Google Cloud Hyperdisk 性能简介

本文档介绍了 Google Cloud Hyperdisk 性能的运作方式，以便您了解 Hyperdisk 卷的性能并为工作负载选择合适的 Hyperdisk 类型。

Hyperdisk 是 Google Cloud推荐的持久型块存储选项。如需详细了解 Hyperdisk，请参阅 Hyperdisk 简介。

如需详细了解性能限制，请参阅 Hyperdisk 性能限制。

如需查看 Hyperdisk 卷的当前或过往性能，请参阅查看磁盘性能指标。

术语和单位

本文档中所讨论的 Hyperdisk 性能是指 IOPS 和吞吐量。

  • IOPS 是指每秒输入/输出操作数。这是卷在一秒内执行或可以执行的单个读写操作的数量。
  • 吞吐量是指在一秒内可以从卷读取或写入多少字节。吞吐量以 MiB/s 为单位。

大小以 GiB 或 TiB 为单位。

机器类型术语

计算实例是指虚拟机 (VM) 实例或裸机实例。计算实例的机器类型是其属性（例如机器系列和 vCPU 数量）的特定组合。

本文档中，机器类型采用以下格式表示：M-*-N，其中：

  • M 是机器系列，例如 C3
  • * 代表所有内存和 CPU 配置，例如 standard 或 highcpu
  • N 是 vCPU、CPU 或 GPU 的数量，例如，如果实例有 22 个 vCPU，则为 22；如果实例有 8 个 GPU，则为 8g

例如，c3-*-192 是指分别具有 192 个 vCPU 或 CPU 的所有 C3 虚拟机和裸机实例，也包括 lssd 机器类型。如需了解详情，请参阅 Compute Engine 术语。

Hyperdisk 性能摘要

将 Hyperdisk 卷挂接到实例时，可实现的最大性能取决于具体场景，如下表所示。

Hyperdisk
卷的数量		 最大限度提升效果
1 音量的效果取决于以下两者中的较小者：
  • 卷的预配性能
  • 机器类型针对 Hyperdisk 类型的性能限制。
2 个或更多相同类型的 Hyperdisk 所有卷的总性能取决于以下两者中的较小者：
  • 每个卷预配的性能的总和
  • 机器类型针对 Hyperdisk 类型的性能限制
2 种或更多 Hyperdisk 类型 所有卷的总性能取决于以下两者中的较小者：
  • 每个卷预配的性能的总和
  • 实例机器类型的性能限制

如需了解按 Hyperdisk 类型的限制，请参阅 按 Hyperdisk 类型的性能限制。

如需了解按机器类型的限制，请参阅 按机器类型的性能限制。

Hyperdisk 预配性能简介

您可以为 Hyperdisk 卷指定目标性能级别。您指定或预配的 IOPS 或吞吐量值称为预配的性能。

您可以在创建卷时预配卷的性能。您还可以在卷正在使用时提高或降低性能，而无需增加卷的大小。

预配的性能并非保证一定能达到的性能水平。而是您希望该卷在高峰使用时所需的目标性能级别。实际性能取决于使用该卷的实例的限制以及其他一些因素。

默认效果等级

为 Hyperdisk 卷预配性能级别是可选的。如果您未指定值（例如，因为您不确定工作负载需要多少 IOPS 或吞吐量），Compute Engine 将使用默认值创建卷。您可以稍后增加或减少此值。默认值因 Hyperdisk 类型而异，请参阅 Hyperdisk Balanced、Hyperdisk Balanced 高可用性、Hyperdisk Extreme、Hyperdisk Throughput 或 Hyperdisk ML 的默认 IOPS 和吞吐量值部分。

预配性能的限制

您可以预配的最大性能取决于 Hyperdisk 类型和卷的大小。

Hyperdisk 类型的限制

每种 Hyperdisk 类型都有您可以预配的最高性能级别。某些 Hyperdisk 类型支持预配 IOPS 和/或吞吐量。如果您无法预配吞吐量，则该卷的吞吐量取决于预配的 IOPS。同样，如果您无法预配 IOPS，则卷的 IOPS 取决于您预配的吞吐量。

例如，您可以为 Hyperdisk ML 卷预配吞吐量，但不能预配 IOPS。Hyperdisk ML 的 IOPS 与吞吐量比率为每 MiB/s 预配吞吐量 16 IOPS。因此，如果您创建的 Hyperdisk ML 卷的吞吐量为 100,000 MiB/s，则该卷的预配 IOPS 为 1,600,000。

基于大小的限制

您可以预配的最大性能会随卷的大小而变化。例如，对于 10 TiB 的 Hyperdisk Balanced 卷，您可以预配 3,000 到 160,000 IOPS，但对于 50 GiB 的卷，您可以预配 3,000 到 25,000 IOPS。

如需详细了解每种 Hyperdisk 类型的大小限制，请参阅 Hyperdisk Balanced、Hyperdisk Balanced 高可用性、Hyperdisk Extreme、Hyperdisk Throughput 和 Hyperdisk ML 页面上的大小和性能限制部分。

下表列出了您可以为每种 Hyperdisk 类型预配的最大性能。

Hyperdisk 类型 每个卷的可预配性能上限 可自定义吞吐量 可自定义 IOPS
平衡 Hyperdisk 16 万 IOPS
2,400 MiB/s 		是 是
Hyperdisk Balanced 高可用性 10 万 IOPS
2,400 MiB/s		 是 是
Hyperdisk Extreme 350,000 IOPS 否；每 1, 000 IOPS 250 MiB/s，最高 5,000 MiB/s 是
Hyperdisk ML 1,200,000 MiB/s 是 否；每 MiB/s 吞吐量 16 IOPS，最高为 19,200,000 IOPS
Hyperdisk Throughput 600 MiB/秒 是 否；每 MiB/s 吞吐量 4 IOPS，最多 2,400 IOPS。

稳定状态性能

对于对性能波动敏感的工作负载，请考虑使用可提供稳定状态性能的机器系列。稳态性能限制是指实例在所有已挂接卷上可持续的性能水平。相比之下，最高性能级别是实例可以达到的最高性能级别。

稳态性能限制不构成服务等级协议 (SLA)。

为了让 Hyperdisk 卷达到特定的稳态性能上限，其预配的性能必须等于或高于稳态上限。

稳态性能限制会在挂接到实例的所有磁盘之间共享。

提供稳定状态性能的机器系列

以下机器系列提供稳定状态性能：

配置工作负载以满足预配的性能

Hyperdisk 卷的实际性能（挂接到实例时的观察性能）不得超过以下限制：

  • 卷的预配性能
  • 实例专用性能限制，包括 Hyperdisk 类型的特定限制

因此，为确保您的卷能够达到预配的性能，请考虑以下因素：

I/O 大小和应用设计等因素虽然不是性能限制，但也会影响性能。如需详细了解这些因素，请参阅影响性能的工作负载专用因素。

实例性能限制对 Hyperdisk 性能的影响

每个计算实例都有以下性能限制，具体取决于其机器类型：

  • Hyperdisk 类型的性能限制
  • 实例的整体性能限制

每种限制都适用于特定情况。

每种 Hyperdisk 类型的实例性能限制

每个实例都有针对您挂接到实例的给定类型的所有 Hyperdisk 卷的性能限制。

此限制的适用情形：当您向实例挂接一个或多个相同类型的 Hyperdisk 卷时。为了让每个卷都能达到其预配的性能，实例性能限制必须大于所有卷预配性能的总和。否则，卷的性能将不能超过实例的性能限制。

示例

假设您有一个 Hyperdisk Throughput 卷 hdt-disk-1，其预配吞吐量为 600 MiB/s，并且您想将其挂接到 c3-*-4 实例。

c3-*-4 实例具有以下吞吐量限制：

Hyperdisk 类型 最大吞吐量 (MiB/s)
平衡 Hyperdisk 400
Hyperdisk Extreme 不支持
Hyperdisk Throughput 240
Hyperdisk Balanced 高可用性 400
Hyperdisk ML 400

如果您将 hdt-disk-1 挂接到虚拟机，则该卷的实际性能不得超过 240 MiB/s。如果您改为挂接平衡 Hyperdisk 卷，则平衡 Hyperdisk 卷的性能不得超过 400 MiB/s。

如果您将 2 个 Hyperdisk Balanced 卷挂接到虚拟机，则这两个 Hyperdisk Balanced 卷的总性能仍不能超过 400 MiB/s。无论这两个卷的预配性能如何，情况都是如此。

按 Hyperdisk 类型的性能限制中列出了按机器类型划分的每个 Hyperdisk 的性能限制。

实例的总体性能限制

每个实例都有其可达到的整体性能上限。此限制适用于挂接到实例的所有卷。

此限制的适用情形：将多种类型的 Hyperdisk 挂接到实例时。无论每个卷的预配性能如何，所有卷的实际总性能均不得超过实例的性能上限。

如果实例支持 Persistent Disk，则所有已挂接的 Persistent Disk 卷也受相同限制。

示例

假设您有一个 c3-*-22 实例，其最大吞吐量为 1,800 MiB/s。

您将以下资源附加到虚拟机：

  • 2 个 Hyperdisk Balanced 卷，每个卷的预配吞吐量为 900 MiB/s。
  • 1 个预配吞吐量为 500 MiB/s 的 Hyperdisk Throughput 卷

所有卷的总性能不能超过 1,800 MiB/s。

如需查看限制列表，请参阅按机器类型划分的性能限制。

影响性能的工作负载专用因素

本部分介绍了影响 Hyperdisk 卷可实现的吞吐量和 IOPS 限制的工作负载专用因素。如需详细了解如何提高性能，请参阅优化 Hyperdisk 性能。

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：您必须使用特定的块大小才能达到 IOPS 和吞吐量限制，如下所示：
    • 最大 IOPS 限制要求 I/O 大小为 4 KB。
    • 最大吞吐量限制要求 I/O 大小至少为 256 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。
  • 附加的卷数量：为获得最佳性能，我们建议将不超过 8 个卷附加到虚拟机。

后续步骤