效能總和 Hyperdisk 類型的機型效能上限
2 種以上的 Hyperdisk 類型	所有磁碟區的總效能為下列兩者中較小的值：每個磁碟區的佈建效能總和執行個體機器類型的效能限制

如要瞭解各 Hyperdisk 類型的限制，請參閱「各 Hyperdisk 類型的效能限制」。

如要瞭解各機器類型的限制，請參閱各機器類型的效能限制。

關於 Hyperdisk 的佈建效能

您可以為 Hyperdisk 磁碟區指定目標效能等級。您指定或佈建的 IOPS 或處理量值稱為「佈建的效能」。

建立磁碟區時，您可以佈建磁碟區的效能。您也可以在磁碟區使用中時提高或降低效能，不必增加磁碟區大小。

佈建的效能並非保證的效能等級，而是您預期在用量高峰期間，容量需要達到的目標效能等級。實際效能取決於使用磁碟區的執行個體限制和其他多項因素。

預設成效等級

您可以選擇是否要為 Hyperdisk 磁碟區佈建效能等級。如未指定值 (例如不確定工作負載需要多少 IOPS 或處理量)，Compute Engine 會使用預設值建立磁碟區。您之後可以增加或減少值。預設值會因 Hyperdisk 類型而異，請參閱「預設 IOPS 和輸送量值」一節，瞭解 Hyperdisk Balanced、Hyperdisk Balanced High Availability、Hyperdisk Extreme、Hyperdisk Throughput 或 Hyperdisk ML 的預設值。

佈建效能的限制

可佈建的最大效能取決於 Hyperdisk 類型和磁碟區大小。

Hyperdisk 類型限制

每種 Hyperdisk 類型都有可佈建的最高效能等級。部分 Hyperdisk 類型可讓您佈建 IOPS、輸送量或兩者。如果無法佈建處理量，磁碟區的處理量會取決於佈建的 IOPS。同樣地，如果無法佈建 IOPS，磁碟區的 IOPS 會取決於您佈建的總處理量。

舉例來說，您可以為 Hyperdisk ML 磁碟區佈建輸送量，但無法佈建 IOPS。Hyperdisk ML 的 IOPS 與處理量比率為每 MiB/秒的佈建處理量 16 IOPS。因此，如果您建立的 Hyperdisk ML 磁碟區輸送量為 100,000 MiB/s，則該磁碟區佈建的 IOPS 為 1,600,000。

大小限制

可佈建的最高效能會隨磁碟區大小而異。舉例來說，對於 10 TiB 的 Hyperdisk Balanced 磁碟區，您可以佈建 3,000 到 160,000 IOPS，但對於 50 GiB 的磁碟區，您可以佈建 3,000 到 25,000 IOPS。

如要瞭解各 Hyperdisk 類型的容量限制，請參閱「容量和效能限制」一節，該節位於「Hyperdisk Balanced」、「Hyperdisk Balanced High Availability」、「Hyperdisk Extreme」、「Hyperdisk Throughput」和「Hyperdisk ML」頁面。

下表列出每種 Hyperdisk 類型可佈建的最大效能。

Hyperdisk 類型	每個磁碟區可佈建的最大效能	可自訂的處理量	可自訂 IOPS
Hyperdisk Balanced	160,000 IOPS 2,400 MiB/s	是	是
Hyperdisk Balanced High Availability	100,000 IOPS 1,200 MiB/秒	是	是
Hyperdisk Extreme	350,000 IOPS	否；每 1,000 IOPS 為 250 MiB/秒，最高可達 5,000 MiB/秒	是
Hyperdisk ML	1,200,000 MiB/秒	是	否；每 MiB/秒的總處理量為 16 IOPS，最高可達 19,200,000 IOPS
Hyperdisk Throughput	2,400 MiB/秒	是	否。每 MiB/s 的總處理量為 4 IOPS，最高可達 9,600 IOPS。

穩定狀態效能

對於效能變化敏感的工作負載，建議使用可提供穩定狀態效能的機器系列。穩定狀態效能限制是指執行個體在所有連結磁碟區中可維持的效能等級。相較之下，最高效能等級是執行個體可達到的最高效能等級。

穩定狀態效能限制不構成服務水準協議 (SLA)。

如要讓 Hyperdisk 磁碟區達到特定穩定狀態效能限制，佈建的效能必須大於或等於穩定狀態限制。

穩態效能限制適用於連結至執行個體的所有磁碟。

提供穩定狀態效能的機器系列

下列機器系列提供穩定狀態效能：

設定工作負載，以符合佈建的效能

Hyperdisk 磁碟區的實際效能 (附加至執行個體時的觀察效能) 不得超過下列限制：

磁碟區的佈建效能
執行個體專屬的效能限制，包括 Hyperdisk 類型的特定限制
對於 Hyperdisk Balanced 和 Hyperdisk Balanced High Availability 磁碟區，基準效能的並行消耗量上限

因此，為確保磁碟區能達到佈建的效能，請考慮下列因素：

選擇支援磁碟區佈建效能的機器類型(適用於 Hyperdisk 類型)。請參閱「各 Hyperdisk 類型的執行個體專屬效能限制」一文中的指引。
如要在執行個體中使用不同類型的 Hyperdisk，請參閱「機器類型的效能上限」一文。
如果專案在同一區域中，有超過 150 個 Hyperdisk Balanced 和 Hyperdisk Balanced High Availability 磁碟區，請參閱「基準效能的並行消耗量限制」一文中的資訊。

I/O 大小和應用程式設計等因素雖然不是效能限制，但也會影響效能。如要進一步瞭解這些因素，請參閱「影響效能的工作負載特定因素」。

執行個體效能限制如何影響 Hyperdisk 效能

每個運算執行個體都有下列效能限制，具體取決於機器類型：

Hyperdisk 類型的效能限制
執行個體的整體效能限制

每項限制都適用於特定情況。

各 Hyperdisk 類型的執行個體效能限制

每個執行個體都有所有連結至執行個體的特定類型 Hyperdisk 磁碟區效能上限。

適用這項限制的情況：將 1 個或多個相同類型的 Hyperdisk 磁碟區附加至執行個體時。如要讓每個磁碟區達到佈建效能，執行個體效能上限必須大於所有磁碟區的佈建效能總和。否則，磁碟區的效能無法超過執行個體的效能限制。

範例

假設您有一個 Hyperdisk Throughput 磁碟區 hdt-disk-1，佈建的輸送量為 600 MiB/s，且您想將其連結至 c3-*-4 執行個體。

c3-*-4 執行個體有下列輸送量限制：

Hyperdisk 類型	最大處理量 (MiB/秒)
Hyperdisk Balanced	400
Hyperdisk Extreme	不支援
Hyperdisk Throughput	240
Hyperdisk Balanced High Availability	400
Hyperdisk ML	400

如果將 hdt-disk-1 連接至 VM，磁碟區的實際效能不得超過 240 MiB/s。如果改為連結 Hyperdisk Balanced 磁碟區，Hyperdisk Balanced 磁碟區的效能就無法超過 400 MiB/s。

如果將 2 個 Hyperdisk Balanced 磁碟區連接至 VM，這兩個磁碟區的總效能仍無法超過 400 MiB/s。無論兩個磁碟區的佈建效能為何，都是如此。

如要瞭解各機器類型 Hyperdisk 的效能限制，請參閱「依 Hyperdisk 類型列出的效能限制」。

執行個體的整體效能限制

每個執行個體都有可達成的整體效能上限。這項限制適用於附加至執行個體的所有磁碟區。

適用這項限制的情況：將多種 Hyperdisk 附加至執行個體時。無論每個磁碟區的佈建效能為何，所有磁碟區的實際效能總和都不得超過執行個體的效能上限。

如果執行個體支援永久磁碟，所有連結的永久磁碟磁碟區也會共用相同限制。

範例

假設您有 c3-*-22 執行個體，最大輸送量為 1,800 MiB/s。

將下列資源附加至 VM：

2 個 Hyperdisk Balanced 磁碟區，每個磁碟區的佈建輸送量為 900 MiB/秒。
1 個 Hyperdisk 處理量磁碟區，佈建輸送量為 500 MiB/s

所有磁碟區的合併效能不得超過 1,800 MiB/s。

如需限制清單，請參閱各機器類型的效能限制。

基準效能的並行消耗量限制

Compute Engine 會限制專案中，位於相同區域或相同儲存集區的 Hyperdisk Balanced High Availability 和 Hyperdisk Balanced 磁碟區，可同時使用的免費效能。這項限制稱為「基準效能的並行消耗量上限」。

適用這項限制的情況：如果專案在同一區域中，有超過 150 個 Hyperdisk Balanced 和 Hyperdisk Balanced High Availability 磁碟區，就會適用這項限制。如果儲存空間集區未使用進階效能佈建，這項限制也適用於 Hyperdisk Balanced 儲存空間集區中的磁碟區。

Hyperdisk Balanced 和 Hyperdisk Balanced High Availability 磁碟區的佈建效能由可計費和免費效能組成。您佈建的前 3,000 IOPS 和 140 MiB/s 輸送量免費，稱為基準效能。如果佈建效能超過 3,000 IOPS 或 140 MiB/s，則視為可計費效能。舉例來說，如果磁碟區佈建了 4,000 IOPS，則可計費的 IOPS 為 1,000。

在相同專案和相同區域中，Hyperdisk Balanced High Availability 和 Hyperdisk Balanced 磁碟區的基準效能有下列並行消耗量限制：

基本 IOPS 的並行消耗量上限：500,000 IOPS
基準輸送量的並行消耗量上限：50 GiB/秒

基本效能的並行用量限制運作方式

在專案中，您可以跨相同區域中的所有磁碟區佈建超過 500,000 IOPS 和 50 GiB/s 的處理量。不過，磁碟區同時消耗的 IOPS 不得超過 500,000，總處理量也不得超過 50 GiB/s。

此外，並行效能總計不得超過您佈建的基準效能總計。舉例來說，如果您在同一個專案和區域內佈建了總共 100,000 個基準 IOPS，則基準效能的並行消耗量上限為 100,000 個 IOPS。

相同專案和可用區內的總消耗量限制

專案中的每個區域都有並行消耗總量限制，也就是所有 Hyperdisk Balanced 和 Hyperdisk Balanced High Availability 可同時使用的可計費和基準效能總量。

在專案的每個可用區中，並行用量總限制是下列值的總和：

可用區中所有 Hyperdisk Balanced 和 Hyperdisk Balanced High Availability 磁碟區的佈建計費效能
區域的並行消耗量上限 (以基準效能為準)，也就是下列兩者中較小的值：
- 同一可用區中所有磁碟區的佈建基準 IOPS 或處理量總和
- 500,000 IOPS 或 50 GiB/s 的總處理量

提供效能，滿足並行消耗需求

如要確保工作負載的效能充足，請比較下列值：

預期磁碟區同時消耗的總效能
專案中位於同一可用區的 Hyperdisk Balanced 和 Hyperdisk Balanced High Availability 磁碟區，其並行消耗量總計上限

如果預期磁碟區消耗的總效能超過並行消耗總量上限，除非您佈建更多可計費的效能，否則 Compute Engine 會限制磁碟區的效能。

請參考以下範例。

範例 1

您的專案在 A 區域有 10 個 Hyperdisk Balanced 磁碟區，每個磁碟區佈建了 100,000 IOPS，因此佈建的 IOPS 總數為 1,000,000。您預期磁碟區會同時消耗 800,000 IOPS。

如要判斷並行消耗總量上限，請將佈建的總計費 IOPS 加上專案的並行消耗上限 (基本效能)。

已佈建的可計費 IOPS 總數：970,000 ((100,000 - 3,000) * 10 個磁碟)
基本效能的並行消耗量上限：30,000 IOPS，因為這是下列兩者中較小的值：
- 已佈建的基準 IOPS 總數：30,000 (3,000 * 10)
- 500,000 IOPS

可用區 A 的總並行可耗用效能為 1,000,000 IOPS (30,000 + 970,000)。由於佈建的基準 IOPS 總數少於 500,000 IOPS，因此磁碟區的效能不會受到限制。

範例 2

您的專案在 C 區域有 500 個 Hyperdisk Balanced High Availability 磁碟區，每個磁碟區佈建了 3,500 個 IOPS，因此佈建的 IOPS 總數為 1,750,000 個。您預期磁碟區會同時消耗 1,000,000 IOPS。

如要判斷並行用量總限制，請將佈建的總計費 IOPS 加上專案的並行用量限制 (適用於基準效能)。

可計費的已佈建總 IOPS 為 250,000 ((3,500 - 3,000) * 500 個磁碟)
基本效能的並行消耗量上限為 500,000 IOPS，因為這是下列兩者中較小的值：
- 已佈建的基準 IOPS 總數：1,500,000 (3,000 * 500)
- 500,000 IOPS

區域 C 的總可並行耗用效能為 750,000 IOPS (250,000 + 500,000)。磁碟區的並行基準 IOPS 消耗量上限為 500,000 IOPS。

如要同時消耗 1,000,000 IOPS，請為磁碟區佈建更多可計費的效能。

影響效能的特定工作負載因素

本節將討論影響 Hyperdisk 磁碟區可達到的輸送量和 IOPS 限制的特定工作負載因素。如要進一步瞭解如何提升效能，請參閱「最佳化 Hyperdisk 效能」。

如要達到 Hyperdisk 磁碟區提供的 IOPS 和輸送量上限，請務必考量下列工作負載參數：

I/O 大小：您必須使用特定區塊大小，才能達到 IOPS 和總處理量上限，如下所示：
- 如要達到 IOPS 上限，I/O 大小必須為 4 KB。
- 如要達到最大處理量上限，I/O 大小至少須為 256 KB。
佇列長度：佇列長度是指音量待處理的要求數。如要達到效能上限，請根據工作負載的 I/O 大小、IOPS 和延遲時間敏感度調整佇列長度。最佳佇列長度因工作負載而異，但通常應大於 256。
附加的磁碟區數量：為獲得最佳效能，建議您為單一執行個體附加最多 8 個磁碟區。