輸送量最佳化 HDD 以及冷 HDD 磁碟區 - Amazon Elastic Compute Cloud

輸送量最佳化 HDD 以及冷 HDD 磁碟區

Amazon EBS 提供的 HDD 後端磁碟區分成以下類別:

  • 輸送量最佳化 HDD – 專為經常存取、密集輸送量工作負載所設計的低成本 HDD。

  • 冷 HDD – 成本最低的 HDD 設計,適用於較不常存取的工作負載。

HDD 支援的磁碟區概觀

以下是 HDD 支援磁碟區的使用案例和特性摘要。如需每個執行個體最大 IOPS 和輸送量的相關資訊,請參閱 Amazon EBS – 最佳化執行個體

輸送量最佳化 HDD Cold HDD
容積類型 st1 sc1
耐久性 99.8% - 99.9% 耐用性 (0.1% - 0.2% 年故障率) 99.8% - 99.9% 耐用性 (0.1% - 0.2% 年故障率)
使用案例
  • 大數據

  • 資料倉儲

  • 記錄處理

  • 輸送量取向儲存體,適用於不常存取的資料

  • 最低儲存成本為考量重點的案例

磁碟區大小 125 GiB - 16 TiB 125 GiB - 16 TiB
每個磁碟區的最大 IOPS (1 MiB I/O) 500 250
每個磁碟區的最大輸送量 500 MiB/s 250 MiB/s
Amazon EBS Multi-Attach 不支援 不支援
開機磁碟區 不支援 不支援

每執行個體輸送量的限制

st1sc1 磁碟區的輸送量一律由以下較小值決定:

  • 磁碟區的輸送量限制

  • 執行個體的輸送量限制

對於所有的 Amazon EBS 磁碟區,建議您選取適當的 EBS 最佳化 EC2 執行個體,以避免網路瓶頸。如需詳細資訊,請參閱 Amazon EBS – 最佳化執行個體

輸送量最佳化 HDD 磁碟區

輸送量最佳化 HDD (st1) 磁碟區提供低成本的磁性儲存體,它按照輸送量而非 IOPS 來定義效能。這種磁碟區類型適合循序的大型工作負載,例如 Amazon EMR、ETL、資料倉儲和日誌處理。不支援可開機的 st1 磁碟區。

雖然與冷 HDD (st1) 磁碟區類似,但是輸送量最佳化 HDD (sc1) 磁碟區旨在支援經常存取的資料。

這種磁碟區類型針對循序的大型 I/O 工作負載最佳化,所以建議執行小型隨機 I/O 工作負載的客戶使用 gp2。如需詳細資訊,請參閱 HDD 的小型讀寫效率不彰

連接到 EBS 最佳化執行個體的輸送量最佳化 HDD (st1) 磁碟區旨在提供一致的效能,在給定年份 99% 的時間裡提供至少 90% 的佈建 IOPS 效能。

輸送量額度和高載效能

如同 gp2st1 為效能使用爆量儲存貯體模型。磁碟區大小決定您磁碟區的基準輸送量,這是磁碟區累積輸送量額度的比率。磁碟區大小也決定您磁碟區的爆量輸送量,這是有輸送量可用時您能消耗的比率。磁碟區愈大,基準和爆量輸送量就愈高。您磁碟區擁有的額度愈多,它可在爆量層級驅動 I/O 的時間就愈長。

下圖顯示 st1 的爆量儲存貯體行為。


            st1 爆量儲存貯體

受到輸送量和輸送量額度上限的約束,st1 磁碟區的可用輸送量以下列公式表示:

(Volume size) × (Credit accumulation rate per TiB) = Throughput

1-TiB 的 st1 磁碟區,其爆量輸送量限於 250 MiB/s,儲存貯體填入的額度為 40 MiB/s,且可維持價值 1 TiB 的額度。

較大的磁碟區以線性方式擴展其限制,輸送量上限為 500 MiB/s。耗盡儲存貯體之後,輸送量會將基準速率限制在每 TiB 40 MiB/s。

在大小範圍介於 0.125 TiB 到 16 TiB 的磁碟區上,基準輸送量從 5 MiB/s 到上限 500 MiB/s,最高 12.5 TiB,如下所示:

40 MiB/s 12.5 TiB × ---------- = 500 MiB/s 1 TiB

爆量輸送量從 31 MiB/s 到上限 500 MiB/s,最高 2 TiB,如下所示:

250 MiB/s 2 TiB × ---------- = 500 MiB/s 1 TiB

下表說明 st1 的基準和爆量輸送量值完整範圍。

磁碟區大小 (TiB) ST1 基底輸送量 (MiB/s) ST1 爆量輸送量 (MiB/s)
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

以下為資料表值的繪圖:


            比較 st1 基準和爆量輸送量
注意

當您建立輸送量最佳化 HDD (st1) 磁碟區的快照時,在快照進行時效能可能會下降至磁碟區的基準值。

如需使用 CloudWatch 指標和警示以監控爆量儲存貯體餘額的資訊,請參閱監控磁碟區的爆量儲存貯體平衡

冷 HDD 磁碟區

冷 HDD (sc1) 磁碟區提供低成本的磁性儲存體,它按照輸送量而非 IOPS 來定義效能。st1 的輸送量限制比 sc1 低,適合循序的大型原始資料工作負載。若您不需要頻繁存取您的資料,並且正在尋找節省成本的方式,sc1 可提供廉價的區塊儲存體。不支援可開機的 sc1 磁碟區。

雖然與輸送量最佳化 HDD (sc1) 磁碟區類似,但是冷 HDD (st1) 磁碟區旨在支援不常存取的資料。

注意

這種磁碟區類型針對循序的大型 I/O 工作負載最佳化,所以建議執行小型隨機 I/O 工作負載的客戶使用 gp2。如需詳細資訊,請參閱 HDD 的小型讀寫效率不彰

連接到 EBS 最佳化執行個體的 Cold HDD (sc1) 磁碟區旨在提供一致的效能,在給定年份 99% 的時間裡提供至少 90% 的預期輸送量效能。

輸送量額度和高載效能

如同 gp2sc1 為效能使用爆量儲存貯體模型。磁碟區大小決定您磁碟區的基準輸送量,這是磁碟區累積輸送量額度的比率。磁碟區大小也決定您磁碟區的爆量輸送量,這是有輸送量可用時您能消耗的比率。磁碟區愈大,基準和爆量輸送量就愈高。您磁碟區擁有的額度愈多,它可在爆量層級驅動 I/O 的時間就愈長。


            sc1 爆量儲存貯體

受到輸送量和輸送量額度上限的約束,sc1 磁碟區的可用輸送量以下列公式表示:

(Volume size) × (Credit accumulation rate per TiB) = Throughput

1-TiB 的 sc1 磁碟區,其爆量輸送量限於 80 MiB/s,儲存貯體填入的額度為 12 MiB/s,且可維持價值 1 TiB 的額度。

較大的磁碟區以線性方式擴展其限制,輸送量上限為 250 MiB/s。耗盡儲存貯體之後,輸送量會將基準速率限制在每 TiB 12 MiB/s。

在大小範圍介於 0.125 TiB 到 16 TiB 的磁碟區上,基準輸送量從 1.5 MiB/s 到上限 192 MiB/s,最高 16 TiB,如下所示:

12 MiB/s 16 TiB × ---------- = 192 MiB/s 1 TiB

爆量輸送量從 10 MiB/s 到上限 250 MiB/s,最高 3.125 TiB,如下所示:

80 MiB/s 3.125 TiB × ----------- = 250 MiB/s 1 TiB

下表說明 sc1 的基準和爆量輸送量值完整範圍:

磁碟區大小 (TiB) SC1 基底輸送量 (MiB/s) SC1 爆量輸送量 (MiB/s)
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

以下為資料表值的繪圖:


            比較 sc1 基準和爆量輸送量
注意

當您建立冷 HDD (sc1) 磁碟區的快照時,在快照進行時效能可能會下降至磁碟區的基準值。

如需使用 CloudWatch 指標和警示以監控爆量儲存貯體餘額的資訊,請參閱監控磁碟區的爆量儲存貯體平衡

使用 HDD 磁碟區時的效能考量

如需使用 HDD 磁碟區的最佳輸送量結果,規劃工作負載時請考量下列事項。

比較輸送量最佳化 HDD 和冷 HDD

st1sc1 儲存貯體的大小隨磁碟區大小變化,而完整的儲存貯體包含掃描完整磁碟區的足夠字符。不過,因為受限於每執行個體和每磁碟區的輸送量,較大的 st1sc1 磁碟區需要較長的時間完成磁碟區掃描。連接到較小執行個體的磁碟區受限於每執行個體的輸送量,而非 st1sc1 的輸送量限制。

st1sc1 的設計目標都是在 99% 的時間內保持 90% 的爆量輸送量的效能一致性。不相容的期間約為統一分佈,目標為每小時 99% 的預期總輸送量。

掃描時間一般以這個公式表示:

Volume size ------------ = Scan time Throughput

例如,將效能一致性保證和其他最佳化事項納入考量,有 5-TiB 磁碟區的 st1 客戶預期可在 2.91 到 3.27 小時內完成完整的磁碟區掃描。

  • 最佳掃描時間

    5 TiB 5 TiB ----------- = ------------------ = 10,486 seconds = 2.91 hours 500 MiB/s 0.00047684 TiB/s
  • 掃描時間上限

    2.91 hours -------------- = 3.27 hours (0.90)(0.99) <-- From expected performance of 90% of burst 99% of the time

同樣地,有 5-TiB 磁碟區的 sc1 客戶預期可在 5.83 到 6.54 小時內完成完整的磁碟區掃描。

  • 最佳掃描時間

    5 TiB 5 TiB ----------- = ------------------- = 20972 seconds = 5.83 hours 250 MiB/s 0.000238418 TiB/s
  • 掃描時間上限

    5.83 hours -------------- = 6.54 hours (0.90)(0.99)

下表顯示各種大小磁碟區的理想掃描時間,假設有完整的儲存貯體和足夠的執行個體輸送量。

磁碟區大小 (TiB) 使用爆量的 ST1 掃描時間 (小時)* 使用爆量的 SC1 掃描時間 (小時)*
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

* 這些掃描時間假設執行 1 MiB 之序列 I/O 的平均佇列深度 (四捨五入至最接近的整數) 為四或更多。

因此,如果您的工作負載為輸送量取向,需要快速完成掃描 (最多 500 MiB/s),或一天需要多次完整掃描磁碟區,請使用 st1。如果想要最佳化成本,資料相對而言不經常存取;且您的掃描效能不需要超過 250 MiB/s,請使用 sc1

HDD 的小型讀寫效率不彰

st1sc1 磁碟區的效能模型專為序列 I/O 最佳化,最適合高輸送量工作負載,在混合 IOPS 和輸送量的工作負載中提供可接受的效能,不適合小型隨機 I/O 的工作負載。

例如,1 MiB 或更少的 I/O 請求計為 1 MiB I/O 額度。不過,若為序列 I/O,它們會合併到 1 MiB I/O 區塊,僅計為 1 MiB I/O 額度。

監控磁碟區的爆量儲存貯體平衡

您可使用 Amazon CloudWatch 中提供的 Amazon EBS BurstBalance 指標來監控 st1sc1 磁碟區的爆量儲存貯體層級。此指標顯示爆量儲存貯體中 st1sc1 的剩餘輸送量額度。如需有關 BurstBalance 指標以及與 I/O 相關的其他指標的更多資訊,請參閱I/O 特性與監控。CloudWatch 還可讓您設定警示,在 BurstBalance 值下降到一定水平時通知您。如需詳細資訊,請參閱建立 CloudWatch 警示