このドキュメントでは、Google Cloud Hyperdisk の機能について説明します。Hyperdisk は、Compute Engine で最も高速で効率的な耐久性ディスクです。コンピューティング インスタンス（仮想マシン（VM）インスタンス、コンテナ、ベアメタル インスタンス）にブートディスクまたはデータディスクが必要な場合は、Hyperdisk の使用をおすすめします。
Compute Engine の他のブロック ストレージ オプションについては、ディスクタイプを選択するをご覧ください。
新しい Hyperdisk ボリュームを作成するには、Hyperdisk ボリュームを作成するをご覧ください。
Hyperdisk の機能
Hyperdisk を使用すると、一般的なオンプレミスのストレージ エリア ネットワーク（SAN）のコストと複雑さなしで、Compute Engine ワークロードのプロビジョニング、管理、スケーリングを行えます。
Hyperdisk ボリュームには次の機能があります。
物理ディスクとして機能する: Hyperdisk ボリュームは、コンピューティング インスタンスに物理ディスクとしてアタッチされている場合と同様に使用できます。Hyperdisk ボリュームへの読み取りまたは書き込みを行うと、データはネットワーク経由で転送されます。
パフォーマンスの向上: Hyperdisk は、Google の Titanium ストレージ オフロード技術を活用することで、Persistent Disk よりも高い IOPS とスループットを提供します。
カスタマイズ可能なパフォーマンス: 各 Hyperdisk ボリュームのパフォーマンス（IOPS やスループットなど）を選択できます。Hyperdisk ボリュームの使用中にパフォーマンスを増減することもできます。
高可用性のサポート: ゾーンまたはリージョンが停止した場合に備えて、次の機能の 1 つまたは両方を有効にすることで、データの高可用性を確保できます。
ゾーン停止が発生した場合にデータを保護するには、Hyperdisk Balanced High Availability を使用します。Hyperdisk Balanced High Availability ボリューム上のデータは、同じリージョン内の 2 つのゾーン間で同期的に複製され、最大 1 つのゾーンの停止から保護されます。
リージョンの停止からデータを保護するには、非同期レプリケーションを使用して、別のリージョンにデータのレプリカを保持します。ディスクで非同期レプリケーションを有効にすると、1 つのリージョンのデータがセカンダリ リージョンのレプリカに継続的にコピーされます。リージョンが停止した場合は、セカンダリ リージョンにデータをフェイルオーバーできます。非同期レプリケーションは、Hyperdisk Balanced、Hyperdisk Balanced High Availability、Hyperdisk Extreme のボリュームで使用できます。
ポータビリティ: Hyperdisk ボリュームがアタッチされているコンピューティング インスタンスを変更できます。
VM 間で共有可能: 高可用性ワークロードの場合、特定の Hyperdisk タイプは複数の VM で共有できます。各 VM は、ボリュームに対して読み取り / 書き込みまたは読み取り専用の同時アクセス権を持ちます。
プールされた容量とパフォーマンスのサポート: 計画を簡素化し、ストレージのオーバープロビジョニングを回避し、コストを削減するために、Hyperdisk ストレージ プールを使用して Hyperdisk ストレージとパフォーマンスを一括購入できます。
ワークロードの Hyperdisk タイプを選択する
Hyperdisk ボリュームをワークロードに追加するには、Hyperdisk のタイプを選択する必要があります。各 Hyperdisk タイプは、特定のタイプのワークロード用に設計および最適化されています。使用可能な Hyperdisk のタイプは次のとおりです。
- Hyperdisk Balanced
- Hyperdisk Balanced の高可用性
- Hyperdisk Extreme
- Hyperdisk Throughput
- Hyperdisk ML
ほとんどのワークロードには、Hyperdisk Balanced をおすすめします。
Hyperdisk のタイプを選択するには、ワークロードのタイプとパフォーマンス要件を次の表の情報と比較します。特定の Hyperdisk タイプの詳細については、[推奨される Hyperdisk タイプ] 列のリンク先のページをご覧ください。
| ワークロード タイプ | 推奨される Hyperdisk タイプ |
特有の機能 | ボリュームあたりの最大 IOPS とスループット |
|---|---|---|---|
|
Hyperdisk Balanced |
|
IOPS: 160,000 スループット: 2,400 MiB/秒 |
|
Hyperdisk Balanced High Availability |
|
IOPS: 100,000 スループット: 1,200 MiB/秒 |
|
Hyperdisk Extreme |
|
IOPS: 350,000 スループット: 5,000 MiB/秒1 |
|
Hyperdisk ML |
|
IOPS: 19,200,0002 スループット: 1,200,000 MiB/秒 |
|
Hyperdisk Throughput |
|
IOPS: 2,4002 スループット: 600 MiB/秒 |
1 Hyperdisk Extreme ボリュームのスループット レベルは指定できません。プロビジョニングされたスループットは、指定した IOPS レベルに基づいています。
2 Hyperdisk Throughput ボリュームと Hyperdisk ML ボリュームの IOPS レベルは指定できません。プロビジョニングされた IOPS は、指定したスループット レベルに基づいています。
Hyperdisk のパフォーマンス
Hyperdisk のパフォーマンスに関する主なコンセプトは次のとおりです。
- 各 Hyperdisk ボリュームのパフォーマンス（IOPS やスループット）の上限とサイズを構成できます。また、サイズを変更せずに Hyperdisk ボリュームのパフォーマンスを増減することもできます。
- 指定したパフォーマンスの上限は、プロビジョニングされたパフォーマンスと呼ばれます。プロビジョニングされたパフォーマンスは、想定されるパフォーマンスではなく、ディスクが達成できる最大パフォーマンスです。
- Hyperdisk ボリュームの実際のパフォーマンスは、ボリュームが使用されているときに観測されるパフォーマンスです。
- Hyperdisk ボリュームがプロビジョニングされたパフォーマンスを達成するには、同じレベル以上のパフォーマンスをサポートするコンピューティング インスタンスにボリュームをアタッチする必要があります。
Hyperdisk のパフォーマンスの仕組みについては、Hyperdisk のパフォーマンスについてをご覧ください。 各 Hyperdisk タイプのパフォーマンスの上限については、Hyperdisk のパフォーマンスの上限をご覧ください。
レイテンシ
各 Hyperdisk タイプには異なるレイテンシ プロファイルがあります。Hyperdisk のスループットをハードディスク ドライブのレイテンシと比較することをおすすめします。Hyperdisk Balanced、Hyperdisk Balanced High Availability、Hyperdisk Extreme、Hyperdisk ML のレイテンシをエンタープライズ SSD のレイテンシと比較できます。
Hyperdisk Balanced と Hyperdisk Extreme は、ミリ秒未満のレイテンシを提供します。
Hyperdisk のマシンシリーズのサポート
このセクションでは、各 Hyperdisk タイプがサポートするマシンシリーズを示します。マシンシリーズが Hyperdisk をサポートしていない場合は、Persistent Disk を使用します。
1 つ以上のマシンシリーズを選択して、サポートされている Hyperdisk タイプを確認します。
| マシンシリーズ | Hyperdisk Balanced | Hyperdisk Extreme | Hyperdisk Throughput | Hyperdisk ML | Hyperdisk Balanced HA |
|---|---|---|---|---|---|
| C4 | — | — | — | ||
| C4A | — | — | |||
| C4D | — | — | — | ||
| C3 | |||||
| C3D | |||||
| N4 | — | — | — | ||
| N2 | — | — | — | ||
| N2D | — | — | — | — | |
| N1 | — | — | — | — | — |
| T2D | — | — | — | — | |
| T2A | — | — | — | — | — |
| E2 | — | — | — | — | — |
| Z3 | — | ||||
| H3 | — | — | — | ||
| C2 | — | — | — | — | — |
| C2D | — | — | — | — | — |
| X4 | — | — | — | ||
| M4 | — | — | — | ||
| M3 | — | — | |||
| M2 | — | — | — | ||
| M1 | — | — | — | ||
| N1+GPU | — | — | — | — | — |
| A4X | — | — | — | ||
| A4 | — | — | — | ||
| A3（H200） | — | — | |||
| A3（H100） | |||||
| A2 | — | — | — | — | |
| G2 | — | — | — |
マシンタイプの制限
このセクションでは、各 Hyperdisk タイプがサポートするマシンシリーズに適用される制限事項を示します。
A3 VM で Hyperdisk Balanced を使用するには、VM に 8 個以上の GPU が必要です。
Hyperdisk Extreme には次の制限が適用されます。
- A3 マシンタイプには、4 つ以上の GPU が必要です。
- C3 マシンタイプには、少なくとも 88 個の vCPU が必要です。
- C3D マシンタイプには、60 個以上の vCPU が必要です。
- C4 マシンタイプには、少なくとも 96 個の vCPU が必要です。
- M1 マシンタイプには、80 個以上の vCPU が必要です。
- C4A、C4D、M3 マシンタイプには、少なくとも 64 個の vCPU が必要です。
- M4 マシンタイプには、112 個以上の vCPU が必要です。
- N2 には 80 個以上の vCPU が必要です。カスタム N2 マシンタイプはサポートされていません。
ベアメタル マシンタイプでは Hyperdisk Throughput を使用できません。
Hyperdisk のリージョンの可用性
Hyperdisk のタイプによっては、すべてのリージョンとゾーンで使用できるものもあれば、特定のロケーションでのみ使用できるものもあります。次の表に、各 Hyperdisk タイプのリージョンの可用性を示します。
| Hyperdisk タイプ | サポートされるリージョン |
|---|---|
| Hyperdisk Balanced | すべてのゾーンとリージョンで利用可能 |
| Hyperdisk Balanced の高可用性 | Hyperdisk Balanced High Availability を利用できるリージョンに記載されているリージョンのみ |
| Hyperdisk Extreme | Hyperdisk Extreme を利用できるリージョンに記載されているリージョンのみ |
| Hyperdisk ML | Hyperdisk ML のリージョンの可用性に記載されているリージョンのみ |
| Hyperdisk Throughput | すべてのゾーンとリージョンで利用可能 |
VM 間で Hyperdisk ボリュームを共有する
同じボリュームを複数の VM に同時にアタッチすることで、Hyperdisk ボリュームを複数の VM 間で共有できます。
次のシナリオがサポートされています。
複数の VM から単一のボリュームへの同時読み取り / 書き込みアクセス。クラスタ化されたファイル システムや、高可用性ワークロード（SQL Server フェイルオーバー クラスタ インフラストラクチャなど）におすすめです。Hyperdisk Balanced ボリュームと Hyperdisk Balanced High Availability ボリュームでサポートされています。
複数の VM から単一のボリュームへの同時読み取り専用アクセス。これは、同じデータを含む複数のディスクを使用するよりも費用対効果が高くなります。アクセラレータ最適化 ML ワークロードにおすすめです。Hyperdisk ML ボリュームでサポートされています。
Hyperdisk Throughput ボリュームまたは Hyperdisk Extreme ボリュームを複数の VM にアタッチすることはできません。
ディスクの共有については、VM 間でディスクを共有するをご覧ください。
Hyperdisk ボリュームの高可用性と障害復旧保護
レプリケーションを有効にして、別のゾーンまたはリージョンにデータのコピーを保持することで、ゾーンまたはリージョンが停止した場合にデータを保護できます。
ゾーン間の同期レプリケーション
同じリージョン内の別のゾーンにデータを複製するには、Hyperdisk Balanced High Availability ボリュームを使用する必要があります。ゾーンレプリケーションでサポートされている Hyperdisk タイプは Hyperdisk Balanced High Availability のみです。
詳細については、ディスクの同期レプリケーションについてをご覧ください。
クロスリージョンの非同期レプリケーション
非同期レプリケーションを有効にすると、リージョンが停止した場合にデータを保護できます。非同期レプリケーションは、別のリージョンのボリューム上にデータのコピーを保持します。たとえば、us-west1 の Hyperdisk ボリュームを保護するには、非同期レプリケーションを使用して、us-east4 リージョンのセカンダリ ボリュームにボリュームを複製します。us-west1 のボリュームが使用できなくなった場合は、us-east4 のセカンダリ ボリュームを使用できます。
非同期レプリケーションは、次の Hyperdisk タイプで使用できます。
- Hyperdisk Balanced
- Hyperdisk Extreme
- Hyperdisk Balanced の高可用性
クロスリージョン レプリケーションの詳細については、非同期レプリケーションをご覧ください。
Hyperdisk ボリュームの暗号化
デフォルトでは、Compute Engine はGoogle-owned and Google-managed encryption keysで Hyperdisk ボリュームを保護します。顧客管理の暗号鍵（CMEK）を使用して Hyperdisk ボリュームを暗号化することもできます。
詳細については、ディスクの暗号化についてをご覧ください。
Hyperdisk ボリュームを使用した Confidential Computing
Hyperdisk Balanced ディスクにハードウェア ベースの暗号化を追加するには、ディスクの作成時にディスクの情報保護モードを有効にします。情報保護モードは、Confidential VM にアタッチされている Hyperdisk Balanced ディスクでのみ使用できます。
詳細については、Hyperdisk Balanced ボリュームの情報保護モードをご覧ください。
Hyperdisk の耐久性
Compute Engine は、Hyperdisk ボリューム上のデータが複数の物理ディスクに分散されるようにし、耐久性を確保してパフォーマンスを最適化します。
ディスクの耐久性は、一般的な年における一般的なディスクのデータ損失確率（設計上）を表します。Hyperdisk のデータ損失が発生することは極めて稀ですが、これまで発生したケースを見ると、調整済みのハードウェアの故障、ソフトウェアのバグ、またはその 2 つが原因で発生しています。Google は、業界全体のサイレント データ破損のリスクを軽減するために多くの対策を講じています。
耐久性は、ハードウェア障害、致命的なイベントの発生確率、Google データセンターの分離手法とエンジニアリング プロセス、各ディスクタイプで使用される内部エンコーディングに関する一連の前提条件を使用して計算されます。
お客様が誤ってディスクを削除した場合など、Google Cloud のユーザーによるエラーは、Hyperdisk の耐久性の対象外です。
以下の表は、ディスクタイプごとの耐久性を示しています。99.999% の耐久性とは、1,000 個の Hyperdisk ボリュームがあれば、100 年間 1 つも失わずに済む可能性があるということです。
| Hyperdisk Balanced | Hyperdisk Extreme | Hyperdisk ML | Hyperdisk Throughput | Hyperdisk Balanced の高可用性 |
|---|---|---|---|---|
| 99.999% を上回る | 99.9999% を上回る | 99.999% を上回る | 99.999% を上回る | 99.9999% を上回る |
サポートされているディスク インターフェース
Hyperdisk ボリュームは、インスタンスのマシンタイプに応じて、NVMe または SCSI インターフェースを使用して VM のディスクとしてマウントされます。
Hyperdisk ストレージ プール
Hyperdisk ストレージ プールを使用すると、ブロック ストレージの総所有コストを簡単に削減し、ブロック ストレージの管理を簡素化できます。Hyperdisk ストレージ プールを使用すると、プロジェクト 1 つあたり最大 1,000 個のディスクで、容量とパフォーマンスのプールを共有できます。ストレージ プールではシン プロビジョニングとデータ削減の各機能を使用できるため、効率を高めることができます。
ストレージ プールを使用すると、オンプレミス SAN のクラウドへの移行を簡素化できます。また、ワークロードに必要な容量とパフォーマンスを簡単に提供することもできます。
特定のゾーンにあるプロジェクトのすべてのワークロードの推定容量と推定パフォーマンスでストレージ プールを作成します。次に、このストレージ プールにディスクを作成し、既存の VM にディスクをアタッチします。新しい VM の作成の一環として、ストレージ プールにディスクを作成することもできます。各ストレージ プールには、Hyperdisk Throughput など、1 種類のディスクがあります。Hyperdisk ストレージ プールには次の 2 種類があります。
- Hyperdisk Balanced ストレージ プール: Hyperdisk Balanced ディスクでの処理に最適な汎用ワークロードに使用
- Hyperdisk Throughput ストレージ プール: Hyperdisk Throughput ディスクでの処理に最適なストリーミング、コールドデータ、分析ワークロードに使用
Hyperdisk ストレージ プールの使用方法については、ストレージ プールについてをご覧ください。
料金
Hyperdisk ボリュームを削除するまで、プロビジョニングされた合計容量に対して課金されます。ボリュームがインスタンスに接続されていない場合や、インスタンスが一時停止または停止されている場合でも、料金が発生します。月ごと、GiB ごとに課金されます。さらに、以下に対して課金されます。
- Hyperdisk Balanced では、プロビジョニングされた IOPS とプロビジョニングされたスループット（MiB/秒）に対して、ベースライン値 3,000 IOPS と 140 MiB/秒のスループットを超えると、月額料金が課金されます。
- Hyperdisk Extreme では、プロビジョニングされた IOPS に基づいて月額料金が課金されます。
- Hyperdisk ML では、プロビジョニングされたスループット（MiB/秒）に基づいて月額料金が課金されます。複数の VM を 1 つの Hyperdisk ML ボリュームにアタッチしても追加料金は発生しません。
- Hyperdisk Throughput では、プロビジョニングされたスループット（MiB/秒）に基づいて月額料金が課金されます。
リージョン ディスクのデータは 2 つの場所に書き込まれるため、Hyperdisk Balanced High Availability ストレージの費用は Hyperdisk Balanced ストレージの 2 倍です。
料金について詳しくは、ディスクの料金をご覧ください。
Hyperdisk と確約利用割引
Hyperdisk ボリュームは以下に対応していません。
- リソースベースの確約利用割引（CUD）
- 継続利用割引（SUD）
Hyperdisk とプリエンプティブル VM インスタンス
Hyperdisk は、Spot VM（またはプリエンプティブル VM）で使用できます。ただし、Hyperdisk には割引されたスポット料金はありません。
Hyperdisk の制限事項
- Hyperdisk ボリュームからマシンイメージを作成することはできません。
- スナップショットまたはイメージでマルチライター モードのディスクをバックアップすることはできません。最初にマルチライター モードを無効にする必要があります。
- Hyperdisk Extreme ボリューム、Hyperdisk Throughput ボリューム、Hyperdisk Balanced High Availability ボリュームからイメージを作成することはできません。
- Hyperdisk ML ボリュームまたは Hyperdisk Throughput ボリュームからインスタント スナップショットを作成することはできません。
- Hyperdisk Throughput ボリュームまたは Hyperdisk Extreme ボリュームは複数の VM にアタッチできません。
- Hyperdisk Extreme、Hyperdisk ML、Hyperdisk Throughput ボリュームは、ブートディスクとして使用できません。
- Hyperdisk ML ボリュームは最大 100 個の VM にアタッチできます（アタッチは 30 秒に 1 回まで）。
- スナップショットまたはディスク イメージから読み取り / 書き込みモードの Hyperdisk ML ディスクは作成できません。ディスクは読み取り専用モードで作成する必要があります。
- Hyperdisk ML ボリュームで読み取り専用モードを有効にすると、読み取り / 書き込みモードを再度有効にすることはできません。
- 情報保護モードで Hyperdisk Balanced ボリュームを作成する場合は、その他の制限事項をご覧ください。
- C3D マシンタイプで AMD SEV を使用する Confidential VM は、Hyperdisk Balanced と Hyperdisk Throughput をサポートしていません。
次のステップ
- Hyperdisk ボリュームの作成方法を学習する。
- Hyperdisk ボリュームのクローンを作成する方法を学習する。
- Hyperdisk Balanced High Availability によるディスクの同期レプリケーションについて学習する。
- Hyperdisk ストレージ プールについて学習する。
- ディスクの料金に関する情報を確認する。
- Hyperdisk のパフォーマンスを最適化する方法を学習する。