Google Cloud Hyperdisk 簡介

本文說明 Google Cloud Hyperdisk 的功能。Hyperdisk 是 Compute Engine 最快且最有效率的耐久性磁碟。如果需要運算執行個體 (虛擬機器 (VM) 執行個體、容器和裸機執行個體) 的開機或資料磁碟，建議使用 Hyperdisk。

如要瞭解 Compute Engine 中的其他區塊儲存空間選項，請參閱「選擇磁碟類型」。

如要建立新的 Hyperdisk 磁碟區，請參閱建立 Hyperdisk 磁碟區。

Hyperdisk 功能

使用 Hyperdisk，您可以佈建、管理及擴充 Compute Engine 工作負載，不必像一般內部部署儲存區域網路 (SAN) 那樣耗費成本和心力。

Hyperdisk 磁碟區具有下列功能：

  • 做為實體磁碟：您可以將 Hyperdisk 磁碟區與運算執行個體搭配使用，就像磁碟區是連結至執行個體的實體磁碟一樣。讀取或寫入 Hyperdisk 磁碟區時，資料會透過網路傳輸。

  • 效能更高：Hyperdisk 採用 Google 的 Titanium 儲存空間卸載技術，因此 IOPS 和總處理量都比永久磁碟更高。

  • 可自訂效能：您可以選擇每個 Hyperdisk 磁碟區的效能 (IOPS 和/或處理量)。您也可以在使用 Hyperdisk 磁碟區時，提高或降低其效能。

  • 支援高可用性：萬一發生可用區或區域服務中斷，您可以啟用下列一或多項功能，確保資料維持高可用性：

    • 如要保護資料，避免因可用區服務中斷而遺失，請使用 Hyperdisk Balanced High Availability。Hyperdisk Balanced High Availability 磁碟區的資料會在同一個區域內的兩個可用區之間同步複製，以防範最多一個可用區中斷服務。

    • 如要避免區域性服務中斷導致資料遺失，請使用非同步複製功能，在其他區域維護資料副本。為磁碟啟用非同步複製功能後，一個區域中的資料會持續複製到次要區域的副本。如果發生區域性服務中斷情形，您可以容錯移轉資料至次要區域。非同步複製功能適用於 Hyperdisk Balanced、Hyperdisk Balanced High Availability 和 Hyperdisk Extreme 磁碟區。

  • 可攜性：您可以變更 Hyperdisk 磁碟區所連結的運算執行個體。

  • 可在 VM 之間共用：對於高可用性工作負載，多個 VM 可以共用特定 Hyperdisk 類型。每個 VM 都能同時讀寫或唯讀存取磁碟區。

  • 支援集區容量和效能：為簡化規劃、避免過度配置儲存空間及降低成本，您可以使用 Hyperdisk 儲存空間集區，大量購買 Hyperdisk 儲存空間和效能。

為工作負載選擇 Hyperdisk 類型

如要為工作負載新增 Hyperdisk 磁碟區，必須選擇 Hyperdisk 類型。每種 Hyperdisk 類型都經過設計及最佳化，適用於特定類型的工作負載。以下列出可用的 Hyperdisk 類型。

  • Hyperdisk Balanced
  • Hyperdisk Balanced High Availability
  • Hyperdisk Extreme
  • Hyperdisk Throughput
  • Hyperdisk ML

對於大多數工作負載，我們建議使用 Hyperdisk Balanced。

如要選取 Hyperdisk 類型，請比較工作負載類型和效能需求與下表中的資訊。如要瞭解特定 Hyperdisk 類型的詳細資訊，請參閱「建議的 Hyperdisk 類型」欄中的連結頁面。

工作負載類型 建議的
Hyperdisk 類型		 獨特功能 每個磁碟區的最大 IOPS 和總處理量
  • 大多數企業應用程式
  • 開機磁碟
  • 虛擬桌面
  • Postgres、MySQL
 Hyperdisk Balanced
  • 專為多數工作負載量身打造
  • 兼顧價格和效能
  • 最多可從 8 個執行個體同時讀取/寫入存取相同磁碟區
 IOPS：160,000
輸送量：2,400 MiB/s
Hyperdisk Balanced High Availability
  • 在同一區域的兩個可用區中提供資料複製功能，可快速容錯移轉
  • 最多可從 8 個執行個體同時讀取/寫入存取相同磁碟區
 IOPS：100,000
輸送量：1,200 MiB/s
  • SAP HANA
  • 高階 SQL Server、Oracle 和記憶體內 RDBMS
 Hyperdisk Extreme
  • 提供最高 IOPS
 IOPS：350,000
輸送量：5,000 MiB/s1
  • 適用於需要超過 5,000 MiB/s 總處理量或 350,000 IOPS 的工作負載，例如：
    • 高效能運算 (HPC)
    • 機器學習、AI 推論或訓練
    • 加速器最佳化工作負載
 Hyperdisk ML
  • 支援以唯讀模式將單一磁碟區連接至最多 2500 個執行個體。
  • 提供最高的唯讀總處理量
 IOPS：19,200,0002
輸送量：1,200,000 MiB/s
  • 向外擴充 Hadoop、Spark 和 Kafka 等分析工作負載
  • 冷磁碟
 Hyperdisk Throughput
  • 高總處理量，適合不需要高 IOPS 的頻寬和容量密集型應用程式
  • 為易受成本影響的應用程式提供經濟實惠的資料磁碟
 IOPS：2,4002
輸送量：600 MiB/s

1 您無法為 Hyperdisk Extreme 磁碟區指定處理量等級。佈建的輸送量取決於您指定的 IOPS 級別。
2 您無法為 Hyperdisk Throughput 和 Hyperdisk ML 磁碟區指定 IOPS 級別。佈建的 IOPS 會依據您指定的輸送量等級。

Hyperdisk 效能

以下摘要說明 Hyperdisk 的重要效能概念：

  • 您可以設定每個 Hyperdisk 磁碟區的效能 (IOPS 和/或處理量) 限制和大小。您也可以增加或減少 Hyperdisk 磁碟區的效能，而不變更其大小。
  • 您指定的效能上限稱為「佈建效能」。佈建的效能並非預期效能，而是磁碟可達到的最高效能。
  • Hyperdisk 磁碟區的實際效能是指磁碟區使用期間的觀察效能。
  • 如要讓 Hyperdisk 磁碟區達到佈建的效能，必須將其連結至支援相同或更高層級效能的運算執行個體。

如要瞭解 Hyperdisk 效能的運作方式，請參閱「關於 Hyperdisk 效能」。 如要瞭解各 Hyperdisk 類型的效能限制，請參閱「Hyperdisk 效能限制」。

延遲時間

每種 Hyperdisk 類型都有不同的延遲設定檔。Google 建議將 Hyperdisk Throughput 與硬碟機的延遲時間進行比較。您可以比較 Hyperdisk Balanced、Hyperdisk Balanced High Availability、Hyperdisk Extreme 和 Hyperdisk ML 的延遲時間，與企業級 SSD 的延遲時間。

Hyperdisk Balanced 和 Hyperdisk Extreme 提供毫秒以下的延遲。

支援 Hyperdisk 的機器系列

本節列出各 Hyperdisk 類型支援的機器系列。如果機器系列不支援 Hyperdisk，請使用永久磁碟。

選取一或多個機器系列，即可查看支援的 Hyperdisk 類型。

機器系列 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 — — —

機器類型限制

本節列出適用於機器系列的限制，以及各 Hyperdisk 類型支援的限制。

  • 如要在 A3 VM 上使用 Hyperdisk Balanced，VM 必須至少有 8 個 GPU。

  • Hyperdisk Extreme 適用下列限制：

    • A3 機器類型至少需要 4 個 GPU。
    • C3 機器類型至少需要 88 個 vCPU。
    • C3D 機器類型至少需要 60 個 vCPU。
    • C4 機器類型至少需要 96 個 vCPU。
    • M1 機器類型至少需要 80 個 vCPU。
    • C4A、C4D 和 M3 機型至少需要 64 個 vCPU。
    • M4 機器類型至少需要 112 個 vCPU。
    • N2 需要 80 個以上的 vCPU，且不支援自訂 N2 機器類型。

  • 您無法搭配裸機機器類型使用 Hyperdisk Throughput。

Hyperdisk 適用區域

部分 Hyperdisk 類型適用於所有地區和區域，其他類型則僅適用於特定位置。下表摘要列出各 Hyperdisk 類型的區域可用性。

Hyperdisk 類型 支援的地區
Hyperdisk Balanced 適用於所有區域和可用區
Hyperdisk Balanced High Availability 只有「 Hyperdisk Balanced High Availability 的區域可用性」列出的區域
Hyperdisk Extreme 只有 這篇文章列出的區域，才支援 Hyperdisk Extreme。
Hyperdisk ML 只有「 Hyperdisk ML 的區域適用情形」中列出的區域。
Hyperdisk Throughput 適用於所有區域和可用區

在 VM 之間共用 Hyperdisk 磁碟區

您可以將同一個 Hyperdisk 磁碟區同時掛接至多個 VM，在多個 VM 之間共用該磁碟區。

系統支援下列情況：

  • 多個 VM 同時讀寫存取單一磁碟區。建議用於叢集檔案系統和高可用性工作負載，例如 SQL Server 容錯移轉叢集基礎架構。支援 Hyperdisk Balanced 和 Hyperdisk Balanced High Availability 磁碟區。

  • 多個 VM 同時以唯讀模式存取單一磁碟區。 相較於使用多個含有相同資料的磁碟，這麼做更符合成本效益。 建議用於加速器最佳化的機器學習工作負載。 支援 Hyperdisk ML 磁碟區。

您無法將 Hyperdisk Throughput 或 Hyperdisk Extreme 磁碟區連接至多個 VM。

如要瞭解如何共用磁碟，請參閱「在 VM 之間共用磁碟」。

Hyperdisk 磁碟區的高可用性和災難復原防護

啟用資料複製功能，也就是在其他可用區或區域保留資料副本，即可在罕見的可用區或區域服務中斷事件中保護資料。

跨可用區同步複製

如要將資料複製到相同地區的其他區域，必須使用 Hyperdisk Balanced High Availability 磁碟區。區域複製功能僅支援 Hyperdisk Balanced High Availability。

詳情請參閱「關於同步磁碟複製」一文。

跨區域非同步複製

萬一發生區域性服務中斷情形，您可以啟用非同步複製功能來保護資料。非同步複製功能會在其他區域的磁碟區中保留資料副本。舉例來說，如要保護 us-west1 中的 Hyperdisk 磁碟區，可以使用非同步複製功能，將磁碟區複製到 us-east4 區域的次要磁碟區。如果 us-west1 中的磁碟區無法使用，則可以使用 us-east4 中的次要磁碟區。

您可以使用非同步複製功能搭配下列 Hyperdisk 類型：

  • Hyperdisk Balanced
  • Hyperdisk Extreme
  • Hyperdisk Balanced High Availability

如要進一步瞭解跨區域複製功能，請參閱「非同步複製」。

Hyperdisk 磁碟區的加密方式

根據預設，Compute Engine 會使用Google-owned and Google-managed encryption keys保護 Hyperdisk 磁碟區。您也可以使用客戶自行管理的加密金鑰 (CMEK) 加密 Hyperdisk 磁碟區。

詳情請參閱「關於磁碟加密」一文。

搭配 Hyperdisk 磁碟區使用機密運算

建立 Hyperdisk Balanced 磁碟時，只要啟用磁碟的機密模式，即可為磁碟新增硬體式加密功能。您只能搭配連結至機密 VM 的 Hyperdisk Balanced 磁碟使用機密模式。

詳情請參閱「Hyperdisk Balanced 磁碟區的機密模式」。

Hyperdisk 的耐用性

Compute Engine 會將 Hyperdisk 磁碟區的資料分配到多個實體磁碟，確保資料耐久性並發揮最佳效能。

磁碟耐用性是指一般磁碟在一般年份中，因設計而導致資料遺失的機率。Hyperdisk 資料遺失事件極為罕見，過去通常是因硬體故障、軟體錯誤或兩者合併所致。Google 採取多項措施，以降低業界普遍存在的無聲資料損毀風險。

耐久性是根據一組假設計算而得，包括硬體故障、災難性事件的可能性、Google 資料中心的隔離做法和工程程序，以及各磁碟類型使用的內部編碼。

Google Cloud 客戶的人為錯誤 (例如客戶不慎刪除磁碟) 不在 Hyperdisk 持久性範圍內。

下表列出各磁碟類型設計的耐用性。99.999% 的耐用性表示，如果使用 1,000 個 Hyperdisk 磁碟區，您可能一百年都不會遺失任何一個磁碟區。

Hyperdisk Balanced Hyperdisk Extreme Hyperdisk ML Hyperdisk Throughput Hyperdisk Balanced High Availability
高於 99.999% 高於 99.9999% 高於 99.999% 高於 99.999% 高於 99.9999%

支援的磁碟介面

視執行個體的機器類型而定，Hyperdisk 磁碟區會透過 NVMe 或 SCSI 介面，以磁碟形式掛接至 VM。

Hyperdisk 儲存空間集區

Hyperdisk 儲存空間集區可協助您降低區塊儲存空間總持有成本，並簡化區塊儲存空間管理作業。使用 Hyperdisk 儲存空間集區，您可以在單一專案中，透過最多 1,000 個磁碟共用容量和效能集區。儲存空間集區提供自動精簡配置和資料縮減功能，因此可提高效率。

儲存空間集區可簡化內部部署 SAN 遷移至雲端的程序，並讓您更輕鬆地為工作負載提供所需的容量和效能。

您可以在特定區域中，為專案的所有工作負載建立儲存集區，並預估容量和效能。接著，您可以在這個儲存集區中建立磁碟，並將磁碟連接至現有 VM。您也可以在儲存集區中建立磁碟，做為建立新 VM 的一部分。每個儲存空間集區都包含一種磁碟，例如 Hyperdisk Throughput。Hyperdisk 儲存空間集區分為兩種：

  • Hyperdisk Balanced 儲存空間集區：適用於一般用途工作負載，最適合搭配 Hyperdisk Balanced 磁碟
  • Hyperdisk Throughput 儲存空間集區：適用於串流、冷資料和分析工作負載，最適合使用 Hyperdisk Throughput 磁碟

如要瞭解如何使用 Hyperdisk 儲存空間集區，請參閱儲存空間集區簡介。

定價

系統會按照 Hyperdisk 磁碟區的總佈建容量計費，直到您刪除這些項目為止。即使磁碟區未連結至任何執行個體，或是執行個體已暫停或停止，仍會產生費用。系統會按月收取每 GiB 的費用。此外，系統也會針對下列項目向您收費：

  • 對於已超出基準值 3,000 的 IOPS 和 140 MiB/s 的處理量，Hyperdisk Balanced 會按照每月費率，針對佈建 IOPS 和佈建處理量 (以 MiB/s 為單位) 收取費用。
  • Hyperdisk Extreme 會按照佈建 IOPS 按月收費。
  • Hyperdisk ML 會按照佈建輸送量 (以 MiB/s 為單位) 按月收費。 將多個 VM 附加至單一 Hyperdisk ML 磁碟區不會產生額外費用。
  • Hyperdisk 處理量會按照佈建輸送量 (以 MiB/s 為單位) 按月收費。

由於區域磁碟的資料會寫入兩個位置，因此 Hyperdisk Balanced 高可用性儲存空間的費用是 Hyperdisk Balanced 儲存空間的兩倍。

如需更多定價資訊，請參閱「磁碟定價」。

Hyperdisk 和承諾使用折扣

Hyperdisk 磁碟區不適用於下列項目：

  • 依資源計算的承諾使用折扣 (CUD)
  • 續用折扣 (SUD)

Hyperdisk 和先占 VM 執行個體

Hyperdisk 可與 Spot VM (或先占 VM) 搭配使用。但 Hyperdisk 沒有折扣現貨價格。

Hyperdisk 的限制

  • 您無法從 Hyperdisk 磁碟區建立機器映像檔。
  • 您無法從 Hyperdisk Extreme、Hyperdisk Throughput 或 Hyperdisk Balanced High Availability 磁碟區建立映像檔。
  • 您無法從 Hyperdisk ML 或 Hyperdisk Throughput 磁碟區建立即時快照。
  • 您無法將 Hyperdisk Throughput 或 Hyperdisk Extreme 磁碟區連接至多部 VM。
  • Hyperdisk Extreme、Hyperdisk ML 和 Hyperdisk Throughput 磁碟區無法做為開機磁碟。
  • 您最多可以每 30 秒將 Hyperdisk ML 磁碟區連結至 100 個 VM。
  • 您無法透過快照或磁碟映像檔，以讀寫模式建立 Hyperdisk ML 磁碟。您必須以唯讀模式建立磁碟。
  • 如果為 Hyperdisk ML 磁碟區啟用唯讀模式，就無法重新啟用讀寫模式。
  • 如要以多重寫入器模式建立磁碟區，請參閱其他限制。
  • 如果您在機密模式下建立 Hyperdisk Balanced 磁碟區，請參閱其他限制。
  • 在 C3D 機型上使用 AMD SEV 的機密 VM 不支援 Hyperdisk Balanced 和 Hyperdisk Throughput。

後續步驟