Hyperdisk ストレージ プールについて

Hyperdisk ストレージ プールは、Compute Engine で大規模なストレージとして使用できます。Hyperdisk ストレージ プールは、容量、スループット、IOPS のプリペイド コレクションです。必要に応じてアプリケーションにプロビジョニングできます。Hyperdisk ストレージ プールを使用すると、プール内にディスクを作成して管理し、複数のワークロードでディスクを使用できます。ディスクを集約して管理することで、想定される容量とパフォーマンスの向上を実現しながらコストを削減できます。Hyperdisk ストレージ プールで必要なストレージのみを使用することで容量予測の複雑さが軽減されます。また、数百のディスクではなく単一のストレージ プールを管理するので、管理作業の労力も軽減されます。

ストレージ プールには次の利点があります。

• 総所有コスト（TCO）の削減 - Hyperdisk ストレージ プールは、シン プロビジョニングとデータの削減により、データを効率的に保存し、最高水準の TCO を実現します。
• 効率性の向上 - Hyperdisk ストレージ プールは、シン プロビジョニングとデータの削減により、リソースの使用率を高め、TCO の削減を実現します。
• 柔軟性の向上による管理オーバーヘッドの削減 - Hyperdisk ストレージ プールのディスクは、より大きなサイズでプロビジョニングし、必要な部分のみを使用できます。ワークロード オーナーは、容量とパフォーマンスの予測や、リスケーリングに伴うダウンタイムを気にする必要がなくなります。
• ワークロードに対する透過性 - ストレージ プールを使用する際に、個々のワークロードが Hyperdisk ボリュームを使用する方法に変わりはありません。ダウンタイムの必要性もなく、ワークロードへの影響もありません。

ディスクがストレージ プールで作成されていない場合と同様に、ストレージ プール内の個々のディスクでもデータの分離が維持されます。

ストレージ プールが必要な場合

ストレージ プールを使用すると、次の問題を解決できます。

• SAN を使用するオンプレミス ワークロードから Google Cloud にワークロードを移行する際のリソース要件の計画が難しい

  各アプリケーションのパフォーマンスと容量の要件の見積もりは、時間がかかり、間違いが起きやすい作業です。クラウド移行やアプリケーションのロールアウトに数週間かかることもあります。

  Hyperdisk ストレージ プールを使用すると、ストレージ プールに必要な容量またはパフォーマンスよりも大きいディスクを作成し、データを書き込むディスク容量、またはワークロードで使用する IOPS またはスループットのみをストレージ プールから使用できます。

• リソースの使用率が低い

  ボリュームを十分に活用することは、複雑で手間のかかる作業です。ブロック ストレージは、停止やパフォーマンスの低下を回避するため、ピーク容量とパフォーマンスのニーズに合わせてプロビジョニングされるため、低使用率が頻繁に発生します。しかし、多くのアプリケーションでは、このようなピークに達することはほとんどありません。シン プロビジョニングされた容量とパフォーマンス、データ削減により、Hyperdisk ストレージ プールを使用すると、オペレーションを簡素化しながらブロック ストレージの使用率を簡単に高めることができます。

• ワークロードで使用されるブロック ストレージの管理が複雑

  数百、数千ものディスク ボリュームを管理するのは容易なことではありません。新しいイノベーションの導入にも多くのリソースが必要になります。

  ストレージ プールに Compute Engine インスタンス用のディスクを作成する場合、ワークロードに予想されるサイズまたはパフォーマンスの上限よりもはるかに大きいサイズまたはパフォーマンスの上限を指定できます。ワークロードがディスクに書き込まれると、ストレージ プールのプロビジョニングされた容量とパフォーマンスからスペースとパフォーマンス リソースが使用されます。ストレージ プールのプロビジョニングされた容量とパフォーマンスから差し引かれるのは、使用したブロック ストレージ リソースの量のみです。ディスクの作成時にプロビジョニングした量は差し引かれません。ストレージ プールでディスクを作成するときに指定したディスクサイズとパフォーマンスは、これらのリソースの上限として機能します。したがって、上限に達した場合にのみ、ディスクのサイズまたはプロビジョニングされたパフォーマンスを変更する必要があります。

  ストレージ プールにディスクを作成し、ワークロードが複数のディスクの容量とパフォーマンスの計画を超過した場合は、ストレージ プールに容量またはパフォーマンスを追加できます。追加の容量とパフォーマンスは、ストレージ プールで作成されたすべてのディスクで使用できます。

Hyperdisk ストレージ プールの機能

ストレージ プールには次の機能があります。

• 容量とパフォーマンスのシン プロビジョニング: すべてのリソースを事前に割り当てるのではなく、必要に応じて容量とパフォーマンスを割り当てます。これにより、大量のディスク容量またはパフォーマンスが割り当てられているが使用されていないという、ストレージ リソースの低使用率を回避できます。
• データの削減: ストレージ プールでは、ストレージの効率向上のため、さまざまなデータ削減技術が使用されます。データの削減は、保存されるデータの種類に大きく依存します。Hyperdisk ストレージ プールのディスクに保存される前に圧縮または暗号化されているデータに対しては、それ以上のサイズ削減は行われません。

Hyperdisk ストレージ プールの仕組み

ワークロードに必要な合計容量とパフォーマンスに基づいてストレージ プールを作成し、ストレージ プール内にディスクを作成します。その後、ディスクを VM にアタッチできます。ディスクは、必要なサイズよりもはるかに大きいサイズまたはプロビジョニングされたパフォーマンスの上限で作成できます。これにより、計画が簡素化され、後でディスクのプロビジョニング済みサイズやパフォーマンスを変更する必要なく、後で拡張できるようになります。

ワークロードが増加し、ディスクの容量やパフォーマンスが不足している場合は、ストレージ プールのプロビジョニング済みの容量とパフォーマンスを増やすことができます。ストレージ プール内の個々のディスクで使用されるディスク容量またはパフォーマンスは、ディスクの作成時に指定した上限まで増やすことができます。最初に、大容量または高度なパフォーマンスのストレージ プールにかなり大きなサイズまたはパフォーマンスの上限でディスクを作成し、ストレージ プールを使用して追加の容量とパフォーマンスを割り当てることで、ディスクのストレージ管理を簡素化し、コストを削減できます。

大容量のストレージ プールの使用率が 100% に達し、ストレージ プールに空き容量がなくなった場合、データまたはディスクを削除してストレージ プールの使用容量が減るまで、ストレージ プール内のすべてのディスクへの書き込みは失敗します。ほとんどの市販ソフトウェアでは、プール容量が不足したときに返されるエラーはハードウェア障害と同様に解釈されます。

容量不足エラーを回避するには、ストレージ プールを積極的に管理し、モニタリングすることが重要です。また、ストレージ プール内のディスクで容量不足エラーが発生した場合のワークロードの動作も理解する必要があります。

ストレージ プール内のすべてのディスクの合計パフォーマンス使用率が、ストレージ プールにプロビジョニングされたパフォーマンスの合計量に達すると、ディスクでパフォーマンス競合が発生する可能性があります。プール内のディスクの Advanced Performance ストレージ プールでパフォーマンス リソースの競合が検出されると、自動スケーリング機能は、パフォーマンスの問題を防ぐために、ストレージ プール内のディスクで使用可能な IOPS を自動的に増やそうとします。

Hyperdisk ストレージ プールのプロビジョニング タイプ

Hyperdisk ストレージ プールを作成するときに、容量とパフォーマンスに合わせて標準プロビジョニングまたは大容量プロビジョニングを構成できます。

標準容量のストレージ プール

標準容量のプロビジョニングでは、ストレージ プールのすべてのディスクにプロビジョニングされた合計容量がストレージ プールのプロビジョニング容量に達するまで、ストレージ プールにディスクを作成します。標準容量のストレージ プールのディスクは、ストレージ プール以外のディスクと同様に容量を消費します。

大容量のストレージ プール

大容量のストレージ プールのディスクは、標準容量のストレージ プールやストレージ プール以外のディスクとは異なる容量を使用します。大容量のストレージ プールでは、シン プロビジョニングとデータ削減が行われるため、購入した容量を超えるディスクをプロビジョニングできます。大容量のストレージ プールのディスクは、データの削減後にディスクに書き込まれるバイト数に基づいて容量を消費するため、ストレージ プールで購入した容量よりも多くの容量をエンドユーザーやアプリケーションにプロビジョニングできます。

大容量の場合、すべてのディスクの累積サイズがストレージ プールのプロビジョニング容量を超えるディスクをストレージ プールに作成できます（プロビジョニング容量の最大 500% のディスクを作成可能）。ストレージ プールの使用容量は、プロビジョニングされたディスク容量ではなく、書き込まれたデータの量によって定義されます。

ストレージ プール内のすべてのディスクに書き込まれるデータがストレージ プールの容量を超えない限り、プロビジョニングされたサイズまで、大容量のストレージ プールのディスクを増やすことができます。ストレージ プールの使用率がプールにプロビジョニングされた容量の 80% に達すると、自動スケーリング機能がストレージ プールに容量を自動的に追加しようとします。ストレージ プールの容量がすべて消費された場合、データを削除するか、ディスクを削除してストレージ プールの使用容量を減らすまで、ストレージ プールのディスクへの書き込みはすべて失敗します。ほとんどのソフトウェア アプリケーションは、プール容量が不足したときに返されるエラーをハードウェア障害と同様に解釈します。このため、次の 2 つのことが重要になります。

• ディスク容量が不足しないようにストレージ プールをモニタリングする
• 問題が発生した場合のワークロードへの対応を把握する

ストレージ プールからはファイル システムを確認できないため、削除されたデータは、オペレーティング システム（OS）が DISCARD または TRIM コマンドで未使用としてマークするまで、引き続き使用中と見なされます。Google 提供の OS イメージはすべて、デフォルトでこの処理を行うように構成されています。これは、一般的なサードパーティの OS イメージも同様です。ただし、Google 提供の OS イメージを使用していない場合は、この処理を行うように構成されていることを確認する必要があります。この機能の確認または構成の詳細については、遅延初期化を無効にして DISCARD コマンドを有効にするをご覧ください。

標準パフォーマンスのストレージ プール

標準パフォーマンスのプロビジョニングは、次のタイプのワークロードに最適です。

• ストレージ プール リソースによってパフォーマンスが制限されている場合、成功できないワークロード
• ストレージ プール内のディスクでパフォーマンスの急増が発生する可能性が高いワークロード（毎朝使用率がピークになるデータベースのデータディスクなど）。

標準パフォーマンスのプロビジョニングでは、シン プロビジョニングは使用できません。また、標準パフォーマンスのストレージ プールで作成されたディスクは、他のストレージ プールとパフォーマンス リソースを共有しません。ストレージ プールで作成されたすべてのディスクのパフォーマンスの合計量は、ストレージ プールでプロビジョニングされた IOPS またはスループットの合計を超えることはできません。

ストレージ プールを作成するときに、ストレージ プール内のすべてのディスクのピーク パフォーマンスのニーズを合計してカバーするのに十分なパフォーマンスをストレージ プールにプロビジョニングします。ストレージ プールにディスクを作成する場合は、そのディスクのピーク パフォーマンス要件を満たすパフォーマンスをプロビジョニングします。すべてのディスクのプロビジョニングされた IOPS の合計がストレージ プールのプロビジョニング量に達するまで、ストレージ プールでディスクの作成を続行できます。

標準パフォーマンスの Hyperdisk Balanced ストレージ プールでは、ストレージ プール内の各ディスクの最初の 3,000 IOPS と 140 MiBps のスループット（ベースライン）は、ストレージ プール リソースを消費しません。ストレージ プールにディスクを作成すると、ベースライン値を超える IOPS とスループットは、ストレージ プールから IOPS とスループットを消費します。

高度なパフォーマンスのストレージ プール

高度なパフォーマンス プロビジョニングは、ピーク使用時間と高い相関関係がないワークロードに最適です。ワークロードがすべて同時にピーク状態になると、Advanced Performance のストレージ プールがストレージ プールのパフォーマンスの上限に達し、パフォーマンス リソースの競合が発生する可能性があります。

Advanced Performance の IOPS とスループットのプロビジョニングを使用すると、ストレージ プール内のすべてのディスクにプロビジョニングされたパフォーマンスのプールを共有できます。ストレージ プール内のディスクがデータを読み取り書き込みすると、ストレージ プールはパフォーマンス リソースを動的に割り当てます。ストレージ プールのパフォーマンスを消費するのは、ストレージ プール内のディスクで使用される IOPS とスループットの量のみです。

Advanced Performance ストレージ プールはシン プロビジョニングされているため、ストレージ プールにプロビジョニングした IOPS またはスループットよりも多くの IOPS またはスループットをストレージ プール内のディスクに割り当てることができます。ストレージ プールにプロビジョニングされた IOPS またはスループットの最大 500% です。たとえば、ストレージ プールに 100,000 IOPS をプロビジョニングする場合、ストレージ プールに 10 個のディスクがあり、それぞれに 50,000 IOPS がプロビジョニングされている場合があります。

Advanced Performance プロビジョニングを使用する Hyperdisk Balanced ストレージ プールでは、ディスクにベースライン パフォーマンスはありません。ストレージ プール内の Hyperdisk Balanced ディスクの読み取りオペレーションと書き込みオペレーションはすべて、プロビジョニングされたストレージ プール リソースを消費します。

ストレージ プール内のすべてのディスクで使用される合計パフォーマンスが、ストレージ プールにプロビジョニングされたパフォーマンスの合計量に達すると、ディスクがパフォーマンス リソースを競合する可能性があります。その結果、ディスクはディスク用にプロビジョニングした最大パフォーマンス レベルを達成できません。リソースの競合が長時間検出されると、Compute Engine はストレージ プールにパフォーマンスを自動的に追加しようとします。Advanced Performance ストレージ プールを使用する場合は、次の点に注意する必要があります。

• プロビジョニングされたパフォーマンスが不足しないように、ストレージ プールをモニタリングする
• 問題が発生した場合のワークロードへの対応を把握する

例

プロビジョニングされた IOPS が 100,000 の Hyperdisk Balanced ストレージ プールがあるとします。

標準パフォーマンスのプロビジョニング:

• ストレージ プールに Hyperdisk Balanced ディスクを作成するときに、最大 100,000 の合計 IOPS をプロビジョニングできます。
• Hyperdisk Balanced ストレージ プールのプロビジョニング済みパフォーマンスの 100,000 IOPS に対して課金されます。

• ストレージ プールの外部で作成されたディスクと同様に、標準パフォーマンス ストレージ プールの Hyperdisk Balanced ディスクは、最大 3,000 のベースライン IOPS と 140 MiB/秒のベースライン スループットで自動的にプロビジョニングされます。このベースライン パフォーマンスは、ストレージ プールのプロビジョニング済みパフォーマンスにはカウントされません。ベースラインを超えるプロビジョニング済みのパフォーマンスでディスクをストレージ プールに追加した場合にのみ、ストレージ プールのプロビジョニング済みパフォーマンスに対してカウントされます。次に例を示します。

  • 3,000 IOPS でプロビジョニングされたディスクはプール IOPS を 0 個使用します。プールには他のディスクに使用できるプロビジョニング済みの IOPS が 100,000 個残っています。
  • 13,000 IOPS でプロビジョニングされたディスクは 10,000 プール IOPS を使用し、プールには 90,000 のプロビジョニング済み IOPS が残っており、ストレージ プールの他のディスクに割り当てることができます。

高パフォーマンス プロビジョニング:

• ストレージ プールにディスクを作成するときに、最大 500,000 IOPS の Hyperdisk パフォーマンスをプロビジョニングできます。
• ストレージ プールでプロビジョニングされた 100,000 IOPS に対して課金されます。
• ストレージ プールに 5,000 IOPS の単一ディスク（Disk1）を作成した場合、ストレージ プールでプロビジョニングされた IOPS から IOPS は消費されません。ただし、ストレージ プールに作成された新しいディスクにプロビジョニングできる IOPS の量は 495,000 に増えています。
• Disk1 がデータの読み取りと書き込みを開始し、1 分間に最大 5,000 IOPS を使用する場合、ストレージ プールのプロビジョニング済み IOPS から 5,000 IOPS が消費されます。同じストレージ プールで作成された他のディスクは、競合が発生することなく、同じ 1 分間に最大 95,000 IOPS の合計を使用できます。

Hyperdisk ストレージ プールのタイプ

作成する Hyperdisk ストレージ プールのタイプによって、ストレージ プールに作成できるディスクのタイプが決まります。

• Hyperdisk Throughput ストレージ プール: ストレージ プールを作成するときに、ストレージ プールにプロビジョニングする容量とスループットを指定します。ストレージ プールに作成する各 Hyperdisk Throughput ディスクは、プロビジョニングされた容量とスループットの一部を使用します。
• Hyperdisk Balanced ストレージ プール: ストレージ プールを作成するときに、ストレージ プールにプロビジョニングする容量、スループット、IOPS を指定します。ベースライン値を超える容量とパフォーマンスがプロビジョニングされているストレージ プールに作成する Hyperdisk Balanced ディスクは、ストレージ プールにプロビジョニングされた容量とパフォーマンスの一部を使用します。

Hyperdisk Throughput ストレージ プール

Hyperdisk Throughput ストレージ プールを使用して、Hyperdisk Throughput ディスクの使用量を管理できます。

マシンタイプのサポート

Hyperdisk Throughput ストレージ プールは、Hyperdisk Throughput をサポートするマシンシリーズでサポートされています。サポートされているマシンシリーズのリストについては、Hyperdisk マシンタイプのサポートをご覧ください。

Hyperdisk Throughput ストレージ プールのリージョンの可用性

Hyperdisk Throughput ストレージ プールは、Hyperdisk Throughput ディスクを提供している任意のゾーンで使用できます。使用可能なリージョンの一覧については、Hyperdisk のリージョンの可用性をご覧ください。

使用可能なリージョンとゾーンの最新情報を確認するには、次のコマンドを使用します。

gcloud compute storage-pool-types list --filter="name=hyperdisk-throughput"

Hyperdisk Balanced ストレージ プール

Hyperdisk Balanced ストレージ プールを使用して、Hyperdisk Balanced ディスクの使用量を管理できます。

標準パフォーマンスのプロビジョニングを使用する Hyperdisk Balanced ストレージ プールでは、Hyperdisk Balanced ディスクは、ディスクあたりのベースライン値（3,000 IOPS と 140 MiBps のスループット）を超えた分の IOPS とスループットのみを消費します。次に例を示します。

• 標準パフォーマンスのプロビジョニングでストレージ プールに 3,000 IOPS と 140 MiBps のスループットの Hyperdisk Balanced ディスクをプロビジョニングした場合、ディスクはストレージ プールの IOPS やスループットを消費しません。
• 標準パフォーマンスのプロビジョニングでストレージ プールに 4,000 IOPS と 180 MiBps のスループットで Hyperdisk Balanced ディスクをプロビジョニングすると、ディスクはストレージ プールから 1,000 IOPS と 40 MiBps のスループットを消費します。

マシンタイプのサポート

Hyperdisk Balanced ストレージ プールは、Hyperdisk Balanced をサポートするマシンシリーズでサポートされます。サポートされているマシンシリーズのリストについては、Hyperdisk マシンタイプのサポートをご覧ください。

Hyperdisk Balanced ストレージ プールのリージョンの可用性

Hyperdisk Balanced ストレージ プールは、Hyperdisk Balanced ディスクが提供されている任意のゾーンで使用できます。使用可能なリージョンの一覧については、Hyperdisk のリージョンの可用性をご覧ください。

使用可能なリージョンとゾーンの最新情報を確認するには、次のコマンドを使用します。

gcloud compute storage-pool-types list --filter="name=hyperdisk-balanced"

ストレージ プールの上限

次の表に、さまざまなストレージ プール タイプの上限を示します。

パフォーマンス

ストレージ プール内のディスクのパフォーマンスは、ストレージ プールで作成されていないディスクと同じです。

ストレージ プールの制限事項

Hyperdisk ストレージ プールには次の制限があります。

リソースの上限:

• 作成する Hyperdisk ストレージ プールにプロビジョニングされる容量は最大 1 PiB です。
• 1 時間あたり最大 5 つのストレージ プールを作成できます。
• 1 日に作成できるストレージ プールは 10 個までです。
• プロジェクトごとに最大 10 個のストレージ プールを作成できます。
• プールのプロビジョニング モデルは変更できません。標準容量のストレージ プールを大容量のストレージ プールに変更したり、大容量のストレージ プールを標準パフォーマンスのストレージ プールに変更することはできません。
• ストレージ プールはゾーンリソースです。
• ストレージ プールには最大 1,000 個のディスクを作成できます。
• Hyperdisk ストレージ プールは Compute Engine でのみ使用できます。Cloud SQL インスタンスは Hyperdisk ストレージ プールを使用できません。
• ストレージ プールのプロビジョニング容量またはパフォーマンスは 24 時間に 2 回まで変更できます。

ストレージ プールのディスクの上限:

• ストレージ プールの新しいディスクは、同じプロジェクトとゾーン内にのみ作成できます。
• ストレージ プール内外にディスクを移動することはできません。ストレージ プール内外にディスクを移動するには、スナップショットからディスクを再作成する必要があります。詳細については、ディスクタイプを変更するをご覧ください。
• ストレージ プールにブートディスクを作成するには、Hyperdisk Balanced ストレージ プールを使用する必要があります。
• ストレージ プールはリージョン ディスクをサポートしていません。
• ストレージ プールにディスクのクローンは作成できません。また、ディスクのインスタント スナップショットを作成することや、Persistent Disk の非同期レプリケーションを構成することもできません。
• ストレージ プール内の Hyperdisk Balanced ディスクは、複数のコンピューティング インスタンスにアタッチできません。

予約

Hyperdisk ストレージ プールは、reservationsで使用できます。予約を使用し、ストレージ プール内の Hyperdisk を使用するコンピューティング インスタンスを作成できます。または、予約を使用するインスタンスを作成し、その後、ストレージ プールで作成された Hyperdisk をインスタンスにアタッチすることもできます。詳細については、予約を使用する方法をご覧ください。

料金

Hyperdisk ストレージ プールは、プロビジョニングされたストレージ プールの容量、スループット、IOPS に基づいて月額課金されます。ストレージ プールで作成されたディスクのプロビジョニングされた IOPS、スループット、容量に対しては課金されません。

標準容量と標準パフォーマンスのストレージ プールの場合、容量とプロビジョニングされたパフォーマンスは、基盤となるディスクと同じレートで課金されます。たとえば、Hyperdisk Balanced ストレージ プールの標準容量の料金は、スタンドアロンの Hyperdisk Balanced ディスク容量と同じ料金です。

大容量ストレージ プールと大容量パフォーマンス ストレージ プールでは、シン プロビジョニングとデータ削減が行われるため、より高い価格が設定されています。料金は高めですが、シン プロビジョニングとデータ削減で効率性と使用率が向上するため、ブロック ストレージの総コストは削減できます。

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 ストレージ プールによる確約利用割引

Hyperdisk ストレージ プールは以下の割引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）

次のステップ

• Hyperdisk ストレージ プールの作成方法を確認する。
• ディスクタイプを変更するで、既存のディスクをストレージ プールに移動する方法を確認する。
• ディスクの料金に関する情報を確認する。