Всплеск производительности управляемого диска

Применимо к: ✔️ виртуальным машинам Linux ✔️ виртуальным машинам Windows ✔️ гибким масштабируемым наборам ✔️ универсальным масштабируемым наборам

Azure предлагает возможность увеличения IOPS и производительности диска по MB/s, это называется "bursting" как для виртуальных машин (VM), так и для дисков. Вы можете эффективно использовать ускорение виртуальных машин и дисковое ускорение, чтобы улучшить производительность как ваших виртуальных машин, так и дисков.

Ускорение Azure виртуальных машин и ресурсов диска не зависит друг от друга. Вам не нужна виртуальная машина с поддержкой ускорения для подключенного диска с поддержкой ускорения. Аналогичным образом, ваша виртуальная машина с поддержкой ускорения может работать в режиме перегрузки без необходимости присоединения к ней диска с поддержкой ускорения.

Распространенные сценарии

В следующих сценариях временное увеличение ресурсов приносит существенную пользу.

• Улучшайте время запуска — с использованием функции разгона ваш экземпляр запускается быстрее. Например, диск ОС по умолчанию для виртуальных машин с поддержкой уровня "Премиум" — это диск P4 с производительностью до 120 операций ввода-вывода в секунду и 25 МБ/с. При пиковой нагрузке P4 может достигать до 3500 операций ввода-вывода в секунду и 170 МБ/с, поэтому запуск ускоряется в 6 раз.
• Обработка пакетных заданий — некоторые рабочие нагрузки приложений циклические по своей природе. Для них большую часть времени хватает базовой производительности, а более высокая производительность нужна в течение коротких отрезков. Примером этой природы является программа учета, которая обрабатывает ежедневные транзакции, требующие небольшого количества дискового трафика. В конце месяца эта программа завершает согласование отчетов, требующих гораздо большего объема трафика диска.
• Пики трафика — веб-серверы и их приложения могут столкнуться со всплесками трафика в любое время. Если веб-сервер поддерживается виртуальными машинами или дисками, которые используют режим перераспределения нагрузки, серверы лучше подготовлены к обработке пиков трафика.

Временное увеличение производительности на уровне дисков

В настоящее время два типа управляемых дисков поддерживают ускорение: управляемые диски SSD уровня "Премиум" и диски SSD уровня "Стандартный". Другие типы дисков не поддерживают режим burst. Существуют две модели всплесков для дисков.

• Модель ускорения по запросу, при которой диск ускоряется при необходимости повысить текущую производительность. Этот модель предполагает дополнительные расходы каждый раз, когда происходит скачок диска. Автоматическое повышение производительности по запросу доступно только для SSD уровня "премиум" размером более 512 ГиБ.
• Модель на основе кредитов, где диск рвется только в том случае, если он накапливается в своем кредитном контейнере. Эта модель не взимает дополнительные расходы при всплеске диска. Система кредитного буста использует принцип максимальных усилий и не гарантируется. Ускорение на основе кредитов доступно только для управляемых дисков SSD уровня "Премиум" размером 512 ГиБ и меньше и дисков SSD уровня "Стандартный" размером 1024 ГиБ и меньше.

Azure управляемые диски Premium SSD могут использовать любую модель ускорения, но в настоящее время стандартные диски SSD предлагают только ускорение, основанное на кредитах.

Вы также можете изменить уровень производительности управляемых дисков, что может быть идеальным, если в противном случае ваша рабочая нагрузка будет выполняться в режиме всплеска.

Запуск по требованию

Управляемые диски SSD уровня «Премиум», использующие модель пакетного повышения производительности диска по требованию, могут превышать изначально заданные целевые показатели так часто, как это требуется их рабочей нагрузке, вплоть до максимального предела пакетного повышения производительности. Например, на диске P30 емкостью 1 ТиБ предусмотренное количество IOPS составляет 5 000 IOPS. При включении ускорения дисков на этом диске рабочие нагрузки могут отправлять iOs на этот диск до максимальной производительности в 30 000 операций ввода-вывода в секунду и 1000 МБИТ/с. Максимальные целевые показатели ускорения на каждом поддерживаемом диске см. в разделе "Целевые показатели масштабируемости и производительности" для дисков виртуальных машин.

Если вы ожидаете, что рабочие нагрузки часто выполняются за пределами подготовленного целевого объекта производительности, ускорение дисков не является экономически эффективным. В этом случае измените уровень производительности диска на более высокий уровень , чтобы повысить производительность базовых показателей. Просмотрите сведения о выставлении счетов и оцените их на соответствие характеру трафика ваших рабочих процессов.

Прежде чем включить ускорение по запросу, изучите следующую информацию:

• Функцию аварийного увеличения производительности по запросу нельзя включить на SSD уровня "Премиум" с объемом 512 ГиБ или менее. На дисках SSD ценовой категории "Премиум", объем которых меньше или равен 512 ГиБ, всегда будет использоваться платное ускорение.
• Ускорение по запросу поддерживается только на управляемых дисках SSD уровня "Премиум". Если SSD уровня "Премиум" с включенным ускорением по запросу переключить на другой тип диска, то ускорение диска будет отключено.
• Пиковое повышение производительности по запросу не отключается автоматически при смене уровня производительности. Если вы хотите изменить уровень производительности, но не хотите сохранять ускорение диска, необходимо отключить его.
• Ускорение по запросу можно включить только при отсоединении диска от виртуальной машины или при остановке виртуальной машины. Отключение всплеска по запросу возможно спустя 12 часов после включения.

Выставление счетов

Управляемые диски SSD уровня "Премиум", использующие модель 'взрывного' использования по запросу, взимается почасовая плата за включение возможности 'взрывного' использования, и затраты на транзакцию применяются к любым транзакциям, превышающим подготовленный лимит. Транзакционные издержки взимаются по модели "плати по мере использования" на основе некэшируемых операций ввода-вывода диска, включая чтение и запись, превышающие заданные ресурсные лимиты. Ниже приведен пример шаблонов трафика диска в течение расчетного часа:

Конфигурация диска: SSD (цен. категория "Премиум") — 1 Тиб (P30) с включенным ускорением дисков.

• От 00:00:00 до 00:10:00 — количество операций ввода-вывода в секунду ниже предоставленного целевого показателя в 5 000 операций ввода-вывода в секунду.
• В промежуток с 00:10:01 до 00:10:10 приложение запустило пакетное задание, которое привело к всплеску до 6 000 операций ввода-вывода в секунду диска на протяжении 10 секунд.
• С 00:10:11 до 00:59:00 количество IOPS ниже заданного уровня в 5000 операций в секунду.
• От 00:59:01 до 01:00:00 приложение запустило еще одно пакетное задание, что привело к скачку производительности диска до 7,000 IOPS в течение 60 секунд.

Плата за ускорение этого расчетного часа состоит из таких двух типов расходов:

Первый взнос — фиксированная плата за включение режима пикового потребления в размере X долл. США (определяется вашим регионом). Эта фиксированная плата всегда взимается за диск независимо от состояния его подключения, пока вы не отключите эту функцию.

Второй — это стоимость всплесковых транзакций. Всплеск активности дисков произошел в двух временных интервалах. От 00:10:01 до 00:10:10 накопленная пиковая транзакция составляет (6 000 – 5 000) X 10 = 10 000. От 00:59:01 до 01:00:00 накопленная импульсная транзакция составляет (7 000 – 5 000) X 60 = 120 000. Общее число транзакций с повышенной скоростью — 10 000 + 120 000 = 130 000. Плата за взрывную транзакцию взимается в размере $Y за каждые 13 единиц по 10 000 транзакций, исходя из региональных цен.

Таким образом, общие затраты на ускорение диска за этот расчетный час равны $X + $Y. Тот же расчёт применяется и для кратковременного превышения выделенного целевого значения MBps. Превышение объема МБ преобразуется в транзакции с размером ввода-вывода размером 256 КБ. Если дисковая нагрузка превышает оба выделенных целевых значения — IOPS и MBps, — вы можете воспользоваться следующим примером, чтобы рассчитать количество burst-транзакций.

Конфигурация диска: SSD (цен. категория "Премиум") — 1 Тб (P30) с включенным ускорением дисков.

• От 00:00:01 до 00:00:05 приложение запустило пакетное задание, которое привело к всплеску операций ввода-вывода диска до 10 000 операций ввода-вывода в секунду и скорости 300 МБ/с на протяжении пяти секунд.
• С 00:00:06 до 00:00:10 приложение запустило задание восстановления, из-за чего произошел всплеск IOPS до 6 000 операций ввода-вывода в секунду и скорости 600 МБ/с в течение пяти секунд.

Транзакция всплеска учитывается как максимальное количество транзакций по IOPS или MBps. От 00:00:01 – 00:00:05 накопленная всплесковая транзакция — Max((10 000 – 5 000), (300 – 200) * 1024 / 256)) * 5 = 25 000 транзакций. С 00:00:06 по 00:00:10 накапливаемый объем транзакций всплеска — Max((6000 – 5000), (600 – 200) * 1024 / 256)) * 5 = 8000 транзакций. Кроме того, для расчета общей стоимости подключения ускорения дисков по запросу, необходимо добавить фиксированную плату за активацию данной функции.

Дополнительные сведения о ценах см. на странице цен на управляемые диски. Используйте калькулятор цен Azure, чтобы сделать оценку рабочей нагрузки.

Сведения о включении режима всплесков по запросу см. в разделе Включение режима всплесков по запросу.

Бёрстинг на основе кредитов

Для управляемых дисков SSD серии "Премиум" доступно кредитное увеличение производительности для дисков размеров P20 и меньше. Для стандартных SSD пиковая производительность на основе кредитов доступна для дисков размера E30 и меньше. Для управляемых дисков SSD уровня "Стандартный" и "Премиум" во всех регионах общедоступного, государственного и китайского облаков Azure доступна возможность кредитного увеличения производительности. По умолчанию режим автоматического увеличения производительности включается для всех новых и имеющихся развертываний дисков поддерживаемых размеров. Для ускорения на уровне виртуальной машины можно использовать только платное ускорение дисков.

Всплески на уровне виртуальной машины

Для ускорения на уровне виртуальной машины используется только модель на основе кредитов. Он включен по умолчанию для большинства поддерживаемых виртуальных машин хранилище класса Premium.

Всплесковый поток

Система платного ускорения одинаково применяется как на уровне виртуальной машины, так и на уровне диска. Ваш ресурс, будь то виртуальная машина или диск, изначально имеет полный запас кредитов в собственном пуле burst-кредитов. Эти кредиты позволяют включать ускорение на максимальной скорости в течение до 30 минут. Вы накапливаете кредиты всякий раз, когда количество операций ввода-вывода в секунду или МБ/с ресурса ниже целевого показателя производительности ресурса. Если для вашего ресурса накапливаются кредиты повышения производительности, а вашей рабочей нагрузке требуется дополнительная производительность, ресурс может использовать эти кредиты, чтобы по мере возможности превышать свои ограничения производительности и помогать справляться с требованиями рабочей нагрузки.

Решение о том, как потратить имеющиеся кредиты, остается за вами. Вы можете использовать свои 30 минут кредитов временного ускорения в течение дня как последовательно, так и несколько раз в течение дня. При развертывании ресурсов они получают полное выделение кредитов. Когда эти кредиты истощены, это занимает менее одного дня, чтобы восстановить запасы. Вы можете потратить кредиты по своему усмотрению. Для того чтобы ресурсы могли выйти за пределы, бакет не обязан быть заполнен полностью. Накопление всплесков зависит от каждого ресурса, поскольку оно основано на неиспользуемых IOPS и МБ/с ниже их целевых показателей производительности. Ресурсы с более высокой базовой производительностью накапливают burst-кредиты быстрее, чем ресурсы с более низкой базовой производительностью. Например, бездействующий диск P1 получает 120 операций ввода-вывода в секунду, а бездействующий диск P20 получает 2300 операций ввода-вывода в секунду.

Состояния перегрузки

Если включить функцию ускорения, ресурсу может быть присвоено одно из трех указанных ниже состояний.

• Накопление — трафик ввода-вывода ресурса ниже целевого уровня производительности. Накопление кредитов для кратковременного повышения производительности по IOPS и МБ/с выполняется отдельно друг от друга. Ваш ресурс может накапливать кредиты на IOPS и использовать кредиты на скорость передачи данных (МБ/с) или наоборот.
• Превышение — трафик ресурса превышает целевой показатель производительности. Пиковый трафик независимо расходует кредиты IOPS или пропускной способности.
• Константа — трафик ресурса точно соответствует целевому уровню производительности.

Примеры увеличения пропускной способности

В следующих примерах показано, как работа на пике нагрузки осуществляется с различными сочетаниями виртуальных машин и дисков. Чтобы примеры было легче понять, в них основное внимание уделяется МБ/с, но та же логика отдельно применяется и к IOPS.

Разрываемая виртуальная машина с неизлучаемыми дисками

Сочетание виртуальных машин и дисков:

• Standard_L8s_v2
  • Некэшируемая скорость МБ/с: 160
  • Макс. пиковая скорость МБ/с: 1 280
• Диск ОС P50
  • Выделенные МБ/с: 250
  • Ускорение по запросу: не включено
• 2 диска данных P50
  • Выделенные МБ/с: 250
  • Ускорение по запросу: не включено

После начальной загрузки приложение запускается на виртуальной машине и имеет некритические рабочие нагрузки. Для этой рабочей нагрузки требуется скорость 30 МБ/с, которая равномерно распределяется по всем дискам.

Затем приложению необходимо обработать пакетное задание, для которого требуется скорость 600 МБ/с. Диск Standard_L8s_v2 резко увеличивает производительность, чтобы удовлетворить этот спрос, а затем запросы к дискам равномерно распределяются по дискам P50.

Виртуальная машина, поддерживающая ускорение, с дисками с увеличивающейся производительностью

Сочетание виртуальных машин и дисков:

• Standard_L8s_v2
  • Некэшируемая скорость МБ/с: 160
  • Макс. пиковая скорость МБ/с: 1 280
• Диск ОС P4
  • Зарезервированные МБ/с: 25
  • Макс. пиковая скорость МБ/с: 170
• 2 диска данных P4
  • Зарезервированные МБ/с: 25
  • Макс. пиковая скорость МБ/с: 170

Когда виртуальная машина запускается, она выходит на свой burst-лимит и запрашивает у диска ОС 1280 МБ/с, а диск ОС обеспечивает burst-производительность 170 МБ/с.

После запуска вы запускаете приложение с некритической рабочей нагрузкой. Для этого приложения требуется скорость 15 МБ/с, которая равномерно распределяется по всем дискам.

Затем приложению необходимо обработать пакетное задание, для которого требуется скорость 360 МБ/с. Виртуальная машина Standard_L8s_v2 увеличивает производительность, чтобы удовлетворить этот спрос, а затем обрабатывает запросы. Диску ОС требуется всего лишь скорость 20 МБ/с. Оставшиеся 340 МБ/с обрабатываются в режиме всплеска на дисках данных P4.

Следующие шаги

• Сведения о включении режима всплесков по запросу см. в разделе Включение режима всплесков по запросу.
• Сведения о том, как отслеживать ускорение ресурсов, см. в статье Метрики ускорения работы диска.
• Чтобы узнать максимальные показатели ускорения для каждого применимого размера диска, см. статью Целевые показатели масштабируемости и производительности для дисков виртуальных машин.