Performances des options de stockage de blocs

Pour configurer une option de stockage pour les applications qui s'exécutent sur vos instances, procédez comme suit :

Comprendre votre charge de travail

Pour les charges de travail qui impliquent principalement des opérations E/S aléatoires de petite taille (de 4 à 16 Ko, le facteur limitant est le nombre aléatoire d'opérations d'entrées-sorties par seconde (IOPS).

Pour les charges de travail qui impliquent principalement des opérations E/S aléatoires séquentielles ou de grande taille (de 256 Ko à 1 Mo), le facteur limitant est le débit.

Choisir une option de stockage

Vous pouvez fournir plusieurs types de stockage de blocs pour vos instances. Chaque type présente des caractéristiques de prix, de performances et de durabilité différentes. Pour obtenir une comparaison complète, consultez la section Options de stockage.

  • Les disques persistants standards sont adaptés aux charges de travail de traitement de données volumineuses qui utilisent principalement des opérations E/S séquentielles.
  • Les disques persistants SSD sont adaptés aux applications d'entreprise et bases de données hautes performances qui nécessitent une latence plus faible et davantage d'IOPS que les disques persistants standards. Les disques persistants SSD sont conçus pour des latences de 0 à 9 millisecondes. La latence observée est spécifique à l'application.
  • Les disques SSD locaux offrent une latence faible, mais ils ne sont pas redondants et ne sont disponibles que pendant la durée de vie d'une instance spécifique.
Disques persistants
standard
zonaux
Disques persistants
standard
régionaux
Disques persistants
SSD
zonaux
Disques persistants
SSD
régionaux
SSD local (SCSI) SSD local (NVMe)
Nombre maximal d'IOPS soutenues
IOPS par Go en lecture 0,75 0,75 30 30 266,7 453,3
IOPS par Go en écriture 1,5 1,5 30 30 186,7 240
IOPS par instance en lecture 7 500* 3 000* 15 000–100 000* 15 000–100 000* 400 000 680 000
IOPS par instance en écriture 15 000* 15 000* 15 000–30 000* 15 000–30 000* 280 000 360 000
Débit soutenu maximal (Mo/s)
Débit par Go en lecture 0,12 0,12 0,48 0,48 1,04 1,77
Débit par Go en écriture 0,12 0,12 0,48 0,48 0,73 0,94
Débit par instance en lecture 240–1 200* 240* 240–1 200* 240–1 200* 1 560 2 650
Débit par instance en écriture 76–400** 38–200** 76–800* 38–400* 1 090 1 400
* Les performances d'IOPS et de débit des disques persistants dépendent de facteurs tels que la taille des disques, le nombre de processeurs virtuels de l'instance et la taille des blocs d'E/S.
** Les disques persistants peuvent atteindre des performances de débit supérieures sur les instances comportant davantage de processeurs virtuels. Consultez la section Plafonds de sortie réseau sur le débit d'écriture.

Associer un disque à un plus grand nombre de machines virtuelles n'a aucune incidence sur les performances globales ou le coût. En effet, chaque machine se voit attribuer une partie des limites de performance par disque.

Notez que la bande passante en lecture SSD et la cohérence des IOPS à proximité des limites maximales dépendent en grande partie de l'utilisation de l'entrée réseau. Une certaine variabilité est à prévoir, en particulier pour les E/S de 16 Ko proches des limites maximales d'IOPS.

Calculer le prix par IOPS pour un disque persistant

Les disques persistants ne génèrent aucun coût par E/S. Il n'est donc pas nécessaire d'estimer les E/S mensuelles pour calculer votre budget disque. Néanmoins, vous pouvez analyser le coût mensuel des charges de travail axées IOPS à des fins de comparaison.

Les exemples de calcul des coûts suivants sont basés sur les tarifs américains des disques persistants. Tenez compte des coûts relatifs des disques persistants standards par rapport aux disques persistants SSD. Par exemple, dans la zone us-central1, les disques persistants standards sont facturés 0,040 USD par Go et les disques SSD persistants 0,170 USD par Go. L'augmentation de la taille d'un volume entraîne également l'augmentation automatique des plafonds de performances, sans frais supplémentaires.

Pour déterminer le coût par IOPS d'un disque persistant, divisez le prix par Go par mois par le nombre d'IOPS par Go. Le tableau suivant calcule le prix par IOPS en lecture aléatoire par Go. Vous pouvez également appliquer les mêmes calculs pour déterminer le prix par IOPS en écriture.

Type de disque Prix (par Go/mois) IOPS par Go en lecture Prix par IOPS par Go
Disque persistant standard 0,040 $ 0,75 0,040 $ / 0,75 = 0,0533 $
Disque persistant SSD 0,170 $ 30 0,170 $ / 30 = 0,0057 $

Les disques persistants standards offrent une capacité abordable, tandis que les disques SSD persistants offrent des rapports prix-performances adaptés aux charges de travail orientées IOPS. Renseignez-vous sur les tarifs des disques persistants et les tarifs des disques SSD locaux.

Configurer vos disques et vos instances

Pour optimiser les performances, configurez la taille de disque, le nombre de processeurs virtuels et le type de machine appropriés.

Taille de disque et nombre de processeurs virtuels

Les performances d'un disque persistant standard évoluent en fonction de sa taille. Ses performances dépendent également du nombre de processeurs virtuels attribués à votre instance de VM, en raison des plafonds de sortie réseau sur le débit en écriture. La présence de 16 processeurs virtuels ou plus ne limite pas les performances. La présence de moins de 16 processeurs virtuels limite les performances. Pour plus d'informations, consultez la section Limites de sortie réseau.

Pour les disques persistants SSD, les performances évoluent de manière linéaire jusqu'à atteindre les limites du disque ou de l'instance Compute Engine à laquelle le disque est associé. Prenons l'exemple d'un disque SSD persistant d'une taille de 1 000 Go. La limite de lecture est de 30 000 IOPS. Toutefois, si vous utilisez une instance avec seulement 4 processeurs virtuels, la limite de lecture est de 15 000 IOPS.

Les tableaux suivants présentent les performances par taille de disque par incréments, où les performances changent de manière significative. Toutefois, vous pouvez spécifier une taille de disque par incréments de 1 Go.

Disque persistant standard

Taille du volume (Go) IOPS aléatoires soutenues Débit soutenu (Mo/s)
Lecture
(<=16 Ko par E/S)
Écriture
(<=8 Ko par E/S)
Écriture
(16 Ko par E/S)
Lecture Écriture
10 * * * * *
32 24 48 48 3 3
64 48 96 96 7 7
128 96 192 192 15 15
256 192 384 384 30 30
512 384 768 768 61 61
1 000 750 1 500 1 500 120 120
1 500 1 125 2 250 2 250 180 180
2 048 1 536 3 072 3 072 245 245
4 000 3 000 6 000 6 000 480 400
5 000 3 750 7 500 7 500 600 400
8 192 6 144 12 288 7 500 983 400
10 000–
65 536
7 500 15 000 7 500 1 200 400

* Nous vous conseillons de n'utiliser cette taille que pour les volumes de démarrage. L'utilisation intensive d'E/S offre des performances plus élevées pour les volumes de démarrage que le scaling linéaire décrit ici.

Disque persistant SSD

IOPS aléatoires soutenues Débit soutenu (Mo/s)
Taille du volume (Go) Lecture
(<=8 Ko par E/S)
Lecture
(<=16 Ko par E/S)
Écriture
(<=8 Ko par E/S)
Écriture
(16 Ko par E/S)
Lecture Écriture
10 300 300 300 300 4,8 4,8
32 960 960 960 960 15 15
64 1 920 1 920 1 920 1 920 30 30
128 3 840 3 840 3 840 3 840 61 61
256 7 680 7 680 7 680 7 680 122 122
500 15 000 15 000 15 000 15 000 240 240
834 25 000 25 000 25 000 25 000 400 400
1 000 30 000 30 000 30 000 25 000 480 480
1 334 40 000 40 000 30 000 25 000 640 640
1 667 50 000 50 000 30 000 25 000 800 800
2 048 60 000 60 000 30 000 25 000 983 800
4 000–65 536 100 000 75 000 30 000 25 000 1 200 800
Nombre de processeurs virtuels par instance Lecture
(<=8 Ko par E/S)
Lecture
(<=16 Ko par E/S)
Écriture
(<=8 Ko par E/S)
Écriture
(16 Ko par E/S)
Lecture Écriture
1 processeur virtuel 15 000 15 000 9 000 4 500 240 72
2 à 3 processeurs virtuels 15 000 15 000 15 000 4 500/processeur virtuel 240 72/processeur virtuel
4 à 7 processeurs virtuels 15 000 15 000 15 000 15 000 240 240
8 à 15 processeurs virtuels 15 000 15 000 15 000 15 000 800 400
16 à 31 processeurs virtuels 25 000 25 000 25 000 25 000 1 200 800
32 à 63 processeurs virtuels 60 000 60 000 30 000 25 000 1 200 800
64 processeurs virtuels et plus* 100 000 75 000 30 000 25 000 1 200 800

* Les performances maximales peuvent ne pas être atteintes lorsque le taux d'utilisation du processeur est à son maximum. La bande passante en lecture SSD et la cohérence des IOPS à proximité des limites maximales dépendent en grande partie de l'utilisation de l'entrée réseau. Une certaine variabilité est à prévoir, en particulier pour les E/S de 16 Ko proches des limites maximales d'IOPS.

Type de machine

Dans Compute Engine, les types de machines sont regroupés et organisés en fonction de différentes charges de travail.

En particulier, les types de machines optimisés pour le calcul sont soumis à des limites de disque persistant spécifiques par processeur virtuel différentes des limites des autres types de machines. Notez que les performances par volume restent identiques à celles décrites dans la section Performances par taille de disque.

Tenir compte des facteurs qui affectent les performances

Plafonds de sortie réseau sur le débit d'écriture

Votre instance de machine virtuelle (VM) est soumise à un plafond de sortie réseau qui dépend du type de machine de la VM.

Compute Engine stocke les données sur les disques persistants avec plusieurs écritures chargées en parallèle de manière à disposer d'une redondance intégrée. En outre, chaque requête d'écriture est associée à une certaine quantité de tâches annexes qui consomment de la bande passante de sortie.

Le trafic maximal en écriture qu'une instance de VM peut émettre correspond au plafond de sortie réseau divisé par un multiplicateur de bande passante. Celui-ci tient compte de la bande passante en écriture utilisée par cette redondance et cette surcharge.

Dans une situation où le disque persistant est en concurrence pour la sortie réseau avec le trafic IP, 60 % de la bande passante maximale en écriture sont alloués au disque persistant, ce qui laisse 40 % pour le trafic IP. Cliquez ci-dessous pour afficher un exemple de calcul du trafic d'écriture maximal sur un disque persistant qu'une instance de VM peut émettre.

Lectures et écritures simultanées

Pour les disques persistants standards, les opérations simultanées de lecture et d'écriture partagent les mêmes ressources. Si votre instance dédie plus de débit ou d'IOPS aux opérations de lecture, elle est limitée en termes d'opérations d'écriture. À l'inverse, les instances qui utilisent plus de débit en écriture ou d'IOPS pourront effectuer moins d'opérations de lecture.

Les disques persistants SSD sont capables d'atteindre leur débit maximal à la fois pour les opérations de lecture et d'écriture. Toutefois, il n'est pas possible aux disques persistants SSD d'atteindre leurs limites maximales d'IOPS pour les opérations de lecture et d'écriture simultanément.

Notez que débit = IOPS * taille d'E/S. Pour tirer parti des limites maximales de débit pour des opérations simultanées de lecture et d'écriture sur disques SSD persistants, utilisez une taille d'E/S de sorte que les IOPS en lecture et en écriture ne dépassent pas la limite IOPS.

Taille du volume logique

Les disques persistants peuvent atteindre une taille de 64 To. Vous pouvez créer des volumes logiques uniques de 257 To au maximum en utilisant la gestion du volume logique au sein de votre VM. Un volume de plus grande taille a un impact sur les performances des manières suivantes :

  • Les systèmes de fichiers locaux ne fonctionnent pas tous correctement à cette échelle. Les opérations courantes, telles que l'installation et la vérification du système de fichiers, peuvent prendre plus de temps que prévu.

  • Les performances maximales des disques persistants sont atteintes avec des volumes de taille inférieure. Les disques mettent plus de temps à effectuer des opérations de lecture ou d'écriture complètes avec autant d'espace de stockage sur une VM. Si votre application le permet, envisagez d'utiliser plusieurs VM pour un débit global plus élevé.

  • La création d'instantanés avec de grandes quantités de disques persistants peut prendre plus de temps que prévu et peut entraîner une incohérence de votre volume logique sans coordination précise avec votre application.

Plusieurs disques sur une même instance de VM

Supposons que vous ayez plusieurs disques du même type (standard ou SSD) associés dans le même mode (par exemple, lecture/écriture). Si vous n'utilisez qu'un seul disque, ce disque unique peut atteindre la limite de performances correspondant à la taille combinée des disques. Si vous utilisez tous les disques à 100 %, la limite de performances globale est répartie équitablement entre les disques, quelle que soit la taille de disque relative.

Supposons que vous disposiez d'un disque standard de 200 Go et d'un disque standard de 1 000 Go. Si vous n'utilisez pas le disque de 1 000 Go, le disque de 200 Go peut atteindre les limites de performances d'un disque standard de 1 200 Go. Si vous utilisez les deux disques à 100 %, chacun d'eux affichera les performances maximales d'un disque persistant standard de 600 Go (1 200 Go / 2 = disque de 600 Go).

Pour le démontrer, prenez les exemples suivants. L'instance-a dispose d'un disque persistant standard de 200 Go et d'un disque persistant standard de 1 000 Go. L'instance-b dispose d'un disque persistant standard de 200 Go. Sinon, les deux instances ont la même configuration.

Instance à plusieurs disques. Instance à disque unique.

Les commandes suivantes testent les IOPS en lecture pour le disque de 200 Go sur l'instance-a et pour le disque de 200 Go sur l'instance-b, séparément.

Instance IOPS en lecture à plusieurs disques. Instance IOPS en lecture à disque unique.

Les IOPS en lecture pour le disque de 200 Go sur instance-a s'élèvent à 902, ce qui correspond au niveau d'IOPS en lecture attendu pour une taille de disque combinée de 200 Go + 1 000 Go = 1 200 Go.

Optimiser les performances

Pour optimiser les performances, tenez compte des éléments suivants :

Une fois que vous avez vérifié que les goulots d'étranglement ne sont pas dus à la taille du disque ou au type de machine de la VM, votre application et votre système d'exploitation peuvent encore avoir besoin de réglages. Pour plus d'informations sur l'analyse comparative et les réglages de performances des disques persistants, consultez la section Optimiser les performances des disques persistants et Optimiser les performances des disques SSD locaux.