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用磁碟。如果您需要為運算執行個體 (虛擬機器 (VM) 執行個體、容器和裸機執行個體) 建立開機磁碟或資料磁碟，Google 建議您使用 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

有了 Hyperdisk，您就能佈建、管理及擴充 Compute Engine 工作負載，而無須支付一般內部儲存區網路 (SAN) 的費用，也不必面對其複雜性。

Hyperdisk 磁碟區具有下列功能：

  • 做為實體磁碟運作：您可以將 Hyperdisk 磁碟區與運算執行個體搭配使用，就像是將實體磁碟連結至執行個體一樣。從 Hyperdisk 磁碟區讀取或寫入資料時，資料會透過網路傳輸。

  • 效能更高：Hyperdisk 可利用 Google 的 Titanium 儲存空間卸載技術，提供比永久磁碟更高的 IOPS 和總處理量。

  • 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：在發生可用區或區域服務中斷的罕見情況下，您可以啟用下列一或兩項功能，確保資料的高可用性：

    • 如要保護可用區服務中斷時的資料，請使用 Hyperdisk Balanced High Availability。Hyperdisk 平衡高可用性磁碟區的資料會在同一個區域的兩個可用區之間同步複製，以防範最多一個可用區服務中斷。

    • 如要保護資料免受區域性服務中斷的影響，請使用非同步複製功能，在其他區域維護資料的複本。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複本。如果發生區域性服務中斷情形，您可以將資料容錯移轉至次要區域。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 磁碟區連結的運算子例項。

  • 可在 VM 之間共用：針對高可用性工作負載，多個 VM 可共用特定的 Hyperdisk 類型。每個 VM 都能同時讀寫或唯讀存取磁區。

  • 支援集區容量和效能：為簡化規劃、避免過度配置儲存空間，並降低成本，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

如要將 Hyperdisk 磁碟區新增至工作負載，您必須選擇 Hyperdisk 類型。每種 Hyperdisk 類型都是針對特定類型的工作負載而設計及最佳化。以下列出可用的 Hyperdisk 類型。

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

對於多數工作負載，我們建議使用 Hyperdisk Balanced。

如要選取 Hyperdisk 類型，請將工作負載類型和效能需求與下表中的資訊進行比較。如需特定 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
  • 設計用於最適合大多數工作負載
  • 價格和效能兼具
  • 支援最多 8 個執行個體同時讀取/寫入相同磁碟區
 IOPS：160,000
傳輸量：2,400 MiB/s
Hyperdisk 已平衡的高可用性
  • 提供相同區域內兩個區域的資料複製功能，以便快速進行容錯移轉
  • 支援同時透過最多 8 個執行個體存取相同磁碟區的讀寫權限
 IOPS：100,000
傳輸量：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
傳輸量：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。
  • 提供最高的唯讀處理量
 IOPS：19,200,0002
傳輸量：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
  • 頻寬和容量密集型應用程式 (不需要高 IOPS) 的高速總處理量
  • 適用於成本敏感應用程式的高性價比資料磁碟
 IOPS：2,4002
傳輸量：600 MiB/s

1 您無法為 Hyperdisk Extreme 磁碟區指定處理量等級。佈建輸送量會根據您指定的 IOPS 等級計算。
2 您無法為 Hyperdisk Throughput 和 Hyperdisk ML 磁碟區指定 IOPS 等級。佈建的 IOPS 會根據您指定的吞吐量等級。

Hyperdisk 效能

以下是 Hyperdisk 主要效能概念的摘要：

  • 您可以設定每個 Hyperdisk 磁碟區的效能 (IOPS 和/或總處理量) 限制和大小。您也可以在不變更磁碟區大小的情況下，增加或減少 Hyperdisk 磁碟區的效能。
  • 您指定的成效限制稱為已佈建成效。配置效能並非預期效能，而是磁碟可達到的最高效能。
  • Hyperdisk 磁碟區的實際效能，是指在使用磁碟區時觀察到的效能。
  • 如要讓 Hyperdisk 磁碟區達到已配置的效能，您必須將其附加至支援相同或更高效能的運算執行個體。

如要進一步瞭解 Hyperdisk 效能運作方式，請參閱「關於 Hyperdisk 效能」。 如要瞭解各類型 Hyperdisk 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 建議您比較 Hyperdisk 處理量與硬碟的延遲時間。您可以將 Hyperdisk Balanced、Hyperdisk Balanced High Availability、Hyperdisk Extreme 和 Hyperdisk ML 的延遲時間，與企業級 SSD 的延遲時間進行比較。

Hyperdisk Balanced 和 Hyperdisk Extreme 可提供低於毫秒的延遲時間。

Hyperdisk 的機器系列支援

本節列出每種 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 與 GPU — — — — —
A4X — — —
A4 — — —
A3 (H200) — —
A3 (H100)
A2 — — — —
G2 — — —

機器類型限制

本節列出各 Hyperdisk 類型支援的機器系列適用限制。

  • 如要搭配 A3 虛擬機使用 Hyperdisk Balanced，虛擬機至少必須有 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 機器類型至少需要 64 個 vCPU。
    • M4 機器類型至少需要 112 個 vCPU。
    • N2 需要 80 個以上的 vCPU；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 的區域可用性

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。下表摘要列出各超磁碟類型的地區供應情形。

Hyperdisk 類型 支援的地區
Hyperdisk Balanced 適用於所有區域和區域
Hyperdisk Balanced High Availability 僅限 Hyperdisk 平衡高可用性功能的地區可用性中列出的地區
Hyperdisk Extreme 僅限 Hyperdisk Extreme 的區域供應情形中列出的區域
Hyperdisk ML 僅限 Hyperdisk ML 的地區可用性中列出的地區
Hyperdisk Throughput 適用於所有區域和區域

在 VM 之間共用 Hyperdisk 磁碟區

您可以同時將相同的磁碟區連接至多個 VM，在多個 VM 之間共用 Hyperdisk 磁碟區。

支援下列情況：

  • 從多個 VM 同時讀寫存取單一磁區。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。

  • 從多個 VM 同時存取單一磁碟區的唯讀存取權。這比使用多個含有相同資料的磁碟更具成本效益。建議用於加速器最佳化機器學習工作負載。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。

如要瞭解磁碟共用功能，請參閱「在 VM 之間共用磁碟」。

為 Hyperdisk 磁碟區提供高可用性和災難復原保護

您可以啟用複製功能，也就是在其他區域或地區維護資料的副本，以便在發生區域或地區性服務中斷的罕見情況下保護資料。

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，您必須使用 Hyperdisk 平衡高可用性磁碟區。可用區複製功能僅支援 Hyperdisk Balanced High Availability 這一種 Hyperdisk 類型。

詳情請參閱「關於同步磁碟複製」。

跨區域非同步複製

您可以啟用非同步複製功能，在發生區域性服務中斷的情況下保護資料。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，您可以使用非同步複製功能，將磁碟區複製到 us-east4 區域中的次要磁碟區。如果 us-west1 中的磁碟區無法使用，您可以使用 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

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」。

使用 Hyperdisk 磁碟區進行機密運算

您可以為 Hyperdisk 平衡磁碟啟用機密模式，為磁碟新增硬體加密功能。您只能在連結至機密 VM 的 Hyperdisk Balanced 磁碟上使用機密模式。

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 磁區中的資料分散至多個實體磁碟，確保耐用性並發揮最佳效能。

磁碟耐用性代表的是磁碟在典型一年內，因設計而導致資料遺失的可能性。超磁碟資料遺失事件非常罕見，過去都是由協調的硬體故障、軟體錯誤或兩者皆有所致。Google 採取許多措施，以降低業界普遍存在的資料毀損風險。

計算耐用性時，我們會根據一組假設來計算硬體故障、災難事件發生的可能性、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 (例如客戶不小心刪除磁碟) 不在 Hyperdisk 耐用性的範圍內。

下表列出各磁碟類型的耐用性設計。99.999% 耐用性表示如果有 1,000 個 Hyperdisk 磁碟區，您可能會在百年內不損失任何一個。

Hyperdisk Balanced Hyperdisk Extreme Hyperdisk ML Hyperdisk Throughput Hyperdisk Balanced High Availability
高於 99.999% 可用性高於 99.9999% 高於 99.999% 高於 99.999% 可用性高於 99.9999%

支援的磁碟介面

超級磁碟區塊會使用 NVMe 或 SCSI 介面，在 VM 上掛載為磁碟，具體取決於執行個體的機器類型。

Hyperdisk 儲存空間集區

透過 Hyperdisk 儲存空間集區，您可以更輕鬆地降低區塊儲存空間的總持有成本，並簡化區塊儲存空間管理作業。有了 Hyperdisk 儲存空間集區，您就能在單一專案中，將容量和效能集區共用至最多 1,000 個磁碟。儲存空間集區提供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 的雲端遷移作業，並讓工作負載更輕鬆地提供所需的容量和效能。

您可以建立儲存空間集區，為特定區域中專案的所有工作負載提供預估容量和效能。接著，您可以在這個儲存體資源池中建立磁碟，並將磁碟連接至現有的 VM。您也可以在建立新的 VM 時，在儲存體資源池中建立磁碟。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類型：

  • Hyperdisk Balanced 儲存空間集區：適用於 Hyperdisk Balanced 磁碟最適合處理的一般用途工作負載
  • Hyperdisk Throughput 儲存空間集區：適用於串流、冷資料和分析工作負載，這些工作負載最適合由 Hyperdisk Throughput 磁碟提供

如要瞭解如何使用 Hyperdisk 儲存空間集區，請參閱「關於儲存空間集區」一文。

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。即使磁碟區未連接至任何執行個體，或是執行個體已暫停或停止，仍會產生費用。我們會按月每 GiB 收費。此外，系統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 連結至單一 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 平衡高可用性儲存空間的費用是 Hyperdisk 平衡儲存空間的兩倍。

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。不過，Hyperdisk 沒有折扣的即時價格。

Hyperdisk 的限制

  • 您無法透過 Hyperdisk 磁碟建立機器映像檔。
  • 您無法使用快照或映像檔在多重寫入模式下備份磁碟。您必須先停用多寫入模式。
  • 您無法從 Hyperdisk Extreme、Hyperdisk Throughput 或 Hyperdisk Balanced High Availability 磁碟區建立映像檔。
  • 您無法透過 Hyperdisk ML 或 Hyperdisk Throughput 磁碟區建立即時快照。
  • 您無法將 Hyperdisk Throughput 或 Hyperdisk Extreme 磁碟區連接至多個 VM。
  • Hyperdisk Extreme、Hyperdisk ML 和 Hyperdisk Throughput 磁碟區無法做為開機磁碟。
  • 您最多可將 Hyperdisk ML 磁碟區連接至 100 個 VM，每 30 秒最多連接一次。
  • 您無法透過快照或磁碟映像檔，以讀取/寫入模式建立 Hyperdisk ML 磁碟。您必須在唯讀模式下建立磁碟。
  • 如果您為 Hyperdisk ML 磁碟機體積分區啟用唯讀模式，就無法重新啟用讀寫模式。
  • 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 機器類型上，採用 AMD SEV 的機密 VM 不支援 Hyperdisk Balanced 和 Hyperdisk Throughput。

後續步驟