Google Cloud Hyperdisk 是 Google Cloud 中的最新一代网络块存储服务。Hyperdisk 专为要求最苛刻的任务关键型应用而设计，提供可扩缩的高性能存储服务，具有一整套数据持久性和管理功能。借助 Hyperydisk，您可以预配、管理和扩缩 Compute Engine 工作负载，而不会产生典型的本地存储区域网络 (SAN) 的费用和复杂性。
Hyperdisk 存储容量经过分区，并作为单独的卷提供给虚拟机 (VM) 实例。Hyperdisk 卷与虚拟机分离，使您可以在虚拟机之间挂接、分离和移动卷。存储在 Hyperdisk 卷中的数据在虚拟机重新启动和删除后保持不变。
Hyperdisk 卷具有以下功能：
- 使用 NVMe 或 SCSI 接口将 Hyperdisk 卷作为磁盘装载到虚拟机中，具体取决于虚拟机的机器类型。
- 与永久性磁盘相比，Hyperdisk 卷的性能要好得多。与 Persistent Disk 相比，使用 Hyperdisk，每个卷都可以获得专用的 IOP 和吞吐量，而 Persistent Disk 的性能在相同类型的卷之间共享。您可以将多个 Hyperdisk 卷添加到单个虚拟机。
- Hyperdisk 可让您动态扩缩性能和容量。您可以每 4 小时调整一次预配的 IOPS、吞吐量和卷的大小，以满足工作负载存储性能和容量需求。IOPS 和吞吐量可以增加或减少，但容量只能增加。
- Hyperdisk 卷大小上限为：
- Hyperdisk Balanced（预览版）为 64 TiB
- Hyperdisk Extreme 为 64 TiB
- Hyperdisk Throughput 为 32 TiB
您可以为虚拟机预配高达 512 TiB 的总容量或高达 257 TiB 的 Persistent Disk 容量。
何时使用 Hyperdisk
Hyperdisk 卷使用 NVMe 或 SCSI 存储接口，具体取决于虚拟机机器类型。
Hyperdisk Balanced：（预览版）Hyperdisk Balanced 最适合大多数工作负载。Hyperdisk Balanced 非常适合不需要 Hyperdisk Extreme 性能的各种应用场景，例如 LOB 应用、Web 应用和中层级数据库。
Hyperdisk Extreme：对于极端永久性磁盘无法提供足够性能的性能关键型应用，请使用 Hyperdisk Extreme 磁盘。Hyperdisk Extreme 磁盘具有更高的最大 IOPS 和吞吐量，并为要求非常苛刻的工作负载（例如高性能数据库）提供高性能。
Hyperdisk Throughput：Hyperdisk Throughput 允许您根据需要为横向扩容工作负载（例如 Hadoop 和 Kafka）灵活预配容量和吞吐量。与 Standard Persistent Disk 卷相比，Hyperdisk Throughput 提高了效率并降低了 TCO。对于横向扩容分析、适用于成本敏感的应用的数据硬盘和冷存储，建议使用 Hyperdisk Throughput。
Hyperdisk 存储的工作原理
Hyperdisk 卷是虚拟机可以访问的持久性网络存储设备，类似于永久性磁盘卷。每个 Hyperdisk 上的数据分布在多个物理磁盘中。Compute Engine 为您管理物理磁盘和数据分布，以确保冗余和最佳性能。
Hyperdisk 卷的位置与虚拟机不同，因此即使在删除虚拟机后，您也可以分离或移动 Hyperdisk 卷以保留数据。Hyperdisk 性能与大小无关，因此您可以动态更新性能、调整现有的 Hyperdisk 卷大小或向虚拟机添加更多 Hyperdisk 卷，以满足您的性能和存储空间要求。
Hyperdisk 的限制
- 每个虚拟机最多可以挂接 8 个 Hyperdisk Balanced 和 Hyperdisk Extreme 卷。对于 Hyperdisk Throughput，每个虚拟机最多可以挂接 30 个卷。
- 您无法通过 Hyperdisk 卷创建映像或机器映像。
- 您无法克隆 Hyperdisk 卷。
- Hyperdisk 卷是可用区级的。您无法创建区域级 Hyperdisk 卷。
- 您无法以只读模式将多个虚拟机挂接到 Hyperdisk 卷。
- Hyperdisk 卷不能用于多写入者模式，也不能挂接到多个虚拟机。
- Hyperdisk Extreme 和 Hyperdisk Throughput 卷不能用作启动磁盘。
Hyperdisk 容量
Hyperdisk 存在以下容量限制。
| 测量结果 | Hyperdisk Balanced 限制 | Hyperdisk Extreme 限制 | Hyperdisk Throughput 限制 | 永久性磁盘限制 |
|---|---|---|---|---|
| 磁盘大小 | 4 GiB 到 64 TiB | 64 GiB 到 64 TiB | 2 TiB 到 32 TiB | 64 TiB |
| 每个虚拟机的磁盘数量上限 | 8 | 8 | 30 | 128 |
| 每个虚拟机的容量上限 (TiB) |
|
|
|
257 TiB |
支持的机器类型
- 平衡 Hyperdisk
- Hyperdisk Balanced（预览版）支持 H3 机器类型。
- Hyperdisk Extreme
Hyperdisk Extreme 支持以下机器类型：
- 具有 88 个或更多 vCPU 的 C3
- 具有 80 个或更多 vCPU 的 M1
- M2
- 具有 64 个或更多 vCPU 的 M3
- 具有 80 个或更多 vCPU 的 N2
- Hyperdisk Throughput
Hyperdisk Throughput 支持以下机器类型：
- N2
- N2D
- T2D
Hyperdisk 性能限制
下表列出了受支持机器类型的每个虚拟机的 Hyperdisk 性能限制。
如需了解永久性磁盘性能限制，请参阅永久性磁盘的性能限制。
IOPS 速率上限适用于读取 IOPS 或写入 IOPS。如果同时执行读写 IOPS，则总速率不能超过此限制。
平衡 Hyperdisk
此功能处于预览版阶段。
| 机器类型 | IOPS 上限 - 读取/写入 | 吞吐量上限 - 读取/写入 |
|---|---|---|
h3-standard-88 |
15000 | 240 MiBps |
Hyperdisk Extreme
| 机器类型 | 最大 IOPS 读写 |
吞吐量上限 (MiBps) 读取/写入 |
|---|---|---|
| 具有 88 个 vCPU 的 C3* | 350,000 | 5,000 |
| 具有 176 个 vCPU 的 C3 * | 350,000 | 5000 |
| 具有 176 个 vCPU 的 C3*（预览版） | 50 万 | 10,000 |
| N2 虚拟机 | 160,000 | 5000 |
| 具有 64 个 vCPU 的 M3 虚拟机 | 350,000 | 5000 |
| 具有 128 个 vCPU 的 M3 虚拟机 | 450,000 | 7,200 |
| M2 虚拟机 | 100,000 | 4000 |
| M1 虚拟机 | 100000 | 4000 |
* 如果将 Hyperdisk Extreme 与使用 Microsoft Windows 的虚拟机搭配使用，请参阅 Windows 虚拟机实例的已知问题。
Hyperdisk Throughput
| 总吞吐量上限 (MiBps) - 读取和写入 * | |||
|---|---|---|---|
| vCPU 数量 | N2 | N2D | T2D |
| 1 到 3 个 vCPU | 200 | 200 | 200 |
| 4 到 7 个 vCPU | 240 | 240 | 240 |
| 8 到 15 个 vCPU | 800 | 800 | 800 |
| 16 到 31 个 vCPU | 1200 | 1200 | 1200 |
| 32 到 47 个 vCPU | 1800 | 1800 | 1800 |
| 48 到 63 个 vCPU | 2400 | 2400 | 2400 |
| 64 到 127 个 vCPU | 3,000 | 2400 | 不适用 |
| 128 个或更多 vCPU | 2400 | 2400 | 不适用 |
* 假设至少 128K 的顺序 IO 或至少 256K 的随机 IO。
C3 实例上的更高 Hyperdisk Extreme 性能
Hyperdisk Extreme 现在可在具有 176 个 vCPU 的 C3 虚拟机上提供高达 500,000 IOPS 和 10 GiBps 吞吐量。这一改进使 Hyperdisk Extreme 卷的 IOPS 性能提升 40% 以上，吞吐量性能达到 2 倍。
由于 Hyperdisk Extreme 的每个磁盘的限制为 350,000 IOPS 和 5 GiBps 吞吐量，因此您必须挂接多个 Hyperdisk Extreme 卷才能实现这种级别的每虚拟机性能。
Hyperdisk 区域可用性
Hyperdisk 可用于以下区域或可用区：
平衡 Hyperdisk
此功能处于预览版阶段。
- 荷兰埃姆斯哈文—
europe-west4 - 爱荷华州，康瑟尔布拉夫斯—
us-central1
Hyperdisk Extreme
- 台湾彰化—
asia-east1 - 日本东京—
asia-northeast1 - 日本大阪—
asia-northeast2 - 韩国首尔—
asia-northeast3 - 印度孟买—
asia-south1 - 印度德里—
asia-south2 - 新加坡裕廊西—
asia-southeast1 - 印度尼西亚雅加达—
asia-southeast2 - 澳大利亚悉尼—
australia-southeast1 - 西班牙马德里—
europe-southwest1 - 比利时圣吉斯兰—
europe-west1 - 英国伦敦—
europe-west2 - 德国法兰克福—
europe-west3 - 荷兰埃姆斯哈文—
europe-west4 - 瑞士苏黎世—
europe-west6 - 意大利米兰—
europe-west8 - 法国巴黎—
europe-west9 - 以色列特拉维夫—
me-west1 - 魁北克省，蒙特利尔—
northamerica-northeast1 - 安大略省，多伦多—
northamerica-northeast2 - 巴西奥萨斯库（圣保罗）—
southamerica-east1 - 爱荷华州，康瑟尔布拉夫斯—
us-central1 - 南卡罗来纳州，蒙克斯科纳—
us-east1 - 弗吉尼亚州，阿什本—
us-east4 - 俄勒冈州，达尔斯—
us-west1 - 加利福尼亚州，洛杉矶—
us-west2 - 犹他州，盐湖城—
us-west3 - 内华达州，拉斯维加斯—
us-west4
Hyperdisk Throughput
- 区域：爱荷华州，康瑟尔布拉夫斯—
us-central1 - 区域：弗吉尼亚州，阿什本—
us-east4 - 区域：新加坡，裕廊西—
asia-southeast1 - 区域：荷兰，埃姆斯哈文—
europe-west4 - 区域：南卡罗来纳州，蒙克斯科纳—
us-east1 - 可用区：印度，孟买—
asia-south1-a
关于 Hyperdisk 的 IOPS 和吞吐量预配
与性能随大小自动调节的 Persistent Disk 不同，Hyperdisk 可以直接预配性能。如需预配性能，请为给定卷选择目标性能级别。单个卷具有完整的性能隔离（每个卷均预配了性能）。
关于 Hyperdisk IOPS
您可以修改 Hyperdisk Balanced（预览版）和 Hyperdisk Extreme 卷的预配 IOPS，但不能修改 Hyperdisk Throughput 卷的预配 IOPS。
为了达到 Hyperdisk 卷提供的 IOPS 和吞吐量级别上限，您必须考虑以下工作负载参数：
- I/O 大小：最大 IOPS 限制假定您使用的 I/O 大小为 4 KB 或 16 KB。最大吞吐量限制假定您使用的 I/O 大小至少为 64 KB。
- 队列长度：队列长度是卷的待处理请求数。要达到性能上限，您必须根据工作负载的 I/O 大小、IOPS 和延迟时间敏感程度来调整队列长度。最佳队列长度因每个工作负载而异，但通常应大于 256。
- 工作集大小：工作集大小是在短时间内访问的磁盘数据量。为了获得最佳性能，工作集大小必须大于或等于 32 GiB。
- 多个挂接的磁盘：Hyperdisk 卷与挂接到同一虚拟机的所有 Persistent Disk 和 Hyperdisk 卷共享每个虚拟机的 IOPS 和吞吐量上限。使用多个挂接的磁盘时，每个磁盘的性能限制与其在所有挂接的 Hyperdisk 卷上预配的总 IOPS 成正比。监控 Hyperdisk 卷的性能时，请将您要发送到同一虚拟机所挂接的其他卷的所有 I/O 请求考虑在内。
但是，Hyperdisk 卷的 IOPS 最终受限于挂接卷的虚拟机的每个虚拟机限制。如需查看这些限制，请参阅 Hyperdisk 性能限制。
如需详细了解如何提高性能，请参阅优化 Hyperdisk 的性能。
Hyperdisk Balanced 的 IOPS
如果您在创建 Hyperdisk Balanced 卷时未指定 IOPS 值，则系统会使用默认值 3,600 IOPS。您可以为 Hyperdisk Balanced 卷预配自定义 IOPS 级别。预配的 IOPS 必须遵循以下规则：
- 最小值：每 GiB 磁盘容量 3,000 IOPS 或 500 IOPS 中的较小值。
- 最大值：每 GiB 磁盘容量 500 IOPS，但不超过 160,000。
Hyperdisk Extreme IOPS
如果您在创建 Hyperdisk Extreme 卷时未指定 IOPS 值，则系统会使用默认值，即每 GiB 磁盘容量 100 IOPS 或机器类型的 IOPS 上限中的较小值。您可以为 Hyperdisk Extreme 卷预配自定义 IOPS 级别。预配的 IOPS 必须遵循以下规则：
- 每 GiB 磁盘容量至少 2 IOPS，但每 GiB 容量不超过 1,000 IOPS
- 每卷最高 450,000，具体取决于机器类型
Hyperdisk Throughput IOPS
对于 Hyperdisk Throughput 卷，IOPS 会根据预配的吞吐量进行扩缩，速率为 4 IOPS/MiBps（对于随机 I/O）或 8 IOPS/MiBps（对于顺序 I/O）。但是，IOPS 最终受挂接 Hyperdisk Throughput 卷的虚拟机的机器类型的限制。
Hyperdisk 吞吐量简介
您可以修改 Hyperdisk Balanced（预览版）卷和 Hyperdisk Throughput 卷的预配吞吐量，但不能修改 Hyperdisk Extreme 卷的预配吞吐量。
为了达到 Hyperdisk 卷提供的吞吐量级别上限，您必须考虑以下工作负载参数：
- I/O 大小：最大吞吐量限制假定您使用的是大小至少为 128 KB 的顺序 I/O ，或大小至少为 256 KB 的随机 I/O。
- 队列长度：队列长度是卷的待处理请求数。要达到性能上限，您必须根据工作负载的 I/O 大小、IOPS 和延迟时间敏感程度来调整队列长度。最佳队列长度因每个工作负载而异，但通常应大于 256。
- 多个挂接的磁盘：如果您将多个 Hyperdisk 卷挂接到虚拟机，并且为所有 Hyperdisk 卷预配的总吞吐量超过针对机器类型记录的限制，则总磁盘性能不会超过机器类型的限制。
如需了解详情，请参阅优化 Hyperdisk 的性能。
Hyperdisk Balanced 的吞吐量
如果您未指定吞吐量值，则卷会使用默认值 140 MiBps。
您可以为 Hyperdisk Balanced 卷预配自定义吞吐量级别。每个磁盘的预配吞吐量必须遵循以下规则：
- 最小值：140 MiBps 或配置的 IOPS 除以 256 所得值中的较大值。
- 最大值：预配的 IOPS 除以 4 所得值，但不超过 2,400 MiBps。
Hyperdisk Extreme 吞吐量
对于 Hyperdisk Extreme 卷，吞吐量会根据您预配的 IOPS 数量进行扩缩，速率为每个 I/O 256 KiBps 的吞吐量。但是，吞吐量最终受限于每个虚拟机的限制，具体取决于挂接 Hyperdisk Extreme 卷的虚拟机上的 vCPU 数。
Hyperdisk Extreme 卷的吞吐量不是全双工。 Hyperdisk 性能限制中列出的最大吞吐量限制适用于读取和写入吞吐量的总和。
Hyperdisk Throughput 吞吐量
如果您未指定吞吐量值，则系统会使用默认值，即每 TiB 磁盘容量为 90 MiBps，但不超过每个磁盘支持的吞吐量上限。
您可以为 Hyperdisk Throughput 卷预配自定义吞吐量级别。预配的吞吐量必须遵循以下规则：
- 每 TiB 容量至少为 10 MiBps，但每 TiB 容量不超过 90 MiBps。
- 每个卷最多 600 MiBps。
价格
您需要支付 Hyperdisk 卷的总预配容量的费用，直到您将其删除。您每月按 GiB 付费。此外，您需要为以下各项支付费用：
- 对于超出基准值 3,000 IOPS 和 140 MiBps 吞吐量的部分，Hyperdisk Balanced（预览版）根据预配的 IOPS 和预配的吞吐量（以 MiBps 为单位）按月收费。
- Hyperdisk Extreme 根据预配的 IOPS 按月收费。
- Hyperdisk Throughput 根据预配的吞吐量（以 MiBps 为单位）按月收费。
如需详细了解价格信息，请参阅磁盘价格。
Hyperdisk 和承诺使用折扣
[ 卷不能享受以下折扣：
- 基于资源的承诺使用折扣 (CUD)
- 持续使用折扣 (SUD)
Hyperdisk 和抢占式虚拟机实例
Hyperdisk 可与 Spot 虚拟机（或抢占式虚拟机）搭配使用。但 Hyperdisk 没有 spot 折扣价格。
后续步骤
- 了解如何创建 Hyperdisk 卷。
- 查看磁盘价格信息。
- 了解如何优化 Hyperdisk 的性能。