Este documento aborda o funcionamento do desempenho do Google Cloud Hyperdisk para que possa compreender o desempenho dos seus volumes do Hyperdisk e selecionar o tipo de Hyperdisk certo para a sua carga de trabalho.
O Hyperdisk é a opção de armazenamento em bloco duradouro recomendada Google Cloud. Para saber mais sobre o Hyperdisk, consulte o artigo Acerca do Hyperdisk.
Para ver limites de desempenho detalhados, consulte o artigo Limites de desempenho do Hyperdisk.
Para rever o desempenho atual ou anterior de um volume do Hyperdisk, consulte o artigo Reveja as métricas de desempenho do disco.
Terminologia e unidades
O desempenho do Hyperdisk, conforme abordado neste documento, refere-se a IOPS e débito.
- IOPS significa operações de entrada/saída por segundo. Este é o número de leituras e escritas individuais que o volume executa ou pode executar num segundo.
- O débito refere-se ao número de bytes que podem ser lidos ou escritos num volume num segundo. A taxa de transferência é medida em MiB/s.
As medições de tamanho estão em GiB ou TiB.
Terminologia do tipo de máquina
O termo instância de computação refere-se a uma instância de máquina virtual (VM) ou a uma instância bare metal. O tipo de máquina de uma instância de computação é a combinação específica das respetivas propriedades, como a série de máquinas e o número de vCPUs.
Neste documento, os tipos de máquinas são indicados neste formato:
M-*-N, onde:
-
Mé a série de máquinas, por exemplo,C3 -
*representa todas as configurações de memória e CPU, por exemplo,standardouhighcpu Né o número de vCPUs, CPUs ou a designação da GPU, por exemplo, 22 para uma instância com 22 vCPUs ou8gpara uma instância com 8 GPUs
- Tipos de máquinas bare metal (
*-metal) - Tipos de máquinas com discos SSD locais anexados (
*-lssd,*-standardlssdou*-highlssd).
Por exemplo, c3-*-176 refere-se a todos os tipos de máquinas C3 com 176 vCPUs, nomeadamente
c3-standard-176, c3-highcpu-176, c3-highmem-176 e
c3-standard-176-lssd. Para mais informações, consulte o artigo
Terminologia do Compute Engine.
Resumo do desempenho do Hyperdisk
Quando anexa volumes do Hyperdisk a uma instância, o desempenho máximo alcançável depende do cenário, conforme descrito na tabela seguinte.
| Número de volumes Hyperdisk |
Desempenho máximo |
|---|---|
| 1 | O desempenho do volume é o menor dos seguintes valores:
|
| 2 ou mais do mesmo tipo de Hyperdisk | O desempenho total de todos os volumes é o menor dos seguintes valores:
|
| 2 ou mais tipos de Hyperdisk | O desempenho total de todos os volumes é o menor dos seguintes valores:
|
Para ver os limites por tipo de Hyperdisk, consulte o artigo Limites de desempenho por tipo de Hyperdisk.
Para ver os limites por tipo de máquina, consulte o artigo Limites de desempenho por tipo de máquina.
Acerca do desempenho aprovisionado para o Hyperdisk
Pode especificar um nível de desempenho alvo para um volume do Hyperdisk. O valor de IOPS ou débito que especificar ou aprovisionar é denominado desempenho aprovisionado.
Pode aprovisionar o desempenho de um volume quando o cria. Também pode aumentar ou diminuir o desempenho enquanto o volume está a ser usado sem ter de aumentar o tamanho do volume.
O desempenho aprovisionado não é um nível de desempenho garantido. Em vez disso, é o nível de desempenho alvo que espera que o volume precise durante os períodos de pico de utilização. O desempenho real depende dos limites da instância que usa o volume e de vários outros fatores.
Níveis de desempenho predefinidos
O aprovisionamento de um nível de desempenho para um volume do Hyperdisk é opcional. Se não especificar um valor, por exemplo, porque não tem a certeza da quantidade de IOPS ou débito de que a sua carga de trabalho precisa, o Compute Engine cria o volume com os valores predefinidos. Pode aumentar ou diminuir o valor mais tarde. Os valores predefinidos variam consoante o tipo de Hyperdisk e estão listados na secção Valores predefinidos de IOPS e débito para Hyperdisk Balanced, Hyperdisk Balanced High Availability, Hyperdisk Extreme, Hyperdisk Throughput ou Hyperdisk ML.
Limites para o desempenho aprovisionado
O desempenho máximo que pode aprovisionar depende do tipo de Hyperdisk e do tamanho do volume.
Limite para o tipo Hyperdisk
Cada tipo de Hyperdisk tem um nível máximo de desempenho que pode aprovisionar. Alguns tipos de Hyperdisk permitem aprovisionar IOPS, débito ou ambos. Se não conseguir aprovisionar o débito, o débito do volume depende dos IOPS aprovisionados. Da mesma forma, se não conseguir aprovisionar IOPS, os IOPS do volume dependem do débito que aprovisiona.
Por exemplo, pode aprovisionar débito para volumes de ML do Hyperdisk, mas não IOPS. A taxa de IOPS para débito do Hyperdisk ML é de 16 IOPS por MiB/s de débito aprovisionado. Assim, se criar um volume de ML do Hyperdisk com 100 000 MiB/s de débito, o volume é aprovisionado com 1 600 000 IOPS.
Limites baseados no tamanho
O desempenho máximo que pode aprovisionar varia consoante o tamanho do volume. Por exemplo, para um volume equilibrado do Hyperdisk de 10 TiB, pode aprovisionar 3000 a 160 000 IOPS, mas para um volume de 50 GiB, pode aprovisionar 3000 a 25 000 IOPS.
Para ver detalhes sobre os limites baseados no tamanho para cada tipo de Hyperdisco, consulte a secção Limites de tamanho e desempenho nas páginas Hyperdisco equilibrado, Hyperdisco equilibrado de alta disponibilidade, Hyperdisco Extreme, Hyperdisco Throughput e Hyperdisco ML.
A tabela seguinte apresenta o desempenho máximo que pode aprovisionar para cada tipo de Hyperdisk.
| Tipo de Hyperdisk | Desempenho máximo aprovisionável por volume | Débito personalizável | IOPS personalizáveis |
|---|---|---|---|
| Hyperdisk Balanced | 160 000 IOPS 2400 MiB/s |
Sim | Sim |
| Hiperdisco equilibrado de alta disponibilidade | 100 000 IOPS 1200 MiB/s |
Sim | Sim |
| Hyperdisk Extreme | 350 000 IOPS | Não; 250 MiB/s por 1000 IOPS, até 5000 MiB/s | Sim |
| Hyperdisk ML | 1 200 000 MiB/s | Sim | Não; 16 IOPS por MiB/s de débito, até 19 200 000 IOPS |
| Débito do Hyperdisk | 2400 MiB/s | Sim | Não; 4 IOPS por MiB/s de débito, até 9600 IOPS. |
Desempenho em estado estacionário
Para cargas de trabalho sensíveis à variabilidade do desempenho, considere usar uma série de máquinas que ofereça um desempenho estável. O limite de desempenho de estado estável é o nível de desempenho que uma instância pode manter em todos os volumes anexados. Em comparação, o nível de desempenho máximo é o nível de desempenho mais elevado que uma instância pode alcançar.
Os limites de desempenho em estado estacionário não constituem um contrato de nível de serviço (SLA).
Para que um volume do Hyperdisk atinja um limite de desempenho de estado estável específico, o respetivo desempenho aprovisionado tem de ser igual ou superior ao limite de estado estável.
O limite de desempenho de estado estável é partilhado por todos os discos anexados à instância.
Série de máquinas que oferecem um desempenho estável
As seguintes séries de máquinas oferecem um desempenho estável:
Configure uma carga de trabalho para cumprir o desempenho aprovisionado
O desempenho real de um volume do Hyperdisk, ou seja, o desempenho observado quando está associado a uma instância, não pode exceder os seguintes limites:
- O desempenho aprovisionado do volume
- Os limites de desempenho específicos da instância, incluindo limites específicos para o tipo Hyperdisk
- Para volumes Hyperdisk Balanced e Hyperdisk Balanced de alta disponibilidade, os limites de consumo simultâneo para o desempenho de base
Por conseguinte, para garantir que o volume consegue atingir o desempenho aprovisionado, considere os seguintes fatores:
Escolha um tipo de máquina que suporte o desempenho aprovisionado do volume para o tipo de Hyperdisk. Reveja as orientações em Limites de desempenho específicos da instância para cada tipo de Hyperdisk.
Se quiser usar diferentes tipos de Hyperdisk com a instância, reveja as informações em Limites de desempenho máximos para o tipo de máquina.
Se o seu projeto tiver mais de 150 volumes Hyperdisk Balanced e Hyperdisk Balanced de alta disponibilidade na mesma zona, reveja as informações em Limites de consumo concorrente para o desempenho de base.
Fatores como o tamanho de E/S e o design da aplicação, embora não sejam limites de desempenho, também afetam o desempenho. Para mais informações sobre estes fatores, consulte o artigo Fatores específicos da carga de trabalho que afetam o desempenho.
Como os limites de desempenho das instâncias afetam o desempenho do Hyperdisk
Cada instância de computação tem os seguintes limites de desempenho, com base no respetivo tipo de máquina:
- Um limite de desempenho para o tipo Hyperdisk
- Um limite de desempenho geral para a instância
Cada limite aplica-se em situações específicas.
Limites de desempenho da instância para cada tipo de Hyperdisk
Cada instância tem um limite de desempenho para todos os volumes do Hyperdisk de um determinado tipo que anexa à instância.
Quando este limite se aplica: quando anexa 1 ou mais volumes do Hyperdisk do mesmo tipo a uma instância. Para que cada volume alcance o desempenho aprovisionado, o limite de desempenho da instância tem de ser superior à soma do desempenho aprovisionado de todos os volumes. Caso contrário, o desempenho dos volumes não pode exceder o limite de desempenho da instância.
Exemplo
Suponhamos que tem um volume de débito do Hyperdisk, hdt-disk-1, com 600 MiB/s de débito aprovisionado e quer associá-lo a uma instância c3-*-4.
As instâncias c3-*-4 têm os seguintes limites de débito:
| Tipo de Hyperdisk | Débito máximo (MiB/s) |
|---|---|
| Hyperdisk Balanced | 400 |
| Hyperdisk Extreme | Não suportado |
| Débito do Hyperdisk | 240 |
| Hiperdisco equilibrado de alta disponibilidade | 400 |
| Hyperdisk ML | 400 |
Se anexar hdt-disk-1 à VM, o desempenho real do volume não pode exceder 240 MiB/s. Em alternativa, se anexar um volume Hyperdisk Balanced, o desempenho do volume Hyperdisk Balanced não pode exceder 400 MiB/s.
Se anexar 2 volumes Hyperdisk Balanced à VM, o desempenho combinado de ambos os volumes Hyperdisk Balanced continua a não poder exceder 400 MiB/s. Isto é verdade, independentemente do desempenho aprovisionado de ambos os volumes.
Os limites de desempenho para cada Hyperdisk por tipo de máquina estão indicados em Limites de desempenho por tipo de Hyperdisk.
Limite de desempenho geral para uma instância
Cada instância tem um limite de desempenho geral que pode alcançar. Este limite é partilhado entre todos os volumes anexados à instância.
Quando este limite se aplica: quando anexa mais do que um tipo de Hyperdisk a uma instância. O desempenho real combinado de todos os volumes não pode exceder o limite de desempenho da instância, independentemente do desempenho aprovisionado de cada volume.
Se a instância suportar o disco persistente, todos os volumes de disco persistente anexados também partilham o mesmo limite.
Exemplo
Suponha que tem uma instância c3-*-22 com uma taxa de transferência máxima de 1800 MiB/s.
Anexa os seguintes recursos à VM:
- 2 volumes Hyperdisk Balanced, cada um com um débito aprovisionado de 900 MiB/s.
- 1 volume de débito do Hyperdisk com 500 MiB/s de débito aprovisionado
O desempenho combinado em todos os volumes não pode exceder 1800 MiB/s.
Para ver uma lista dos limites, consulte o artigo Limites de desempenho por tipo de máquina.
Limites de consumo em simultâneo para o desempenho de base
O Compute Engine restringe o desempenho gratuito que os volumes de alta disponibilidade equilibrados do Hyperdisk e os volumes equilibrados do Hyperdisk de um projeto que estejam na mesma zona ou no mesmo conjunto de armazenamento podem consumir em simultâneo. Este limite é denominado limite de consumo simultâneo para o desempenho de base.
Quando este limite se aplica: este limite aplica-se a projetos com mais de 150 volumes Hyperdisk Balanced e Hyperdisk Balanced de alta disponibilidade na mesma zona. Este limite também se aplica a volumes num Hyperdisk Balanced Storage Pool se o armazenamento não usar o aprovisionamento de desempenho avançado.
O desempenho aprovisionado para volumes Hyperdisk Balanced e Hyperdisk Balanced de alta disponibilidade é composto por desempenho faturável e gratuito. Os primeiros 3000 IOPS e 140 MiB/s de débito que aprovisionar são gratuitos e são denominados desempenho de base. O desempenho aprovisionado que exceda 3000 IOPS ou 140 MiB/s é considerado desempenho faturável. Por exemplo, um volume aprovisionado com 4000 IOPS tem 1000 IOPS faturáveis.
Os volumes Hyperdisk Balanced de elevada disponibilidade e Hyperdisk Balanced no mesmo projeto e na mesma zona têm os seguintes limites de consumo concorrente para o desempenho de base:
- Limite de consumo simultâneo para IOPS de base: 500 000 IOPS
- Limite de consumo simultâneo para débito de base: 50 GiB/s
Como funcionam os limites de consumo em simultâneo para o desempenho de base
Num projeto, aprovisiona mais de 500 000 IOPS e 50 GiB/s de débito em todos os volumes na mesma zona. No entanto, os volumes não podem consumir em simultâneo mais de 500 000 IOPS ou 50 GiB/s de débito.
Além disso, o desempenho simultâneo total não pode exceder o desempenho de base total que aprovisionou. Por exemplo, se aprovisionou um total de 100 000 IOPS de base na mesma zona e projeto, o limite de consumo concorrente para o desempenho de base é de 100 000 IOPS.
Limites de consumo total no mesmo projeto e zona
Cada zona num projeto tem um limite de consumo concorrente total, ou seja, o desempenho total no desempenho faturável e de base que todos os Hyperdisk Balanced e Hyperdisk Balanced de alta disponibilidade podem usar ao mesmo tempo.
Para cada zona num projeto, o limite de consumo concorrente total é a soma dos seguintes valores:
- O desempenho faturável aprovisionado em todos os volumes Hyperdisk Balanced e Hyperdisk Balanced de alta disponibilidade na zona
- O limite de consumo concorrente da zona para o desempenho de base, que é o menor dos seguintes:
- A soma dos IOPS ou do débito de base aprovisionados em todos os volumes na mesma zona
- 500 000 IOPS ou 50 GiB/s de débito
Aprovisione o desempenho para cumprir os requisitos de consumo simultâneo
Para se certificar de que aprovisionou desempenho suficiente para a sua carga de trabalho, compare os seguintes valores:
- O desempenho total que espera que os seus volumes consumam em simultâneo
- O limite de consumo concorrente total para os volumes Hyperdisk Balanced e Hyperdisk Balanced de alta disponibilidade do projeto que estão na mesma zona
Se o desempenho total que espera que os seus volumes consumam for superior ao limite de consumo simultâneo total, o Compute Engine limita o desempenho dos seus volumes, a menos que aprovisione mais desempenho faturável.
Considere os seguintes exemplos.
Exemplo 1
O seu projeto tem 10 volumes Hyperdisk Balanced na zona A e cada volume é aprovisionado com 100 000 IOPS, o que dá um total de 1 000 000 IOPS aprovisionadas. Espera que os volumes consumam 800 000 IOPS em simultâneo.
Para determinar o limite de consumo simultâneo total, adicione o total de IOPS faturáveis aprovisionados ao limite de consumo simultâneo do projeto para o desempenho de base.
- Total de IOPS faturáveis aprovisionados: 970 000 ((100 000 - 3000) * 10 discos)
- O limite de consumo simultâneo para o desempenho de base:
30 000 IOPS, porque é o menor dos seguintes:
- O total de IOPS de base aprovisionados: 30 000 (3000 * 10)
- 500 000 IOPS
O desempenho total consumível em simultâneo para a zona A é de 1 000 000 de IOPS (30 000 + 970 000). O desempenho dos volumes não vai ser limitado, porque o total de IOPS de base aprovisionados é inferior a 500 000 IOPS.
Exemplo 2
O seu projeto tem 500 volumes Hyperdisk Balanced de alta disponibilidade na zona C e cada um é aprovisionado com 3500 IOPS, para um total de 1 750 000 IOPS aprovisionados. Espera que os volumes consumam 1 000 000 de IOPS em simultâneo.
Para determinar o limite de consumo simultâneo total, adicione o total de IOPS faturáveis aprovisionados ao limite de consumo simultâneo do projeto para o desempenho de base.
- O total de IOPS faturáveis aprovisionados é de 250 000 ((3500 - 3000) * 500 discos)
- O limite de consumo simultâneo para o desempenho de base é de 500 000 IOPS, porque é o menor dos seguintes valores:
- O total de IOPS de referência aprovisionados: 1 500 000 (3000 * 500)
- 500 000 IOPS
O desempenho total consumível em simultâneo para a zona C é de 750 000 IOPS (250 000 + 500 000). O consumo simultâneo dos volumes de IOPS de base está limitado a 500 000 IOPS.
Para consumir 1 000 000 de IOPS em simultâneo, aprovisione mais desempenho faturável para os volumes.
Fatores específicos da carga de trabalho que afetam o desempenho
Esta secção aborda fatores específicos da carga de trabalho que afetam os limites de débito e IOPS que os seus volumes de Hyperdisk podem alcançar. Para mais informações sobre como melhorar o desempenho, consulte Otimize o desempenho do Hyperdisk.
Para atingir os níveis máximos de IOPS e débito oferecidos pelos volumes do Hyperdisk, tem de considerar os seguintes parâmetros da carga de trabalho:
-
Tamanho de E/S: tem de usar tamanhos de blocos específicos para atingir os limites de IOPS e débito, da seguinte forma:
- Os limites máximos de IOPS requerem um tamanho de E/S de 4 KB.
- Os limites máximos de débito requerem um tamanho de E/S de, pelo menos, 256 KB.
- Comprimento da fila: o comprimento da fila é o número de pedidos pendentes para um volume. Para atingir os limites máximos de desempenho, tem de ajustar o comprimento da fila de acordo com o tamanho de E/S, os IOPS e a sensibilidade à latência da sua carga de trabalho. O comprimento ideal da fila varia para cada carga de trabalho, mas normalmente deve ser superior a 256.
- Número de volumes anexados: para obter os melhores resultados de desempenho, recomendamos anexar 8 ou menos volumes a uma única instância.
O que se segue?
- Veja os limites de desempenho para tipos de Hyperdisk
- Veja os limites de desempenho para todos os tipos de máquinas
- Saiba como otimizar o desempenho dos volumes do Hyperdisk