Configurare i dischi per soddisfare i requisiti di prestazioni

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Questa pagina illustra i numerosi fattori che determinano le prestazioni degli volumi di archiviazione a blocchi che colleghi alle tue macchine virtuali (VM). Prima di iniziare, tieni presente quanto segue:

• Persistent Disk sono uno spazio di archiviazione in rete e di solito hanno una latenza più elevata rispetto ai dischi fisici o alle unità SSD locali. Per raggiungere i limiti massimi di prestazioni del Persistent Disk, devi emettere richieste I/O sufficienti in parallelo. Per verificare se utilizzi una profondità di coda sufficientemente elevata per raggiungere i livelli di prestazioni richiesti, consulta Profondità di coda I/O.

• Assicurati che l'applicazione invii richieste I/O sufficienti per saturare il disco. La saturazione del disco si verifica quando il tempo della CPU durante le richieste di I/O emesse al dispositivo è molto elevato.

• Per i carichi di lavoro che comportano principalmente richieste I/O casuali di piccole dimensioni (da 4 a 16 KB), il fattore di prestazioni limitante è costituito dalle richieste I/O casuali al secondo (IOPS).

• Per i workload che prevedono principalmente richieste di I/O casuali sequenziali o di grandi dimensioni (da 256 KB a 1 MB), il fattore di rendimento limitante è la velocità effettiva.

Scegli un'opzione di archiviazione

Puoi fornire diversi tipi di archiviazione a blocchi da utilizzare per le tue VM.

Quando configuri un disco permanente, puoi selezionare uno dei seguenti tipi di disco:

• Dischi permanenti bilanciati (pd-balanced)
  • Un'alternativa ai dischi permanenti prestazionali (pd-ssd)
  • Equilibrio tra prestazioni e costi. Per la maggior parte delle forme di VM, ad eccezione di quelle molto grandi, questi dischi hanno lo stesso numero massimo di IOPS per i dischi permanenti SSD e un numero inferiore di IOPS per GiB. Questo tipo di disco offre livelli di prestazioni adatti alla maggior parte delle applicazioni per uso generico a una tariffa massima compresa tra quella dei dischi permanenti standard e quella dei dischi permanenti prestazionali (pd-ssd).
  • Supportato da unità a stato solido (SSD).
• Dischi permanenti prestazionali (SSD) (pd-ssd)
  • Adatti per applicazioni aziendali e database ad alte prestazioni che richiedono una latenza inferiore e più IOPS rispetto a quelli forniti dai dischi permanenti standard.
  • Supportato da unità a stato solido (SSD).
• Dischi permanenti standard (pd-standard)
  • Adatti per carichi di lavoro di elaborazione dati di grandi dimensioni che utilizzano principalmente I/O sequenziali.
  • Supportato da unità disco rigido (HDD) standard.
• Extreme Persistent Disk (pd-extreme)
  • Offrono prestazioni costantemente elevate sia per carichi di lavoro ad accesso casuale che per velocità effettiva complessiva.
  • Progettato per carichi di lavoro di database di fascia alta.
  • Consente di eseguire il provisioning delle IOPS target.
  • Supportato da unità a stato solido (SSD).
  • Disponibile con un numero limitato di tipi di macchine.

Se crei un disco nella console Google Cloud, il tipo di disco predefinito è pd-balanced. Se crei un disco utilizzando l'interfaccia a riga di comando gcloud o l'API Compute Engine, il tipo di disco predefinito è pd-standard.

Ogni opzione di archiviazione ha limiti di prestazioni unici che dipendono dal tipo di macchina e dal numero di vCPU in uso.

Limiti di prestazioni per i Persistent Disk

Persistent Disk hanno limiti per le IOPS e la velocità effettiva massime che possono supportare. Esistono limiti di throughput e IOPS per GiB e per VM. Persistent Disk bilanciati e i Persistent Disk ad alte prestazioni (SSD) offrono inoltre prestazioni di riferimento per IOPS e throughput sostenuti. Persistent Disk bilanciati, i Persistent Disk permanenti prestazionali (SSD) e i Persistent Disk con carico estremo sono progettati per latenze inferiori al millisecondo. I fattori che influiscono sulle prestazioni includono il tipo di macchina, le dimensioni del disco, il numero di vCPU della VM e le dimensioni dei blocchi I/O.

Questa pagina illustra i limiti di prestazioni per i dischi permanenti a livello di zona e per i dischi permanenti a livello di regione.

Per informazioni sulle prestazioni di Google Cloud Hyperdisk, consulta Limiti di prestazioni di Hyperdisk.

Disco permanente a livello di zona

Questa sezione mostra i limiti di IOPS e throughput per Persistent Disk a livello di zona.

Limiti di IOPS per Persistent Disk a livello di zona

	PD standard a livello di zona	Disco bilanciato a livello di zona	DP SSD zonale	DP estremo a livello di zona	Modalità multi-autore per DP SSD a livello di zona
IOPS di lettura per GiB	0,75	6	30	–	30
IOPS di scrittura per GiB	1,5	6	30	–	30
IOPS di lettura per VM*	7.500	80.000	100.000	120.000	100.000
IOPS di scrittura per VM*	15.000	80.000	100.000	120.000	100.000

Limiti di throughput per Persistent Disk a livello di zona

La tabella seguente mostra i limiti di throughput per i Persistent Disk zonali.

Persistent Disk può raggiungere prestazioni migliori sulle VM con più vCPU. Per saperne di più, consulta Limiti di uscita di rete per il throughput in scrittura.

	PD standard a livello di zona	Disco bilanciato a livello di zona	DP SSD zonale	DP estremo a livello di zona	Modalità multi-autore per DP SSD a livello di zona
Velocità effettiva per GiB (MiBps)	0,12	0,28	0,48	–	0,48
Velocità effettiva di lettura per VM (MiBps)	1200	1200	1200	4000*	1200
Velocità effettiva di scrittura per VM (MiBps)	400	1200	1200	3000*	1200

Persistent Disk regionale

Come Persistent Disk zonali, Persistent Disk a livello di regione possono offrire prestazioni superiori se modifichi i fattori che possono influire sulle prestazioni, come le dimensioni del disco e il numero di vCPU.

Questa sezione elenca i limiti di IOPS e throughput per i Persistent Disk a livello di regione. A questi limiti si applicano le seguenti condizioni:

• Per raggiungere i limiti indicati è necessaria una VM con almeno 64 vCPU e un tipo di macchina N2 o N1 che utilizzi Intel Skylake o versioni successive. Le VM che utilizzano altri tipi di macchine, come N2D, avranno limiti di prestazioni inferiori.
• Le VM che utilizzano i tipi di macchina E2 avranno limiti di prestazioni inferiori perché supportano un massimo di 32 vCPU.
• Le IOPS di lettura per VM e la velocità effettiva di lettura per VM potrebbero essere inferiori quando il disco è in modalità non replicata.

Limiti di IOPS per i Persistent Disk regionali

	DP standard regionale	DP bilanciato regionale	DP SSD a livello di regione
IOPS di lettura per GiB	0,75	6	30
IOPS di scrittura per GiB	1,5	6	30
IOPS di lettura per VM	7.500	80.000*	100.000#
IOPS di scrittura per VM	15.000	60.000†	80.000^

^# Per N2D, il numero massimo di IOPS di lettura per VM per Persistent Disk SSD è 70.000.

^† Per N2D, il numero massimo di IOPS di scrittura per VM per il Persistent Disk bilanciato è 50.000.

^{^} Per N2D, il numero massimo di IOPS di scrittura per VM per Persistent Disk SSD è 60.000.

Limiti di throughput per i Persistent Disk regionali

	DP standard regionale	DP bilanciato regionale	DP SSD a livello di regione
Velocità effettiva di lettura per VM (MB/s)	1200	1200	1200
Velocità effettiva di scrittura per VM (MB/s)	200	600	1000‡

Condivisione dei dischi tra le VM

Il collegamento di un disco a più VM in modalità di sola lettura o in modalità multi-writer non influisce sulle prestazioni o sui costi complessivi. Ogni macchina avrà una parte del limite di prestazioni per singolo disco. Persistent Disk creati in modalità multi-writer hanno limiti specifici di IOPS e throughput. Per scoprire come condividere il Persistent Disk tra più VM, consulta Condividere il disco permanente tra VM.

Le operazioni di I/O dei Persistent Disk condividono un percorso comune con il traffico di rete all'interno dell'hypervisor della VM. Pertanto, se la VM ha un traffico di rete significativo, la larghezza di banda di lettura effettiva e la coerenza degli IOPS potrebbero essere inferiori ai limiti massimi indicati. È prevista una certa variabilità nei limiti di rendimento, in particolare quando si opera vicino ai limiti massimi di IOPS con una dimensione I/O di 16 KB. Per un riepilogo delle aspettative relative alla larghezza di banda, consulta la tabella di riepilogo della larghezza di banda.

Rendimento di riferimento

I dischi permanenti bilanciati e i dischi permanenti SSD offrono prestazioni di IOPS e throughput di base, oltre a limiti di prestazioni sostenute per GB. Le prestazioni di riferimento sono le stesse per tutte le dimensioni del disco e non variano in base al numero di dischi dello stesso tipo collegati a una VM. Ad esempio, se hai due Persistent Disk bilanciati a livello di zona collegati a una VM, condividono una base di prestazioni di 3000 IOPS.

Per calcolare le prestazioni massime previste di un tipo di Persistent Disk, aggiungi le prestazioni di base del tipo di disco al limite di prestazioni per GiB per il tipo di disco, moltiplicato per le dimensioni combinate (in GiB) di tutti i dischi dello stesso tipo:

Maximum expected performance = Baseline performance + (Per GiB performance limit * Combined disk size in GiB).

Ad esempio, le IOPS massime di due Persistent Disk bilanciati zonali da 1000 GiB collegati alla stessa VM sono 15.000:

3,000 baseline performance + (6 IOPS performance limit per GiB * 2000 GiB combined disk size) = 15,000 IOPS

La tabella seguente mostra le prestazioni di base per i Persistent Disk bilanciati e SSD.

Configura il Persistent Disk e le VM

Le prestazioni di Persistent Disk aumentano in base alle dimensioni del disco e al numero di vCPU nella VM.

Le prestazioni aumentano fino a raggiungere i limiti del disco o della VM a cui è collegato il disco. Il tipo di macchina e il numero di vCPU sulla VM determinano i limiti della VM.

Le tabelle seguenti mostrano i limiti di prestazioni per i Persistent Disk a livello di zona.

Prestazioni per tipo di macchina e numero di vCPU per Persistent Disk a livello di zona

Le seguenti tabelle mostrano in che modo le prestazioni di Persistent Disk zonale variano in base al tipo di macchina e al numero di vCPU sulla VM a cui è collegato il disco.

VM A2 Ultra

VM A2 standard

VM A3 Mega

VM A3 High

VM A3 Edge

VM C2

VM C2D

VM C3D

VM C3

VM E2

VM G2

VM H3

VM N1

VM N2

VM N2D

VM M1

VM M2

VM M3

VM T2D

VM T2A

VM Z3

Esempio

Considera un disco permanente SSD zonale da 1000 GiB collegato a una VM con un tipo di macchina N2 e 4 vCPU. Il limite di lettura basato esclusivamente sulle dimensioni del disco è di 36.000 IOPS (6000 IOPS di riferimento + (30 IOPS per GiB * 1000 GiB)). Tuttavia, la VM ha 4 vCPU,pertanto il limite di lettura è limitato a 15.000 IOPS.

Controllare il rendimento

Puoi esaminare le metriche relative alle prestazioni Persistent Disk in Cloud Monitoring, la soluzione di monitoraggio integrata di Google Cloud.

Per scoprire di più, consulta Verifica delle metriche sulle prestazioni del disco permanente.

Ottimizzare le prestazioni del disco

Per aumentare le prestazioni del disco, inizia con i seguenti passaggi:

• Ridimensiona il disco permanente per aumentare le IOPS e la velocità effettiva per disco. Persistent Disk non hanno capacità riservate inutilizzabili, quindi puoi utilizzare tutto il disco senza degradare le prestazioni. Tuttavia, il rendimento di alcuni file system e applicazioni potrebbe peggiorare man mano che il disco si riempie, pertanto potresti dover prendere in considerazione la possibilità di aumentare le dimensioni del disco per evitare queste situazioni.

• Modifica il tipo di macchina e il numero di vCPU sulla VM per aumentare i limiti di IOPS e throughput per VM.

Dopo aver scelto le dimensioni del disco e il tipo di macchina giusti per la VM per risolvere eventuali problemi di prestazioni, l'applicazione e il sistema operativo potrebbero richiedere ulteriori ottimizzazioni. Consulta Ottimizzazione delle prestazioni dei dischi permanenti e Ottimizzazione delle prestazioni delle SSD locali.

Passaggi successivi

• Esegui il benchmark delle unità SSD locali e dei dischi permanenti collegati alle VM Linux.
• Ottimizza le prestazioni del disco permanente e dell'SSD locale.
• Scopri i prezzi dei dischi permanenti e degli SSD locali.
• Scopri come esaminare le voci di log del progetto utilizzando Esplora log.