Panoramica dei pool Hyperdisk

Questo documento illustra le funzionalità e i vantaggi dei pool Hyperdisk in Compute Engine e come scegliere il pool giusto per i tuoi carichi di lavoro.

Puoi semplificare la gestione dei dischi e ridurre i costi con i pool Hyperdisk. I pool Hyperdisk ti consentono di acquistare capacità e prestazioni in blocco anziché per singoli dischi. Puoi quindi creare dischi nel pool per utilizzare le risorse acquistate. I dischi in un pool possono essere utilizzati come dischi di avvio e dischi dati per le istanze e i container.

Quando utilizzare i pool

Per i workload su larga scala con esigenze di prestazioni simultanee elevate, Google consiglia i pool.

Compute Engine offre due tipi di pool: pool di archiviazione Hyperdisk e Hyperdisk Exapools. Per scegliere un tipo di pool, consulta Come scegliere un tipo di pool.

Come linea guida generale, se il tuo workload ha uno o più dei seguenti requisiti all'interno di un singolo progetto e di una singola zona, devi supportarlo utilizzando i pool Hyperdisk:

Di seguito sono riportati alcuni esempi di workload adatti a un pool Hyperdisk:

• Esempi di carichi di lavoro per Hyperdisk Exapools:

  • Workload di AI/ML che comprendono 4000 VM TPU e utilizzano 2 PiB di Hyperdisk Balanced con prestazioni di cui è stato eseguito il provisioning di 20.000.000 di IOPS e 3 TiB/s di throughput, con un throughput di picco aggregato simultaneo di 500 GiB/s.
  • Workload di addestramento AI/ML con 15.000 istanze GPU che utilizzano Hyperdisk Balanced per i dischi di avvio e scratch con una capacità totale di 8 PiB, con un throughput di picco aggregato simultaneo di 1 TiB/s.
  • File system parallelo con capacità di almeno 6 PiB e picchi aggregati simultanei di 800 GiB/s di throughput con molte letture.

• Esempi di workload per i pool di archiviazione Hyperdisk:

  • Workload di simulazione AI/ML e HPC con 1000 istanze GPU che utilizzano volumi Hyperdisk Balanced in combinazione con SSD locale come cache condivisa.
  • Carico di lavoro distribuito su più database e applicazioni, con 100 TiB di capacità di provisioning su più volumi utilizzati sia dai database che dalle applicazioni.

L'utilizzo di picco aggregato è la capacità e le prestazioni di picco totali consumate da tutti i dischi in un workload, che è diverso dalla somma delle prestazioni sottoposte a provisioning per tutti i dischi. Per calcolare l'utilizzo di picco aggregato simultaneo, consulta Esamina le metriche sulle prestazioni del disco.

Problemi di gestione dei dischi risolti dai pool

I pool contribuiscono a ridurre i costi e a semplificare la previsione delle risorse e la gestione dei dischi, soprattutto nei seguenti scenari:

• Migrazione dalla SAN on-premise: i pool contribuiscono a semplificare e abbreviare la transizione a Cloud de Confiance by S3NS evitando previsioni complesse di capacità e prestazioni per disco.
• Combattere il sottoutilizzo: spesso viene eseguito il provisioning dei dischi per le prestazioni di picco, il che può portare a sprechi. Con i pool, puoi utilizzare il thin provisioning per allocare le risorse in base alle necessità. I pool ti aiutano ad aumentare l'utilizzo dello spazio di archiviazione a blocchi e a semplificare le operazioni.

• Costi più elevati e gestione complessa dei dischi: i pool sono progettati per evitare i tempi di inattività necessari per ridimensionare i dischi quando aumentano le esigenze di prestazioni o capacità, riducendo al contempo il costo totale di proprietà. In questo modo si riduce la complessità della gestione di centinaia o migliaia di singoli dischi.

  Quando crei dischi per le istanze Compute Engine in un pool, puoi specificare un limite di dimensioni o prestazioni molto più elevato di quello che prevedi di utilizzare per il workload. Quando i workload scrivono sui dischi, le risorse di spazio e prestazioni vengono attinte dalla capacità e dalle prestazioni del pool sottoposte a provisioning. Solo la quantità di risorse di archiviazione a blocchi che utilizzi viene sottratta dalla capacità e dalle prestazioni del pool sottoposte a provisioning, non la quantità di cui avevi eseguito il provisioning durante la creazione dei dischi. Le dimensioni e le prestazioni del disco che specifichi durante la creazione dei dischi nel pool fungono da limite superiore per queste risorse. Di conseguenza, dovrai modificare le dimensioni o le prestazioni sottoposte a provisioning per un disco solo se viene raggiunto questo limite.

Vantaggi dei pool

I pool Hyperdisk offrono i seguenti vantaggi:

• Gestione dei costi semplificata: prevedi la fatturazione in modo più accurato in base alle risorse di cui è stato eseguito il provisioning del pool anziché ai singoli dischi.
• Prestazioni condivise: condividi le prestazioni sottoposte a provisioning tra tutti i dischi di un pool, in modo da non dover acquistare prestazioni per ogni disco.
• Maggiore efficienza e utilizzo delle risorse:
  • Alloca le risorse ai dischi in base alle necessità con il thin provisioning, riducendo i costi e gli sprechi.
  • Esegui il provisioning dei dischi per le esigenze di picco delle prestazioni ed evita comunque di pagare per le risorse non utilizzate.
  • Ridurre il sottoutilizzo misurando la capacità consumata di un pool in base ai dati scritti sui dischi, non alla capacità sottoposta a provisioning dei dischi.
  • Utilizza strategie di riduzione dei dati per archiviarli in modo più efficiente sui dischi, riducendo i costi.
• Gestione flessibile dei dischi: aumenta o riduci la capacità del pool anziché ridimensionare i singoli dischi.

Come funzionano i pool

Un pool è una raccolta preacquistata di risorse Hyperdisk (capacità, throughput e IOPS) all'interno di una zona. Quando crei singoli dischi all'interno del pool, utilizzi le risorse acquistate dei pool. Assegni alcune delle risorse del pool a ogni nuovo disco. Non paghi per la capacità o le prestazioni di cui è stato eseguito il provisioning di ogni singolo disco, ma solo per ciò che è stato acquistato per il pool. Quando elimini un disco in un pool, le risorse allocate vengono restituite al pool per essere utilizzate da altri dischi.

L'utilizzo dei pool Hyperdisk non comporta alcuna modifica all'utilizzo dei volumi Hyperdisk da parte dei workload. I dati sui singoli dischi di un pool mantengono lo stesso isolamento che avrebbero se i dischi non fossero stati creati in un pool.

Come scegliere un tipo di piscina

Compute Engine offre pool di archiviazione Hyperdisk e Hyperdisk Exapools. Il tipo di pool che utilizzi dipende dalla scalabilità del tuo workload.

• Pool di archiviazione Hyperdisk: per i workload Enterprise che richiedono 20 TiB o più di capacità all'interno di una singola zona e di un singolo progetto, Google consiglia di utilizzare i pool di archiviazione Hyperdisk.

• Hyperdisk Exapools: per carichi di lavoro molto grandi che richiedono prestazioni di provisioning di 1 TiB/s o più. Per utilizzare Exapools, devi contattare il team dedicato all'account.

Tipi di Hyperdisk supportati per i pool

Quando crei un pool, specifichi un tipo di Hyperdisk per il pool. Tutti i dischi nel pool devono essere dello stesso tipo di Hyperdisk. Gli Hyperdisk Exapools e i pool di archiviazione Hyperdisk supportano i seguenti tipi di Hyperdisk:

• Hyperdisk bilanciato
• Hyperdisk Throughput

Per scoprire le differenze tra i tipi di Hyperdisk, consulta Scegliere un tipo di Hyperdisk.

Tipi di provisioning per i pool

Quando crei un pool, selezioni i tipi di provisioning per capacità e prestazioni. Il tipo di provisioning selezionato determina le funzionalità del pool disponibili. I pool Hyperdisk offrono i seguenti tipi di provisioning:

• Provisioning della capacità standard: semplifica la gestione dei costi consentendoti di acquistare la capacità aggregata.

• Provisioning avanzato della capacità: elimina la necessità di ridimensionare i dischi o di creare dischi molto grandi.

• Provisioning delle prestazioni standard: impedisce la contesa nei dischi con picchi di prestazioni correlati.

• Provisioning di Prestazioni avanzate: impedisce la contesa nei dischi con diversi tempi di utilizzo di picco.

Un pool che utilizza il provisioning della capacità avanzata è denominato pool con capacità avanzata, mentre un pool che utilizza il provisioning della capacità standard è denominato pool con capacità standard.

Per i pool di archiviazione Hyperdisk, puoi utilizzare il provisioning della capacità standard o avanzato. Puoi anche combinare diversi tipi di provisioning per capacità e rendimento. Ad esempio, puoi creare un pool di archiviazione che utilizza il provisioning avanzato per la capacità e il provisioning standard per le prestazioni.

Per gli exapool Hyperdisk, puoi utilizzare solo il provisioning avanzato per capacità e prestazioni.

Provisioning della capacità standard e avanzato

Il provisioning avanzato offre risparmi sui costi, una gestione dei dischi più flessibile e un consumo più efficiente delle risorse del pool rispetto al provisioning standard. I dischi in un pool di capacità standard non offrono funzionalità di risparmio sui costi aggiuntive.

La seguente tabella evidenzia le differenze tra il provisioning della capacità standard e di quella avanzata.

Provisioning della capacità standard

Il provisioning della capacità standard è l'opzione migliore per i workload con una delle seguenti proprietà:

• L'obiettivo principale è semplificare la pianificazione della capacità e la gestione dei costi.
• I requisiti di capacità per ogni disco sono fissi.
• I dischi vengono creati ed eliminati di frequente. Con i pool, devi acquistare la capacità una sola volta e i dischi possono essere creati ed eliminati in base alle esigenze.

I dischi nei pool che utilizzano il provisioning della capacità standard hanno le seguenti proprietà:

• Il consumo di capacità viene misurato in base alla quantità di spazio sottoposta a provisioning, non alla quantità di dati scritti sul disco. Ad esempio, se crei un disco da 1 TiB in un pool con capacità standard, la capacità disponibile del pool viene ridotta di 1 TiB, anche se il disco non contiene dati.
• Un pool che utilizza il provisioning di capacità standard è considerato pieno se tutta la capacità sottoposta a provisioning è stata allocata ai dischi all'interno del pool. Non puoi eseguire il provisioning di ulteriore capacità per i dischi o creare nuovi dischi. Devi eseguire il provisioning di ulteriore capacità per il pool o eliminare alcuni dischi. Questo vale anche se tutti i dischi sono vuoti.

Provisioning della capacità avanzata

I dischi in un pool di capacità avanzata consumano la capacità in modo diverso rispetto ai dischi in un pool di capacità standard e ai dischi non appartenenti a un pool.

I dischi nei pool che utilizzano il provisioning della capacità avanzata hanno le seguenti caratteristiche:

• Overprovisioning
• Thin provisioning
• Riduzione dei dati
• Autogrow

Capacità di overprovisioning

La capacità di overprovisioning ti consente di eseguire il provisioning dei dischi per la loro capacità di picco, senza eseguire il provisioning del pool per la capacità combinata totale dei dischi. In questo modo puoi eseguire il provisioning delle prestazioni per i dischi, ridurre i costi ed evitare tempi di inattività dovuti al ridimensionamento.

La capacità totale sottoposta a provisioning dei dischi dipende dal tipo di pool e dalla sua capacità sottoposta a provisioning. Per i pool di archiviazione Hyperdisk, il limite di overprovisioning è 5 volte la capacità sottoposta a provisioning del pool. Per gli Hyperdisk Exapools, il limite di overprovisioning è 50 volte la capacità sottoposta a provisioning del pool. Ogni disco può consumare fino alla capacità e alle prestazioni sottoposte a provisioning. Tuttavia, il consumo cumulativo di tutti i dischi nel pool non può superare la capacità sottoposta a provisioning del pool.

Thin provisioning per la capacità

La capacità viene allocata ai dischi in base alle necessità e non quando viene eseguito il provisioning del disco. Pertanto, il pool non è pieno quando tutto lo spazio sottoposto a provisioning è stato allocato ai dischi. Il pool è pieno quando tutto lo spazio di cui è stato eseguito il provisioning è stato utilizzato dai dati scritti.

Riduzione dei dati

Per ridurre lo spazio utilizzato dai dati scritti, Compute Engine applica strategie di riduzione dei dati ai dati scritti dalle applicazioni per ridurre i dati scritti sui dischi.

Aumento automatico per i pool di capacità avanzata

Se Compute Engine rileva che l'80% della capacità sottoposta a provisioning di un pool di capacità avanzata viene utilizzato, tenta una crescita automatica, ovvero un aumento della capacità sottoposta a provisioning del pool.