本文档介绍了 Google Cloud Hyperdisk 的功能。Hyperdisk 是 Compute Engine 最快、最高效的持久性磁盘。如果您需要为计算实例（虚拟机 [VM] 实例、容器和裸机实例）创建启动磁盘或数据磁盘，Google 建议您使用 Hyperdisk。
如需了解 Compute Engine 中的其他块存储选项，请参阅选择磁盘类型。
如需创建新的 Hyperdisk 卷，请参阅创建 Hyperdisk 卷。
Hyperdisk 功能
借助 Hyperdisk，您可以预配、管理和扩缩 Compute Engine 工作负载，而不会产生典型的本地存储区域网络 (SAN) 的费用和复杂性。
Hyperdisk 卷具有以下功能：
用作物理磁盘：您可以将 Hyperdisk 卷与计算实例搭配使用，就像它是挂接到实例的物理磁盘一样。从 Hyperdisk 卷读取数据或者将数据写入 Hyperdisk 卷时，数据通过网络传输。
更高性能：Hyperdisk 利用 Google 的 Titanium 存储分流技术，提供比 Persistent Disk 更高的 IOPS 和吞吐量。
可自定义性能：您可以选择每个 Hyperdisk 卷的性能（IOPS 和/或吞吐量）。您还可以在 Hyperdisk 卷正在使用时提高或降低其性能。
支持高可用性：在可用区或区域发生停机（这种情况不太可能发生）时，您可以通过启用以下一项或两项功能来确保数据的高可用性：
如需在发生可用区服务中断时保护您的数据，请使用 Hyperdisk Balanced 高可用性。Hyperdisk Balanced 高可用性卷中的数据会在同一区域中的两个可用区之间同步复制，以防范最多一个可用区级服务中断。
为了防止数据出现区域级服务中断，请使用异步复制在其他区域中维护数据的副本。为磁盘启用异步复制后，一个区域中的数据会持续复制到次要区域中的副本。如果发生区域性服务中断，您可以将数据故障切换到辅助区域。异步复制适用于 Hyperdisk Balanced、Hyperdisk Balanced 高可用性卷和 Hyperdisk Extreme 卷。
可移植性：您可以更改 Hyperdisk 卷挂接到的计算实例。
可在虚拟机之间共享：对于高可用性工作负载，多个虚拟机可以共享某些 Hyperdisk 类型。每个虚拟机都可以同时对该卷进行读写或只读访问。
支持池化容量和性能：为了简化规划、避免过度预配存储空间并降低成本，您可以使用 Hyperdisk 存储池批量购买 Hyperdisk 存储空间和性能。
为您的工作负载选择 Hyperdisk 类型
若要向工作负载添加 Hyperdisk 卷，您必须选择 Hyperdisk 类型。每种 Hyperdisk 类型都是针对特定类型的工作负载而设计和优化的。下面列出了可用的 Hyperdisk 类型。
- 平衡 Hyperdisk
- Hyperdisk Balanced 高可用性
- Hyperdisk Extreme
- Hyperdisk Throughput
- Hyperdisk ML
对于大多数工作负载，我们建议使用“平衡 Hyperdisk”。
如需选择 Hyperdisk 类型，请将工作负载的类型及其性能要求与下表中的信息进行比较。如需详细了解特定 Hyperdisk 类型，请参阅推荐的 Hyperdisk 类型列中链接的页面。
| 工作负载类型 | 推荐的 Hyperdisk 类型 |
独有的特性 | 每个卷的 IOPS 上限和吞吐量 |
|---|---|---|---|
|
平衡 Hyperdisk |
|
IOPS：16 万 吞吐量：2,400 MiB/s |
|
Hyperdisk Balanced 高可用性 |
|
IOPS：10 万 吞吐量：1,200 MiB/s |
|
Hyperdisk Extreme |
|
IOPS：35 万 吞吐量：5,000 MiB/s1 |
|
Hyperdisk ML |
|
IOPS：19,200,0002 吞吐量：1,200,000 MiB/s |
|
Hyperdisk Throughput |
|
IOPS：2,4002 吞吐量：600 MiB/s |
1 您无法为 Hyperdisk Extreme 卷指定吞吐量级别。预配的吞吐量取决于您指定的 IOPS 级别。
2 您无法为 Hyperdisk Throughput 和 Hyperdisk ML 卷指定 IOPS 级别。预配的 IOPS 取决于您指定的吞吐量级别。
Hyperdisk 性能
以下是 Hyperdisk 性能关键概念的摘要：
- 您可以配置每个 Hyperdisk 卷的性能（IOPS 和/或吞吐量）限制和大小。您还可以在不更改其大小的情况下提高或降低 Hyperdisk 卷的性能。
- 您指定的性能限制称为预配的性能。预配的性能不是预期性能，而是磁盘可以达到的最大性能。
- Hyperdisk 卷的实际性能是指在该卷使用期间观察到的性能。
- 为了让 Hyperdisk 卷达到预配的性能，您必须将其挂接到支持相同或更高性能级别的计算实例。
如需了解 Hyperdisk 性能的运作方式，请参阅 Hyperdisk 性能简介。 如需了解每种 Hyperdisk 类型的性能限制，请参阅 Hyperdisk 性能限制。
延迟时间
每种 Hyperdisk 类型都有不同的延迟时间配置文件。Google 建议将 Hyperdisk 吞吐量与硬盘的延迟时间进行比较。您可以将平衡 Hyperdisk、高可用性平衡 Hyperdisk、Hyperdisk Extreme 和 Hyperdisk ML 的延迟时间与企业级 SSD 的延迟时间进行比较。
Hyperdisk Balanced 和 Hyperdisk Extreme 提供毫秒级延迟。
机器系列对 Hyperdisk 的支持
本部分列出了每种 Hyperdisk 类型支持的机器系列。如果机器系列不支持 Hyperdisk，请使用 Persistent Disk。
选择一个或多个机器系列以查看支持的 Hyperdisk 类型。
| 机器系列 | 平衡 Hyperdisk | Hyperdisk Extreme | Hyperdisk Throughput | Hyperdisk ML | Hyperdisk Balanced HA |
|---|---|---|---|---|---|
| C4 | — | — | — | ||
| C4A | — | — | |||
| C4D | — | — | — | ||
| C3 | |||||
| C3D | |||||
| N4 | — | — | — | ||
| N2 | — | — | — | ||
| N2D | — | — | — | — | |
| N1 | — | — | — | — | — |
| T2D | — | — | — | — | |
| T2A | — | — | — | — | — |
| E2 | — | — | — | — | — |
| Z3 | — | — | |||
| H3 | — | — | — | ||
| C2 | — | — | — | — | — |
| C2D | — | — | — | — | — |
| X4 | — | — | — | ||
| M4 | — | — | — | ||
| M3 | — | — | |||
| M2 | — | — | — | ||
| M1 | — | — | — | ||
| N1+GPU | — | — | — | — | — |
| A4X | — | — | — | ||
| A4 | — | — | — | ||
| A3 (H200) | — | — | |||
| A3 (H100) | |||||
| A2 | — | — | — | — | |
| G2 | — | — | — |
机器类型限制
本部分列出了适用于每种 Hyperdisk 类型支持的机器系列的限制。
如需将 Hyperdisk Balanced 与 A3 虚拟机搭配使用，该虚拟机必须至少具有 8 个 GPU。
对于 Hyperdisk Extreme，存在以下限制：
- A3 机器类型至少需要 4 个 GPU。
- C3 机器类型至少需要 88 个 vCPU。
- C3D 机器类型至少需要 60 个 vCPU。
- C4 机器类型至少需要 96 个 vCPU。
- M1 机器类型至少需要 80 个 vCPU。
- C4A、C4D（预览版）和 M3 机器类型至少需要 64 个 vCPU。
- M4 机器类型至少需要 112 个 vCPU。
- N2 需要 80 个或更多 vCPU；不支持自定义 N2 机器类型。
您不能将 Hyperdisk Throughput 与
c3-*-metal机器类型搭配使用。
Hyperdisk 的区域可用性
部分 Hyperdisk 类型在所有区域和可用区均可用，而其他类型仅在特定位置可用。下表汇总了每种 Hyperdisk 类型的可用区域。
| Hyperdisk 类型 | 支持的区域 |
|---|---|
| 平衡 Hyperdisk | 在所有可用区和区域推出 |
| Hyperdisk Balanced 高可用性 | 仅限 Hyperdisk Balanced 高可用性功能的区域可用性中列出的区域 |
| Hyperdisk Extreme | 仅限 Hyperdisk Extreme 的区域可用性中列出的区域 |
| Hyperdisk ML | 仅限 Hyperdisk ML 的区域可用性中列出的区域 |
| Hyperdisk Throughput | 在所有可用区和区域推出 |
在虚拟机之间共享 Hyperdisk 卷
您可以通过将同一卷同时挂接到多个虚拟机，在多个虚拟机之间共享 Hyperdisk 卷。
支持以下场景：
从多个虚拟机同时对单个卷进行读写访问。建议用于集群文件系统和高可用性工作负载，例如 SQL Server 故障切换集群基础设施。Hyperdisk Balanced 卷和 Hyperdisk Balanced 高可用性卷支持此场景。
从多个虚拟机同时对单个卷进行只读访问。这比使用多个包含相同数据的磁盘更加经济实惠。建议用于针对加速器进行了优化的机器学习工作负载。 Hyperdisk ML 卷支持此场景。
您无法将 Hyperdisk Throughput 卷或 Hyperdisk Extreme 卷挂接到多个虚拟机。
如需了解磁盘共享，请参阅在虚拟机之间共享磁盘。
为 Hyperdisk 卷提供高可用性和灾难恢复保护
您可以通过启用复制（即在其他可用区或区域中维护数据的副本）来保护数据，以防极少数情况下发生可用区或区域服务中断。
跨可用区同步复制
如需将数据复制到同一区域内的其他可用区，您必须使用 Hyperdisk Balanced 高可用性卷。Hyperdisk Balanced 高可用性是可用于可用区复制的唯一 Hyperdisk 类型。
如需了解详情，请参阅同步磁盘复制简介。
跨区域异步复制
您可以启用异步复制功能，以防万一发生区域性服务中断时保护数据。异步复制会在其他区域维护卷上数据的副本。例如，如需保护 us-west1 中的 Hyperdisk 卷，您可以使用异步复制将该卷复制到 us-east4 区域中的辅助卷。如果 us-west1 中的卷不可用，您可以使用 us-east4 中的次要卷。
您可以将异步复制与以下 Hyperdisk 类型搭配使用：
- 平衡 Hyperdisk
- Hyperdisk Extreme
- Hyperdisk Balanced 高可用性
如需详细了解跨区域复制，请参阅异步复制。
对 Hyperdisk 卷的加密
默认情况下，Compute Engine 会使用Google-owned and Google-managed encryption keys保护 Hyperdisk 卷。您还可以使用客户管理的加密密钥 (CMEK) 加密 Hyperdisk 卷。
如需了解详情，请参阅磁盘加密简介。
使用 Hyperdisk 卷进行机密计算
您可以在创建 Hyperdisk Balanced 磁盘时为其启用机密模式，从而为该磁盘添加基于硬件的加密功能。您只能对挂接到机密虚拟机的 Hyperdisk Balanced 磁盘使用机密模式。
如需了解详情，请参阅 Hyperdisk Balanced 卷的机密模式。
Hyperdisk 的耐用性
Compute Engine 会将 Hyperdisk 卷中的数据分布在多个物理磁盘上，以确保持久性并优化性能。
磁盘耐用性根据设计，表示典型磁盘在典型年份中丢失数据的概率。Hyperdisk 数据丢失事件非常罕见，且在记录中一直是由于协调硬件故障、软件错误或两者结合所造成的。Google 采取了许多措施来降低业界范围的静默数据损坏风险。
耐用性是根据一组关于硬件故障、灾难性事件的可能性、Google 数据中心中的隔离做法和工程流程以及每种磁盘类型使用的内部编码的假设计算得出。
Google Cloud 客户的人为错误（例如客户意外删除磁盘）不在 Hyperdisk 耐用性的支持范围内。
下表显示了每种磁盘类型的设计耐用性。99.999% 的耐用性意味着，如果有 1,000 个 Hyperdisk 卷，您可能一百年都不会丢失一个卷。
| 平衡 Hyperdisk | Hyperdisk Extreme | Hyperdisk ML | Hyperdisk Throughput | Hyperdisk Balanced 高可用性 |
|---|---|---|---|---|
| 高于 99.999% | 高于 99.9999% | 高于 99.999% | 高于 99.999% | 高于 99.9999% |
支持的磁盘接口
使用 NVMe 或 SCSI 接口将 Hyperdisk 卷作为磁盘装载到虚拟机中，具体取决于实例的机器类型。
Hyperdisk 存储池
借助 Hyperdisk 存储池，您可以更轻松地降低块存储总拥有成本 (TCO)，并简化块存储管理。借助 Hyperdisk 存储池，您可以在单个项目中最多 1,000 个磁盘之间共享一个容量和性能池。由于存储池提供精简预配和数据缩减功能，因此您可以实现更高的效率。
存储池可简化将本地 SAN 迁移到云的过程，同时能够更轻松地为工作负载提供所需的容量和性能。
您可以创建一个存储池，此存储池具有为特定可用区的项目中所有工作负载预估的容量和性能。然后，您可以在此存储池中创建磁盘，并将磁盘挂接到现有虚拟机。您还可以在创建新虚拟机时在存储池中创建磁盘。每个存储池都包含一种类型的磁盘，例如 Hyperdisk Throughput。Hyperdisk 存储池有两种类型：
- Hyperdisk Balanced 存储池：适用于 Hyperdisk Balanced 磁盘最适合提供服务的通用工作负载
- Hyperdisk Throughput 存储池：适用于 Hyperdisk Throughput 磁盘最适合提供服务的流式工作负载、冷数据工作负载和分析工作负载
如需了解如何使用 Hyperdisk 存储池，请参阅存储池简介。
价格
您需要支付 Hyperdisk 卷的总预配容量的费用，直到您将其删除。即使卷未挂接到任何实例，或者实例已暂停或停止，也会产生费用。您每月按 GiB 付费。此���，您需要为以下各项支付费用：
- 对于预配的 IOPS 和预配的吞吐量（以 MiB/s 为单位）��出基准值 3,000 IOPS 和 140 MiB/s 吞吐量的部分，Hyperdisk Balanced 按月收费。
- Hyperdisk Extreme 根据预配的 IOPS 按月收费。
- Hyperdisk ML 根据预配吞吐量（以 MiB/s 为单位）按月收费。将多个虚拟机挂接到单个 Hyperdisk ML 卷不会产生额外费用。
- Hyperdisk Throughput 根据预配的吞吐量（以 MiB/s 为单位）按月收费。
由于区域级磁盘的数据会写入两个位置，因此 Hyperdisk Balanced 高可用性存储费用是 Hyperdisk Balanced 存储费用的两倍。
如需详细了解价格信息，请参阅磁盘价格。
Hyperdisk 和承诺使用折扣
[ 卷不能享受以下折扣：
- 基于资源的承诺使用折扣 (CUD)
- 持续使用折扣 (SUD)
Hyperdisk 和抢占式虚拟机实例
Hyperdisk 可与 Spot 虚拟机（或抢占式虚拟机）搭配使用。但 Hyperdisk 没有 spot 折扣价格。
Hyperdisk 的限制
- 您无法通过 Hyperdisk 卷创建机器映像。
- 您无法使用快照或映像备份多写入者模式下的磁盘。您必须先停用多写入者模式。
- 您无法通过 Hyperdisk Extreme、Hyperdisk Throughput 或 Hyperdisk Balanced 高可用性卷创建映像。
- 您无法通过 Hyperdisk ML 或 Hyperdisk Throughput 卷创建即时快照。
- 您无法将 Hyperdisk Throughput 卷或 Hyperdisk Extreme 卷挂接到多个虚拟机。
- Hyperdisk Extreme、Hyperdisk ML 和 Hyperdisk Throughput 卷不能用作启动磁盘。
- 每 30 秒最多可以将 Hyperdisk ML 卷挂接到 100 个虚拟机。
- 您无法通过快照或磁盘映像以读写模式创建 Hyperdisk ML 磁盘。您必须以只读模式创建该磁盘。
- 如果您为 Hyperdisk ML 卷启用只读模式，则无法重新启用读写模式。
- 如果您在机密模式下创建 Hyperdisk Balanced 卷，请参阅其他限制。
- 在 C3D 机器类型上，具有 AMD SEV 的机密虚拟机不支持 Hyperdisk Balanced 和 Hyperdisk Throughput。
后续步骤
- 了解如何创建 Hyperdisk 卷。
- 了解如何克隆 Hyperdisk 卷。
- 了解如何使用高可用性平衡 Hyperdisk 实现同步磁盘复制功能。
- 了解 Hyperdisk 存储池。
- 查看磁盘价格信息。
- 了解如何优化 Hyperdisk 的性能。