Hyperdisk Exapool の概要

このドキュメントでは、Exapool の機能と上限について説明します。Hyperdisk Exapool は、 Hyperdisk ストレージ プールでは単一ゾーンで十分な Hyperdisk ストレージを提供できない ワークロード向けに設計された Hyperdisk プールです。Exapool を使用すると、ストレージとパフォーマンスを一括で購入し、プール内にディスクを作成してストレージを消費できます。

Hyperdisk Exapool を使用する場合

Exapool は、単一ゾーンに数万個のディスクがあり、500 TiB ～ 2.5 EiB の耐久性のあるブロック ストレージを必要とする大規模なワークロード向けです。ワークロードに必要な容量またはパフォーマンスのスケールが小さい場合は、 Hyperdisk ストレージ プールを使用するか、 プール外にディスクを作成します。

Exapool は、Compute Engine で利用可能な最大規模のストレージとパフォーマンスを提供します。また、必要なパフォーマンスと容量よりも多くプロビジョニングしても、使用した分のみが課金されるため、コストを削減できます。

Hyperdisk Exapool は、大規模な AI、機械学習（ML）、大規模な分散並列ファイル システムのワークロードに最適です。ワークロードの例を次に示します。

Hyperdisk Exapool のワークロードの例:

  • 4,000 個の TPU VM にまたがる AI/ML ワークロード。プロビジョニングされた パフォーマンスが 20,000,000 IOPS、スループットが 3 TiB/秒の Hyperdisk Balanced を使用し、同時集計 ピーク スループットが 500 GiB/秒になります。
  • 15,000 個の GPU インスタンスを使用する AI/ML トレーニング ワークロード。ブートディスクとスクラッチ ディスクに Hyperdisk Balanced を使用し、合計容量が 8 PiB で、同時集計ピーク スループットが 1 TiB/秒になります。
  • 容量が 6 PiB 以上の並列ファイル システム。同時集計ピーク が 800 GiB/秒の読み取り負荷の高いスループット。

Exapool の仕組み

ゾーン内のすべてのワークロードのディスクに必要な合計容量とパフォーマンスで Exapool を作成し、必要に応じてプール内にディスクを作成します。Exapool 内のディスクは、Compute Engine インスタンスとコンテナのブートディスクまたはデータディスクとして使用できます。

Exapool にディスクを作成すると、プールのリソース（サイズとパフォーマンス）の一部がディスクに割り当てられます。プール内のディスクを削除すると、ディスクに割り当てられたリソースはプールに戻され、他のディスクで使用できるようになります。

たとえば、容量が 50 PiB の Hyperdisk Balanced Exapool を作成するとします。 プールに 100 個の 10 TiB ディスクを作成すると、プールの残りの使用可能な容量は 1,000 TiB 減少します。

Exapool のタイプ

Exapool を作成するときは、プール内のディスクの Hyperdisk タイプを選択する必要があります。 以下の種類を選択できます。

Hyperdisk タイプの選択の詳細については、 ワークロードの Hyperdisk タイプを選択するをご覧ください。

マシンシリーズのサポート

Hyperdisk Throughput Exapool と Hyperdisk Balanced Exapool は、それぞれ Hyperdisk Throughput と Hyperdisk Balanced をサポートする同じ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 Throughput のマシンシリーズのサポート と Hyperdisk Balanced のマシンシリーズのサポートをご覧ください。

Exapool のパフォーマンスと容量のプロビジョニング

プールのプロビジョニング タイプによって、プール内のディスクがリソースを消費する方法が決まります。

Exapool では、容量とパフォーマンスの両方に高度なプロビジョニングを使用します。これにより、コストと時間を大幅に節約できます。

高度な容量のプロビジョニング

すべての Exapool で高度な容量のプロビジョニングが使用されます。これには次のようなメリットがあります。

  • シン プロビジョニング: Compute Engine は、ディスクがプロビジョニングされたときではなく、必要に応じてプール内のディスクにデータを割り当てます。
  • オーバープロビジョニング: プール内のディスクには、Exapool 用に購入した容量の最大 50 倍の容量をプロビジョニングできます。これにより、容量計画が簡素化され、手動でのディスクサイズ変更によるダウンタイムを回避できます。

高度な容量のプロビジョニングの詳細については、 高度な容量のプロビジョニングをご覧ください。

高パフォーマンスのプロビジョニング

Exapool では、高パフォーマンスのプロビジョニングを使用します。これには次のようなメリットがあります。

  • シン プロビジョニング: Compute Engine は、必要に応じてプール内のディスクにパフォーマンス リソースを割り当てます。Exapool 内のディスクで使用される IOPS とスループットの量だけが、パフォーマンスを消費します。
  • オーバープロビジョニング: プール内のすべてのディスクの合計パフォーマンスは、プールのプロビジョニングされた書き込みパフォーマンスの最大 50 倍にできます。
  • 共有パフォーマンス: Exapool 内のディスクは、各ディスクの上限までプールのプロビジョニングされたパフォーマンスを共有します。これにより、ピーク使用時間が異なるディスクのコストを削減できます。

高パフォーマンスのプロビジョニングの詳細については、 高パフォーマンスのプロビジョニングをご覧ください。

容量とパフォーマンスの購入

Exapool のプロビジョニングされたパフォーマンス（プール内のディスクに割り当てることができる IOPS とスループットの量）は、次の要因によって異なります。

  • プール内の容量ユニット数
  • Exapool のディスクタイプ

容量ユニットの仕組み

容量ユニットには、1 GiB の容量と、GiB あたりの固定量のパフォーマンス（IOPS とスループット）が含まれます。たとえば、プールに 1 PiB の容量を追加するには、1,048,576 容量ユニット（1,048,576 GiB = 1 PiB）を購入します。Exapool では、3 種類の容量ユニット タイプから選択できます。プールに追加されるパフォーマンスの量は、容量ユニットのタイプによって異なります。

  • 容量最適化ユニット: 読み取りと書き込みの両方で、IOPS とスループットのバランスの取れたレートを提供します。
  • 読み取り最適化ユニット: GiB あたりの読み取りオペレーションとスループットのレートが最も高くなります。
  • 書き込み最適化ユニット: GiB あたりの書き込みオペレーションとスループットのレートが最も高くなります。

ワークロードの読み取りオペレーションが書き込みオペレーションよりも多い場合、または書き込みスループットよりも読み取りスループットが必要な場合は、読み取り最適化ユニットを購入することで最適な価値を得られます。

Exapool をプロビジョニングまたは拡張するときに、さまざまなタイプの容量ユニットを組み合わせることができます。プール用に購入する容量ユニットのタイプと数は、容量ユニットのブレンドと呼ばれます。

Exapool のユニットのブレンドは、Exapool 内のディスクのパフォーマンスには影響しません。ユニットのブレンドは、次の要素にのみ影響します。

  • Exapool の課金方法。
  • Exapool のプロビジョニングされた最大パフォーマンス。

Exapool の容量ユニットのブレンドを選択する

ワークロードのニーズに最も費用対効果の高い方法で対応するには、 アカウント チームと協力して、ワークロードに最適な容量ユニットのブレンドを選択します。たとえば、プロジェクト内の読み取り負荷の高いすべてのディスクに対して、読み取り最適化ユニットを多数使用する Exapool を作成できます。

Hyperdisk Throughput Exapool の容量ユニット比率

Hyperdisk Throughput Exapool のパフォーマンス比率は、購入した容量に基づいて次のようになります。

容量ユニットのタイプ 購入した容量ユニット Exapool の容量（TiB） 読み取りスループット（MiB/秒） 書き込みスループット（MiB/秒）
容量最適化 1,024 1 0.97 0.10
読み取り最適化 1,024 1 3.38 0.10
書き込み最適化 1,024 1 0.97 1.84

Hyperdisk Balanced Exapool の容量ユニット比率

Hyperdisk Balanced Exapool のパフォーマンス比率は、購入した容量に基づいて次のようになります。

容量ユニットのタイプ 購入した容量ユニット Exapool の容量（TiB） 読み取りスループット（MiB/秒） 書き込みスループット（MiB/秒） 読み取り IOPS 書き込み IOPS
容量最適化 1,024 1 5.12 1.02 275 102
読み取り最適化 1,024 1 378.88 30.72 21,311 3,072
書き込み最適化 1,024 1 220.16 71.68 12,288 6,656

容量ユニットがディスクのパフォーマンスに与える影響

Exapool の容量ユニットのブレンドは、Exapool 内のディスクがパフォーマンスを消費する方法には影響しません。プール内のディスクの個々の読み取りオペレーションと書き込みオペレーションに対して、異なる料金が請求されることはありません。 特定のタイプのユニットを購入しても、ディスクの読み取りまたは書き込み IOPS の量が固定されることはありません。また、Exapool にディスクを作成するときに、読み取り IOPS または書き込み IOPS の上限を指定するのではなく、プロビジョニングされた IOPS の上限のみを指定します。

たとえば、2 つの Hyperdisk Balanced Exapool Pool-1 と Pool-2. があるとします。どちらも 100,000,000 個の容量最適化ユニットがあります。Pool-1 には 5,000,000 個の書き込み最適化ユニットがあり、Pool-2 には 5,000,000 個の読み取り最適化ユニットがあります。

どちらのプールも合計 105,000,000 ユニットであるため、合計容量は 100.1 PiB（105,000,000 GiB）になります。 ただし、容量ユニットのタイプが異なるため、プールの最大パフォーマンスの上限とコストは異なります。どちらのプールでも、ディスクのパフォーマンスに違いはありません。

例

Hyperdisk Balanced Exapool に 12,400,000 個の容量ユニットがあるとします。内訳は次のとおりです。

  • 5,000,000 個の容量最適化ユニット
  • 2,400,000 個の読み取り最適化ユニット
  • 5,000,000 個の書き込み最適化ユニット

Exapool の容量は 12,109.4 TiB です（1,024 ユニットごとに 1 TiB）。

Exapool の IOPS は 151,488,476 です。計算方法は次のとおりです。

  • 5,000,000 個の容量最適化ユニットからの IOPS: 1,840,820（1,342,773 読み取り IOPS + 498,047 書き込み IOPS）

  • 2,400,000 個の読み取り最適化ユニットからの IOPS: 57,147,656（49,947,656 読み取り IOPS + 7,200,000 書き込み IOPS）

  • 5,000,000 個の書き込み最適化ユニットからの IOPS: 92,500,000（60,000,000 読み取り IOPS + 32,500,000 書き込み IOPS）

パフォーマンスと容量の使用率を確認する

Compute Engine には、Exapool のモニタリングに使用できる指標が用意されています。これらの指標は、次のような疑問を解決するのに役立ちます。

  • Exapool に残っている読み取り IOPS と書き込み IOPS の量
  • Exapool 内のディスクに割り当てられた容量
  • Exapool 内のディスク数

これらの指標は Cloud Monitoring で確認できます。詳細については、 Hyperdisk プールをモニタリングするをご覧ください。

Hyperdisk Exapool のサイズとパフォーマンスの上限

このセクションでは、Exapool のタイプごとの上限を示します。

プロパティ Hyperdisk Balanced Exapool Hyperdisk Throughput Exapool
最小容量 500 TiB 500 PiB
最大容量 1 EiB 5 EiB
最小スループット 1 TiB/秒 250 GiB/秒
最大スループット 10 TiB/秒 10 TiB/秒
プールあたりのディスクの最大数 500,000 500,000
容量の増加単位 1 TiB 1 PiB
プロジェクト / ゾーンあたりの Exapool の最大数 1 1
パフォーマンス比率 読み取りと書き込みのスループットの I/O サイズは 32 KB、読み取りと書き込みの IOPS の I/O サイズは 4 KB 読み取りの I/O サイズは 1 MB、書き込みの I/O サイズは 256 KB

Exapool 内のディスクのサイズとパフォーマンスの上限

Exapool 内のディスクのサイズとパフォーマンスの上限は、プールにないディスクと同じです。

Hyperdisk タイプ ディスクあたりのプロビジョニング可能な最大パフォーマンス カスタマイズ可能なスループット カスタマイズ可能な IOPS
Hyperdisk Balanced 160,000 IOPS;
2,400 MiB/秒のスループット		 はい はい
Hyperdisk Throughput 2,400 MiB/秒のスループット はい いいえ。スループット 1 MiB/秒あたり 4 IOPS（最大 9,600 IOPS）

ディスクの作成時にパフォーマンスの上限を指定し、ディスクの使用中にパフォーマンスの上限を変更できます。

サイズとパフォーマンスの上限の詳細については、 Hyperdisk Throughput のサイズとパフォーマンスの上限 と Hyperdisk Balanced のサイズとパフォーマンスの上限をご覧ください。

ご利用いただけるリージョン

Hyperdisk Balanced Exapool と Hyperdisk Throughput Exapool はすべてのゾーンで使用できます。

暗号化

Hyperdisk プール内のディスクの暗号化は、プール外のディスクの暗号化と同じように機能します。

詳細については、ディスクの暗号化についてをご覧ください。

料金

Exapool の料金は、プール用に購入した容量ユニットとパフォーマンス ユニットの数とタイプに基づいて請求されます。 プールで作成されたディスクに対してプロビジョニングされた IOPS、スループット、容量については請求されません。

Hyperdisk Exapool は、リソースベースの確約利用割引（CUD）の対象となります。最低 1 年間、最長 3 年間の確約が必要です。1 年または 3 年の Exapool を購入すると、1 年または 3 年の確約でリソースベースの CUD の対象となります。

詳細については、ディスクの料金体系をご覧ください。

制限事項

Exapool には次の制限が適用されます。

  • Hyperdisk Exapool を作成、変更、削除するには、アカウント チームにお問い合わせください。
  • Exapool にプロビジョニングできるパフォーマンスの量は、Exapool の容量ユニットのタイプと数によって異なります。ただし、Exapool で作成されたディスクのパフォーマンスは、プールの容量ユニットのブレンドとは無関係です。
  • Exapool では、Hyperdisk Balanced ボリュームの情報保護モードを使用できません。
  • Exapool では、高度な容量と高パフォーマンスのプロビジョニングのみが使用されます。標準容量または標準パフォーマンスのプロビジョニングはサポートされていません。
  • Exapool ではデータ圧縮は使用されません。
  • Exapool では、パフォーマンスや容量の自動拡張はサポートされていません。Exapool のパフォーマンスと容量の使用率を自分でモニタリングする必要があります。プールのパフォーマンス または容量を増やす必要がある場合は、アカウント チームにお問い合わせください。
  • 既存のディスクを Exapool に移動したり、Exapool から移動することはできません。 ディスクの標準スナップショットを作成し、そのスナップショットを使用して新しいディスクを作成する必要があります。

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