Google Cloud Hyperdisk について

Google Cloud Hyperdisk は、Google Cloud の最新世代のネットワークブロックストレージサービスです。特に要求の厳しいミッションクリティカルなアプリケーション用に設計された Hyperdisk は、データの永続性と管理機能の包括的なスイートを備えた、スケーラブルで高性能なストレージサービスを提供します。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、スケーリングを簡単に行えます。

Hyperdisk のストレージ容量はパーティション分割され、仮想マシン（VM）インスタンスで個々のボリュームとして利用できます。Hyperdisk ボリュームは VM から切り離されており、VM 間でボリュームのアタッチ、切断、移動を行うことができます。Hyperdisk ボリュームに保存されたデータは、VM を再起動しても削除されても保持されます。

Hyperdisk ボリュームには次の機能があります。

Hyperdisk ボリュームは、VM 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 ボリュームは、Persistent Disk よりもパフォーマンスが大幅に向上します。Hyperdisk では、同じタイプのボリューム間でパフォーマンスが共有される Persistent Disk とは異なり、各ボリュームで専用の IOPS とスループットを得ることができます。1 つの VM に複数の Hyperdisk ボリュームを追加できます。
Hyperdisk を使用すると、パフォーマンスと容量を動的にスケーリングできます。ワークロードのストレージのパフォーマンスと容量のニーズに合わせて、プロビジョニングされた IOPS またはスループットとボリュームのサイズを 4 時間に 1 回調整できます。IOPS とスループットはスケールアップまたはスケールダウンできますが、容量は増やすことだけができます。
Hyperdisk ボリュームの最大サイズは、Hyperdisk Extreme では 64 TiB、Hyperdisk Throughput では 32 TiB です。VM には、合計で最大 257 TiB のディスク容量をプロビジョニングできます。

Hyperdisk を使用する場合

Hyperdisk ボリュームは、VM マシンタイプに応じて NVMe または SCSI ストレージインターフェースを使用します。

Hyperdisk Extreme: パフォーマンスが重視されるアプリケーション（Extreme Persistent Disk）で十分なパフォーマンスが得られない場合は、Hyperdisk Extreme ディスクを使用します。Hyperdisk Extreme ディスクは、最大 IOPS とスループットがより高いことが特長で、ハイパフォーマンスデータベースなどの要求の厳しいワークロードに対して高いパフォーマンスを提供します。
Hyperdisk Throughput: Hyperdisk Throughput を使用すると、スケールアウトワークロード（Hadoop や Kafka など）で必要に応じて容量とスループットを柔軟にプロビジョニングできます。Hyperdisk Throughput は、Persistent Disk の標準ボリュームと比較して効率性が向上し、TCO が削減されます。Hyperdisk Throughput は、スケールアウト分析、コスト重視のアプリ用のデータドライブ、コールドストレージに推奨されます。

Hyperdisk ストレージの仕組み

Hyperdisk ボリュームは、Persistent Disk ボリュームと同様に、VM がアクセスできる耐久性の高いネットワークストレージデバイスです。各 Hyperdisk 上のデータは、複数の物理ディスクに分散されます。Compute Engine は物理ディスクとデータ分散を管理して、冗長性と最適なパフォーマンスを確保します。

Hyperdisk ボリュームは VM とは独立して存在するため、VM を削除した後であっても、Hyperdisk ボリュームを切断または移動してデータを保持できます。Hyperdisk のパフォーマンスはサイズから切り離されているため、パフォーマンスを動的に更新し、既存の Hyperdisk ボリュームのサイズを変更するか、または VM に Hyperdisk ボリュームを追加して、パフォーマンスとストレージ容量の要件を満たすことができます。

Hyperdisk Extreme の制限事項

VM ごとに最大 8 個の Hyperdisk Extreme ボリュームをアタッチできます。
Hyperdisk Extreme ボリュームからイメージまたはマシンイメージを作成することはできません。
Hyperdisk Extreme ボリュームのクローンを作成することはできません。
Hyperdisk ボリュームはゾーン専用です。リージョン Hyperdisk ボリュームは作成できません。
読み取り専用モードで複数の VM を Hyperdisk Extreme ボリュームにアタッチすることはできません。
Hyperdisk ボリュームは、マルチライターモードで使用することはできません。また、複数の VM にアタッチすることもできません。
Hyperdisk ボリュームは、ブートディスクとして使用できません。

Hyperdisk Throughput の制限事項

1 つの VM に最大 30 個の Hyperdisk Throughput ボリュームをアタッチできます。
Hyperdisk Throughput ボリュームからイメージまたはマシンイメージを作成することはできません。
Hyperdisk Throughput ボリュームのクローンを作成することはできません。
Hyperdisk ボリュームはゾーン専用です。リージョン Hyperdisk ボリュームは作成できません。
読み取り専用 VM で複数の VM を Hyperdisk Throughput ボリュームにアタッチすることはできません。
Hyperdisk ボリュームは、マルチライターモードで使用することはできません。また、複数の VM にアタッチすることもできません。
Hyperdisk ボリュームは、ブートディスクとして使用できません。

Hyperdisk の容量

Hyperdisk Extreme と Hyperdisk Throughput の容量には、次の上限があります。

測定	Hyperdisk Extreme の上限	Hyperdisk Throughput の上限	Persistent Disk の上限
ディスクサイズ	64 GiB～64 TiB	2 TiB～32 TiB	64 TiB
VM あたりの最大ディスク数	8	30	128
VM あたりの最大容量（TiB）	257 TiB	257 TiB	257 TiB^*

^* VM にアタッチされた Hyperdisk Throughput ボリュームの最大合計ディスク容量は、1 vCPU と 2 vCPU の場合は 128 TiB、4 vCPU の場合は 256 TiB です。

マシンタイプのサポート

Hyperdisk Extreme は、次のマシンタイプをサポートしています。

Hyperdisk Extreme VM には 64 個以上の vCPU が必要です。一方、N2 VM と M1 VM には 80 個以上の vCPU が必要です。

Hyperdisk Throughput は、次のマシンタイプをサポートしています。

Hyperdisk のパフォーマンスの上限

次の表に、サポートされているマシンタイプの Hyperdisk のパフォーマンス上限を示します。

Persistent Disk のパフォーマンスの上限については、Persistent Disk のパフォーマンスの上限をご覧ください。

最大 IOPS レートは、読み取り IOPS または書き込み IOPS の場合です。読み取り IOPS と書き込み IOPS の両方を同時に実行する場合、合計レートがこの上限を超えることはできません。

Hyperdisk Extreme

マシンタイプ	最大 IOPS 読み取り/書き込み	最大スループット（MB/s）読み取り/書き込み
vCPU が 88 個の C3^*	350,000	5,000
vCPU が 176 個の C3^*	350,000	5,000
vCPU が 176 個の C3^*（プレビュー）	500,000	10,000
N2 VM	160,000	5,000
vCPU が 64 個の M3 VM	350,000	5,000
vCPU が 128 個の M3 VM	450,000	7,200
M2 VM	100,000	4,000
M1 VM	100,000	4,000

^* Microsoft Windows を使用する VM で Hyperdisk Extreme を使用する場合は、Windows VM インスタンスの既知の問題をご覧ください。

Hyperdisk Throughput

	最大合計スループット（MB/s） - 読み取りと書き込み ^*
vCPU 数	N2	N2D	T2D
1～3 個の vCPU	200	200	200
4～7 個の vCPU	240	240	240
8～15 個の vCPU	800	800	800
16～31 個の vCPU	1,200	1,200	1,200
32～47 個の vCPU	1,800	1,800	1,800
48～63 個の vCPU	2,400	2,400	2,400
64～127 個の vCPU	3,000	2,400	なし
128 個以上の vCPU	2,400	2,400	なし

^* 128 K 以上のシーケンシャル IO または 256 K 以上のランダム IO を想定しています。

C3 インスタンスで Hyperdisk Extreme のパフォーマンスが向上

Hyperdisk Extreme は、176 個の vCPU を搭載した C3 VM で最大 500,000 IOPS と 10 GB/秒を提供するようになりました。この改善により、Hyperdisk Extreme ボリュームでは、IOPS パフォーマンスが 40% 以上向上し、スループットパフォーマンスが 2 倍向上します。

Hyperdisk のリージョンの可用性

Hyperdisk は、次のリージョンまたはゾーンで使用できます。

Hyperdisk Extreme

彰化県（台湾） - asia-east1
東京（日本） - asia-northeast1
大阪（日本） - asia-northeast2
ソウル（韓国） - asia-northeast3
ムンバイ（インド） - asia-south1
デリー（インド） - asia-south2
ジュロンウェスト（シンガポール） - asia-southeast1
ジャカルタ（インドネシア） - asia-southeast2
シドニー（オーストラリア） - australia-southeast1
マドリード（スペイン） - europe-southwest1
サンギスラン（ベルギー） - europe-west1
ロンドン（イギリス） - europe-west2
フランクフルト（ドイツ） - europe-west3
エームスハーヴェン（オランダ） - europe-west4
チューリッヒ（スイス） - europe-west6
ミラノ（イタリア） - europe-west8
パリ（フランス） - europe-west9
テルアビブ（イスラエル） - me-west1
モントリオール（ケベック州） - northamerica-northeast1
トロント（オンタリオ州） - northamerica-northeast2
サンパウロ州オザスコ（ブラジル） - southamerica-east1
カウンシルブラフス（アイオワ州） - us-central1
モンクスコーナー（サウスカロライナ州） - us-east1
アッシュバーン（バージニア州） - us-east4
ザダルズ（オレゴン州） - us-west1
ロサンゼルス（カリフォルニア州） - us-west2
ソルトレイクシティ（ユタ州） - us-west3
ラスベガス（ネバダ州） - us-west4

Hyperdisk Throughput

リージョン: カウンシルブラフス（アイオワ州） - us-central1
リージョン: アッシュバーン（バージニア州） - us-east4
リージョン: ジュロンウェスト（シンガポール） - asia-southeast1
リージョン: エームスハーヴェン（オランダ） - europe-west4
リージョン: モンクスコーナー（サウスカロライナ州） - us-east1
ゾーン: ムンバイ（インド） - asia-south1-a

Hyperdisk の IOPS とスループットのプロビジョニングについて

サイズに応じてパフォーマンスが自動的に向上する Persistent Disk とは異なり、Hyperdisk ではパフォーマンスを直接プロビジョニングできます。パフォーマンスをプロビジョニングするには、特定のボリュームに対して必要なパフォーマンスレベルを選択します。個々のボリュームでパフォーマンスが完全に分離されます。つまり、各ボリュームにプロビジョニングされたパフォーマンスが適用されます。

Hyperdisk の IOPS について

プロビジョニングされた IOPS は、Hyperdisk Extreme ボリュームでは変更できますが、Hyperdisk Throughput ボリュームでは変更できません。

Hyperdisk Extreme ボリュームが提供する最大 IOPS とスループットレベルを達成するには、次のワークロードパラメータを考慮する必要があります。

I/O サイズ: IOPS の上限は、I/O サイズが 4 KB または 16 KB であることを前提としています。最大スループットの上限は、64 KB 以上の I/O サイズを使用していることを前提としています。
キューの長さ: キューの長さは、ボリュームに対する保留中のリクエストの数です。最大パフォーマンスの上限を達成するには、ワークロードの I/O サイズ、IOPS、レイテンシ感度に応じてキューの長さをチューニングする必要があります。最適なキューの長さはワークロードによって異なりますが、一般的には 256 より大きくする必要があります。
ワーキングセットサイズ: ワーキングセットのサイズは、短時間にアクセスされるボリュームデータの量を表します。最適なパフォーマンスを実現するには、ワーキングセットのサイズを 32 GiB 以上にする必要があります。
アタッチされた複数のディスク: Hyperdisk Extreme ボリュームは、同じ VM にアタッチされているすべての Persistent Disk ボリュームと Hyperdisk ボリュームとの間で、VM ごとの最大 IOPS とスループットの上限を共有します。Hyperdisk Extreme ボリュームのパフォーマンスをモニタリングする場合は、同じ VM にアタッチされている他のボリュームに送信する I/O リクエストを考慮してください。

詳細については、Hyperdisk のパフォーマンスの最適化をご覧ください。

Hyperdisk Extreme の IOPS

Hyperdisk Extreme ボリュームを作成するときに IOPS の値を指定しなかった場合は、デフォルト値が使用されます。これは、ディスク容量 1 GiB あたり 100 IOPS またはマシンタイプの最大 IOPS のいずれか少ない方となります。Hyperdisk Extreme ボリュームに対し、カスタム IOPS レベルをプロビジョニングできます。プロビジョニングされる IOPS は、次のルールに従う必要があります。

ディスク容量 1 GiB あたり 2 IOPS 以上、1,000 IOPS 以下
マシンタイプに応じて、ボリュームあたり最大 450,000

Hyperdisk Throughput の IOPS

Hyperdisk Throughput ボリュームの場合、IOPS は、プロビジョニングされたスループットに応じてスケーリングします。レートは、ランダム I/O の場合は MB/s あたり 4 IOPS、シーケンシャル I/O の場合は MB/s あたり 8 IOPS です。ただし、Hyperdisk Throughput ボリュームがアタッチされている VM のマシンタイプによって IOPS が最終的に制限されます。

Hyperdisk のスループットについて

プロビジョニングされたスループットは、Hyperdisk Throughput ボリュームでは変更できますが、Hyperdisk Extreme ボリュームでは変更できません。

Hyperdisk Throughput ボリュームが提供する最大スループットレベルを達成するには、次のワークロードパラメータを考慮する必要があります。

I/O サイズ: 最大スループットの上限は、128 KB 以上のシーケンシャル I/O サイズまたは 256 KB 以上のランダム I/O サイズを前提としています。
キューの長さ: キューの長さは、ボリュームに対する保留中のリクエストの数です。最大パフォーマンスの上限を達成するには、ワークロードの I/O サイズ、IOPS、レイテンシ感度に応じてキューの長さをチューニングする必要があります。最適なキューの長さはワークロードによって異なりますが、一般的には 256 より大きくする必要があります。
複数のアタッチされたディスク: 複数の Hyperdisk Throughput ボリュームを VM にアタッチしたとき、すべての Hyperdisk Throughput ボリュームに対してプロビジョニングされた合計スループットがマシンタイプのドキュメントに記載されている上限を超える場合、合計ディスクパフォーマンスはマシンタイプの上限を超えないものとします。

詳細については、Hyperdisk のパフォーマンスの最適化をご覧ください。

Hyperdisk Extreme のスループット

Hyperdisk Extreme ボリュームの場合、スループットは I/O あたり 256 KB/s のスループットのレートでプロビジョニングする IOPS 数に応じてスケーリングされます。ただし、最終的にスループットには、Hyperdisk Extreme ボリュームがアタッチされている VM インスタンスの vCPU の数に依存する VM ごとの上限があります。

Hyperdisk Extreme ボリュームのスループットは、全二重通信ではありません。Hyperdisk パフォーマンスの上限に記載されている最大スループット上限は、読み取り / 書き込みスループットの合計に適用されます。

Hyperdisk Throughput のスループット

スループットの値を指定しない場合は、デフォルト値が使用されます。これはディスク容量 1 TiB あたり 90 MB/s ですが、ディスクあたりの最大スループットを超えることはありません。

Hyperdisk Throughput ボリュームにカスタムスループットレベルをプロビジョニングできます。プロビジョニングされたスループットは、次のルールに従う必要があります。

容量 1 TiB あたり 10 MB/s 以上、90 MB/s 以下。
ボリュームあたり最大 600 MB/s。

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。月単位、GiB 単位で課金されます。さらに、以下に対して課金されます。

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 Throughput では、プロビジョニングされたスループット（1 秒あたりの MB 数）に基づいて月額料金が課金されます。

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 Spot の料金がありません。

次のステップ

Hyperdisk ボリュームの作成方法を学習する。
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。