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
st1
和 sc1
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 或 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
与 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
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:
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 或 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
与 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
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:
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
st1
和 sc1
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 st1
和 sc1
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 st1
或 sc1
吞吐量限制。
st1
和 sc1
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
st1
和 sc1
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 st1
和 sc1
卷的突增存储桶水平。此指标显示 st1
和 sc1
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)。