Amazon EBS 吞吐量优化型 HDD 和冷 HDD 卷 - Amazon EBS
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Amazon EBS 吞吐量优化型 HDD 和冷 HDD 卷

Amazon EBS 提供的 HDD 卷分为以下几个类别:

  • 吞吐量优化型 HDD – 适用于访问频率较高的吞吐量密集型工作负载的低成本 HDD。

  • Cold HDD – 适用于访问频率较低的工作负载的最低成本 HDD。

每实例吞吐量限制

st1sc1 卷的吞吐量始终由以下限制中较小的决定:

  • 卷的吞吐量限制

  • 实例的吞吐量限制

对于所有 Amazon EBS 卷,我们建议选择适当的 EBS 优化型 EC2 实例来避免网络瓶颈。

吞吐量优化型 HDD 卷

吞吐量优化型 HDD(st1)卷提供低成本的磁性存储,该存储以吞吐量而不是 IOPS 定义性能。该卷类型是大型顺序工作负载(例如 Amazon EMR、ETL、数据仓库和日志处理)的理想之选。不支持可启动的 st1 卷。

吞吐量优化型 HDD(st1)卷虽然与 Cold HDD(sc1)卷类似,但其旨在支持频繁访问的数据。

注意

该卷类型针对涉及大型顺序 I/O 的工作负载进行了优化,建议具有执行少量随机 I/O 工作负载的客户使用 Amazon EBS 通用型 SSD 卷Amazon EBS 预调配 IOPS SSD 卷。有关更多信息,请参阅 HDD 上的小型读/写效率低下问题

附加到 EBS 优化型实例的吞吐量优化型 HDD(st1)卷旨在提供一致的性能,在给定年度的 99% 时间内交付至少 90% 的预期吞吐量性能。

吞吐量积分和突增性能

gp2 类似,st1 使用突增存储桶模型提高性能。卷大小决定卷的基准吞吐量,即卷积累吞吐量积分的速度。卷大小还决定卷的突增吞吐量,即有积分可用时消耗积分的速度。较大的卷有较高的基准吞吐量和突增吞吐量。卷的积分越多,它以突增水平驱动 I/O 的时间就越长。

下图显示 st1 的突增存储桶行为。

st1 突增存储桶

st1 卷的可用吞吐量受吞吐量和吞吐量积分上限的限制,由以下公式表示:

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

对于 1 TiB st1 卷,突增吞吐量限制为 250 MiB/s,存储桶以 40 MiB/s 的速度填充,最多可容纳 1 TiB 积分。

较大的卷会线性扩展这些限制,吞吐量上限为最大 500 MiB/s。在存储桶耗尽时,吞吐量会限制为基准速率,即每 TiB 40 MiB/s。

在从 0.125 TiB 到 16 TiB 的卷大小范围内,基准吞吐量从 5 MiB/s 到上限 500 MiB/s 变化,12.5 TiB 时达到上限,如下所示:

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

突增吞吐量从 31 MiB/s 到上限 500 MiB/s 变化,2 TiB 时达到上限,如下所示:

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

下表列出了 st1 基准和突增吞吐量值的完整范围。

卷大小(TiB) ST1 基准吞吐量(MiB/s) ST1 突增吞吐量(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

下图绘制了表值:

比较 st1 基准性能和突增性能
注意

如果创建吞吐量优化型 HDD(st1)卷的快照,则在快照处理过程中,性能可能会降低,最坏情况下会降低到卷的基准值。

有关使用 CloudWatch 指标和警报来监控突增存储桶余额的信息,请参阅监控卷的突发存储桶余额

Cold HDD 卷

Cold HDD(sc1)卷提供低成本的磁性存储,该存储以吞吐量而不是 IOPS 定义性能。st1 的吞吐量限制比 sc1 更低,是大型顺序冷数据工作负载的绝佳选择。如果您需要频繁访问数据并且希望节约成本,sc1 提供价格低廉的块存储。不支持可启动的 sc1 卷。

Cold HDD(sc1)卷虽然与吞吐量优化型 HDD(st1)卷类似,但其旨在支持不频繁访问的数据。

注意

该卷类型针对涉及大型顺序 I/O 的工作负载进行了优化,建议具有执行少量随机 I/O 工作负载的客户使用 Amazon EBS 通用型 SSD 卷Amazon EBS 预调配 IOPS SSD 卷。有关更多信息,请参阅 HDD 上的小型读/写效率低下问题

附加到 EBS 优化型实例的 Cold HDD(sc1)卷旨在提供一致的性能,在给定年度的 99% 时间内交付至少 90% 的预期吞吐量性能。

吞吐量积分和突增性能

gp2 类似,sc1 使用突增存储桶模型提高性能。卷大小决定卷的基准吞吐量,即卷积累吞吐量积分的速度。卷大小还决定卷的突增吞吐量,即有积分可用时消耗积分的速度。较大的卷有较高的基准吞吐量和突增吞吐量。卷的积分越多,它以突增水平驱动 I/O 的时间就越长。

sc1 突增存储桶

sc1 卷的可用吞吐量受吞吐量和吞吐量积分上限的限制,由以下公式表示:

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

对于 1 TiB sc1 卷,突增吞吐量限制为 80 MiB/s,存储桶以 12 MiB/s 的速度填充,最多可容纳 1 TiB 积分。

较大的卷会线性扩展这些限制,吞吐量上限为最大 250 MiB/s。在存储桶耗尽时,吞吐量会限制为基准速率,即每 TiB 12 MiB/s。

在从 0.125 TiB 到 16 TiB 的卷大小范围内,基准吞吐量从 1.5 MiB/s 到最大 192 MiB/s 变化,16 TiB 时达到上限,如下所示:

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

突增吞吐量从 10 MiB/s 到上限 250 MiB/s 变化,3.125 TiB 时达到上限,如下所示:

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

下表列出了 sc1 基准和突增吞吐量值的完整范围:

卷大小(TiB) SC1 基准吞吐量(MiB/s) SC1 突增吞吐量(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

下图绘制了表值:

比较 sc1 基准性能和突增性能
注意

如果创建 Cold HDD(sc1)卷的快照,则在快照处理过程中,性能可能会降低,最坏情况下会降低到卷的基准值。

有关使用 CloudWatch 指标和警报来监控突增存储桶余额的信息,请参阅监控卷的突发存储桶余额

使用 HDD 卷时的性能注意事项

为了使用 HDD 卷获得最优的吞吐量结果,请根据以下注意事项计划您的工作负载。

比较吞吐量优化型 HDD 和 Cold HDD

st1sc1 存储桶大小因卷大小而异,满的存储桶包含充足的令牌用于完整卷扫描。不过,因为每实例和每卷的吞吐量限制,更大的 st1sc1 卷需要更长的时间完成卷扫描。附加到较小实例的卷被限制在每实例吞吐量上,而不是 st1sc1 吞吐量限制。

st1sc1 专为在 99% 的时间内实现 90% 的突增吞吐量性能一致性而设计。不合规时间段大致均匀分布,目标是达到 99% 的每小时预计总吞吐量。

一般来说,扫描时间可由此公式表示:

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

例如,考虑到性能一致性保证和其他优化,拥有 5 TiB 卷的 st1 客户预计在 2.91 到 3.27 小时内完成整卷扫描。

  • 最佳扫描时间

    5 TiB 5 TiB ----------- = ------------------ = 10,486 seconds = 2.91 hours 500 MiB/s 0.00047684 TiB/s
  • 最长扫描时间

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

同样,拥有 5 TiB 卷的 sc1 客户预计在 5.83 到 6.54 小时内完成整卷扫描。

  • 最佳扫描时间

    5 TiB 5 TiB ----------- = ------------------- = 20972 seconds = 5.83 hours 250 MiB/s 0.000238418 TiB/s
  • 最长扫描时间

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

下表列出了不同大小卷的理想扫描时间,假设存储桶是满的并且有充足的实例吞吐量。

卷大小 (TiB) 带突增的 ST1 扫描时间(小时)* 带突增的 SC1 扫描时间(小时)*
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

* 这些扫描时间在执行 1 MiB 顺序 I/O 时采取平均队列深度(四舍五入到最近的整数)四或更多。

因此,如果您有面向吞吐量的工作负载需要快速完成扫描(最快 500MiB/s)或一天查询几个整卷,请使用 st1。如果您针对成本进行了优化,数据访问相对不频繁,而且不需要超过 250 MiB/s 的扫描性能,请使用 sc1

HDD 上的小型读/写效率低下问题

st1sc1 卷的性能模型针对顺序 I/O 进行了优化,支持高吞吐量工作负载,对具有混合 IOPS 和吞吐量的工作负载提供可接受的性能,不建议使用具有小型随机 I/O 的工作负载。

例如,1 MiB 或更小的 I/O 请求计为 1 MiB I/O 积分。但是,如果是顺序 I/O,则会合并为 1 MiB I/O 数据块,并且只计为 1 MiB I/O 积分。

监控卷的突发存储桶余额

您可以使用 Amazon CloudWatch 中提供的 Amazon EBS BurstBalance 指标来监控 st1sc1 卷的突增存储桶水平。此指标显示 st1sc1 在突增存储桶中剩余的吞吐量积分。有关 BurstBalance 指标以及与 I/O 相关的其他指标的更多信息,请参阅 Amazon EBS I/O 特性和监控。CloudWatch 还允许您设置警报,以便在 BurstBalance 值降到特定水平时通知您。有关更多信息,请参阅 Creating CloudWatch Alarms(创建 CloudWatch 警报)。