Amazon EBS スループット最適化 HDD ボリュームと Cold HDD ボリューム
Amazon EBS によって提供される HDD-Backed ボリュームは、次のカテゴリに分類されます。
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スループット最適化 HDD: 高いスループットを必要とするアクセス頻度の高いワークロード向けの低コストの HDD
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Cold HDD: アクセス頻度の低いワークロード向けの最も低コストの HDD 設計
トピック
インスタンスごとのスループット制限
st1 ボリュームと sc1 ボリュームのスループットは常に、次のいずれか小さい方によって決定されます。
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ボリュームのスループット制限
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インスタンスのスループット制限
ネットワークボトルネックを回避するには、すべての Amazon EBS ボリュームで、EBS 最適化 EC2 インスタンスを選択することをお勧めします。
スループット最適化 HDD ボリューム
スループット最適化 HDD (st1) ボリュームは、IOPS ではなくスループットでパフォーマンスを示す、低コストの磁気ストレージに使用できます。このボリュームタイプは、Amazon EMR、ETL、データウェアハウス、ログ処理など、サイズの大きなシーケンシャルワークロードに適しています。ブート可能な st1 ボリュームはサポートされていません。
スループット最適化 HDD (st1) ボリュームは Cold HDD (sc1) ボリュームに類似していますが、アクセスが頻繁なデータをサポートするように設計されています。
注記
このボリュームタイプは、サイズの大きなシーケンシャル I/O が含まれるワークロードに適しています。サイズの小さなランダム I/O を実行するワークロードのお客様には、Amazon EBS 汎用 SSD ボリューム または Amazon EBS プロビジョンド IOPS SSD ボリューム の使用をお勧めします。詳細については、HDD に対する読み取り/書き込みサイズが小さい場合の非効率性を参照してください。
スループット最適化 HDD (st1) ボリュームを EBS 最適化インスタンスにアタッチすると、一貫したパフォーマンスが維持され、1 年で 99% の期間、想定されるスループットパフォーマンスの少なくとも 90% のボリュームが提供されます。
スループットクレジットとバーストパフォーマンス
gp2 と同様、st1 でもパフォーマンスのためにバーストバケットモデルが使用されます。ボリュームのベースラインスループット (ボリュームのスループットクレジットが蓄積されるレート) は、ボリュームサイズによって決まります。ボリュームのバーストスループット (クレジットがある場合に可能な消費レート) もボリュームサイズによって決まります。ボリュームが大きいほど、ベースラインとバーストスループットの値も大きくなります。また、ボリュームのクレジットが多いほど、バーストレベルでドライブ I/O に使用できる時間が長くなります。
次の図は、st1 のバーストバケット動作を示しています。
スループットとスループットクレジットの上限により、st1 ボリュームで使用可能なスループットは、以下の計算式で示されます。
(Volume size) × (Credit accumulation rate per TiB) = Throughput1 TiB の st1 ボリュームの場合、バーストスループットは 250 MiB/秒に制限され、バケットのクレジットは 40 MiB/秒で最大 1 TiB 分まで累積されます。
容量が大きいほど、これらの制限はリニアにスケールされ、スループットは最大 500 MiB/秒に制限されます。バケットが枯渇した後は、スループットは TiB あたり 40 MiB/秒のベースラインレートに制限されます。
ボリュームサイズが 0.125～16 TiB の場合、ベースラインスループットの範囲は 5 MiB/秒 ～ 500 MiB/秒 (上限値) です。次に示すように、この最大値には 12.5 TiB で到達します。
40 MiB/s
12.5 TiB × ---------- = 500 MiB/s
1 TiB バーストスループットの範囲は、31 MiB/秒～500 MiB/秒 (上限) です。次に示すように、この上限には 2 TiB で到達します。
250 MiB/s
2 TiB × ---------- = 500 MiB/s
1 TiB 次の表は、st1 のベーススループット値およびバーストスループット値の範囲を示します。
| ボリュームサイズ (TiB) | ST1 ベーススループット (MiB/秒) | ST1 バーストスループット (MiB/秒) |
|---|---|---|
| 0.125 | 5 | 31 |
| 0.5 | 20 | 125 |
| 1 | 40 | 250 |
| 2 | 80 | 500 |
| 3 | 120 | 500 |
| 4 | 160 | 500 |
| 5 | 200 | 500 |
| 6 | 240 | 500 |
| 7 | 280 | 500 |
| 8 | 320 | 500 |
| 9 | 360 | 500 |
| 10 | 400 | 500 |
| 11 | 440 | 500 |
| 12 | 480 | 500 |
| 12.5 | 500 | 500 |
| 13 | 500 | 500 |
| 14 | 500 | 500 |
| 15 | 500 | 500 |
| 16 | 500 | 500 |
次の図は、テーブルの値をグラフで示したものです。
注記
スループット最適化 HDD (st1) ボリュームのスナップショットを作成すると、スナップショットの進行中はボリュームのベースライン値までパフォーマンスが低下します。
CloudWatch メトリクスとアラームを使用してバーストバケットバランスをモニタリングする方法については、ボリュームのバーストバケットバランスのモニタリングを参照してください。
Cold HDD ボリューム
Cold HDD (sc1) ボリュームは、IOPS ではなくスループットでパフォーマンスを示す、低コストの磁気ストレージに使用できます。st1 は、sc1 よりスループット制限が低く、サイズの大きなコールドデータのシーケンシャルワークロードに適しています。データへのアクセス頻度が低く、コストの削減が必要である場合は、低コストなブロックストレージとして sc1 を使用できます。ブート可能な sc1 ボリュームはサポートされていません。
Cold HDD (sc1) ボリュームは、スループット最適化 HDD (st1) ボリュームに類似していますが、アクセス頻度が低いデータをサポートするように設計されています。
注記
このボリュームタイプは、サイズの大きなシーケンシャル I/O が含まれるワークロードに適しています。サイズの小さなランダム I/O を実行するワークロードのお客様には、Amazon EBS 汎用 SSD ボリューム または Amazon EBS プロビジョンド IOPS SSD ボリューム の使用をお勧めします。詳細については、HDD に対する読み取り/書き込みサイズが小さい場合の非効率性を参照してください。
Cold HDD (sc1) ボリュームを EBS 最適化インスタンスにアタッチすると、一貫したパフォーマンスが維持され、1 年で 99% の期間、想定されるスループットパフォーマンスの少なくとも 90% のボリュームが提供されます。
スループットクレジットとバーストパフォーマンス
gp2 と同様、sc1 でもパフォーマンスのためにバーストバケットモデルが使用されます。ボリュームのベースラインスループット (ボリュームのスループットクレジットが蓄積されるレート) は、ボリュームサイズによって決まります。ボリュームのバーストスループット (クレジットがある場合に可能な消費レート) もボリュームサイズによって決まります。ボリュームが大きいほど、ベースラインとバーストスループットの値も大きくなります。また、ボリュームのクレジットが多いほど、バーストレベルでドライブ I/O に使用できる時間が長くなります。
スループットとスループットクレジットの上限により、sc1 ボリュームで使用可能なスループットは、以下の計算式で示されます。
(Volume size) × (Credit accumulation rate per TiB) = Throughput1 TiB の sc1 ボリュームの場合、バーストスループットは 80 MiB/秒に制限され、バケットのクレジットは 12 MiB/秒で最大 1 TiB 分まで累積されます。
容量が大きいほど、これらの制限はリニアにスケールされ、スループットは最大 250 MiB/秒に制限されます。バケットが枯渇した後は、スループットは TiB あたり 12 MiB/秒のベースラインレートに制限されます。
ボリュームサイズが 0.125～16 TiB の場合、ベースラインスループットの範囲は 1.5 MiB/秒～192 MiB/秒 (最大値) です。次に示すように、この最大値には 16 TiB で到達します。
12 MiB/s
16 TiB × ---------- = 192 MiB/s
1 TiB バーストスループットの範囲は、10 MiB/秒～250 MiB/秒 (上限) です。次に示すように、この上限には 3.125 TiB で到達します。
80 MiB/s
3.125 TiB × ----------- = 250 MiB/s
1 TiB 次の表は、sc1 のベーススループット値およびバーストスループット値の範囲を示します。
| ボリュームサイズ (TiB) | SC1 ベーススループット (MiB/秒) | SC1 バーストスループット (MiB/秒) |
|---|---|---|
| 0.125 | 1.5 | 10 |
| 0.5 | 6 | 40 |
| 1 | 12 | 80 |
| 2 | 24 | 160 |
| 3 | 36 | 240 |
| 3.125 | 37.5 | 250 |
| 4 | 48 | 250 |
| 5 | 60 | 250 |
| 6 | 72 | 250 |
| 7 | 84 | 250 |
| 8 | 96 | 250 |
| 9 | 108 | 250 |
| 10 | 120 | 250 |
| 11 | 132 | 250 |
| 12 | 144 | 250 |
| 13 | 156 | 250 |
| 14 | 168 | 250 |
| 15 | 180 | 250 |
| 16 | 192 | 250 |
次の図は、テーブルの値をグラフで示したものです。
注記
Cold HDD (sc1) ボリュームのスナップショットを作成すると、スナップショットの進行中はボリュームのベースライン値までパフォーマンスが低下します。
CloudWatch メトリクスとアラームを使用してバーストバケットバランスをモニタリングする方法については、ボリュームのバーストバケットバランスのモニタリングを参照してください。
HDD ボリュームを使用するときのパフォーマンスに関する考慮事項
HDD ボリュームを使用して最適なスループットを実現するには、次の考慮事項を念頭に置いてワークロードを計画してください。
スループット最適化 HDD と Cold HDD との比較
st1 と sc1 のバケットサイズはボリュームサイズによって異なり、フルバケットにはフルボリュームスキャンのための十分なトークンが含まれています。ただし、st1 ボリュームと sc1 ボリュームの場合は、サイズが大きくなるほど、インスタンスごとおよびボリュームごとのスループット制限により、ボリュームスキャンの完了にかかる時間が長くなります。ボリュームが小さなインスタンスにアタッチされている場合は、st1 または sc1 のスループット制限よりインスタンスごとのスループットの方に制限されます。
st1 と sc1 のいずれも、全体のうち 99% の時間はバーストスループットの 90% のパフォーマンス安定性を実現できるよう設計されています。毎時間、予測合計スループットの 99% 達成を目標に、準拠しない期間はほぼ均一に分散されています。
スキャン時間は、一般的にこの式で示します。
Volume size
------------ = Scan time
Throughput例えば、パフォーマンス安定性の保証と他の最適化を想定すると、5 TiB のボリュームを持つ st1 のお客様は、フルボリュームスキャンが 2.91～3.27 時間で完了すると予測できます。
-
最適なスキャン時間
5 TiB 5 TiB ----------- = ------------------ = 10,486 seconds = 2.91 hours 500 MiB/s 0.00047684 TiB/s -
最大スキャン時間
2.91 hours -------------- = 3.27 hours (0.90)(0.99) <-- From expected performance of 90% of burst 99% of the time
同様に、5 TiB のボリュームを持つ sc1 のお客様は、フルボリュームスキャンが 5.83～6.54 時間で完了すると予測できます。
-
最適なスキャン時間
5 TiB 5 TiB ----------- = ------------------- = 20972 seconds = 5.83 hours 250 MiB/s 0.000238418 TiB/s -
最大スキャン時間
5.83 hours -------------- = 6.54 hours (0.90)(0.99)
次の表は、フルバケットと十分なインスタンススループットを前提として、さまざまなサイズのボリュームに関する最も望ましいスキャン時間を示します。
| ボリュームサイズ (TiB) | ST1 のスキャン時間、バーストを含む (時間)* | SC1 のスキャン時間、バーストを含む (時間)* |
|---|---|---|
| 1 | 1.17 | 3.64 |
| 2 | 1.17 | 3.64 |
| 3 | 1.75 | 3.64 |
| 4 | 2.33 | 4.66 |
| 5 | 2.91 | 5.83 |
| 6 | 3.50 | 6.99 |
| 7 | 4.08 | 8.16 |
| 8 | 4.66 | 9.32 |
| 9 | 5.24 | 10.49 |
| 10 | 5.83 | 11.65 |
| 11 | 6.41 | 12.82 |
| 12 | 6.99 | 13.98 |
| 13 | 7.57 | 15.15 |
| 14 | 8.16 | 16.31 |
| 15 | 8.74 | 17.48 |
| 16 | 9.32 | 18.64 |
* これらのスキャン時間では、1 MiB のシーケンシャル I/O を実行する際のキューの平均深度 (整数に四捨五入) として 4 以上を前提としています。
したがって、スキャンを早く (最大 500 MiB/秒) 完了するために必要なスループット指向のワークロードがある場合や、または 1 日に複数のフルボリュームスキャンが必要な場合は、st1 を使用してください。コストを最適化している場合、データのアクセス頻度が比較的低い場合、スキャンのパフォーマンスとして 250 MiB/秒を超える必要がない場合は、sc1 を使用してください。
HDD に対する読み取り/書き込みサイズが小さい場合の非効率性
st1 ボリュームおよび sc1 ボリュームのパフォーマンスモデルは、シーケンシャル I/O 用に最適化され、高スループットのワークロードに適しています。多様な IOPS およびスループットのワークロードに対して許容範囲のパフォーマンスを提供しますが、サイズの小さなランダム I/O のワークロードには向いていません。
例えば、1 MiB 以下の I/O リクエストは、1 MiB の I/O クレジットとしてカウントされます。ただし、I/O がシーケンシャルであれば、1 MiB の I/O ブロックにマージされ、1 MiB の I/O クレジットとしてのみカウントされます。
ボリュームのバーストバケットバランスのモニタリング
st1 および sc1 ボリュームのバーストバケットレベルをモニタリングするには、Amazon CloudWatch の Amazon EBS BurstBalance メトリクスを使用します。このメトリクスは、バーストバケット内の残りの st1 と sc1 のスループットクレジットを示します。BurstBalance メトリクス、および I/O に関連するその他のメトリクスの詳細については、Amazon EBS I/O の特性およびモニタリングを参照してください。CloudWatch では、BurstBalance 値があるレベルまで落ち込んだ時に通知するアラームを設定することもできます。詳細については、「CloudWatch アラームを作成する」を参照してください。
