Ускорение операций управляемого диска

Применимо к: ✔️ виртуальные машины Linux ✔️ виртуальные машины Windows ✔️ гибкие масштабируемые наборы ✔️ однородные масштабируемые наборы

Azure предлагает возможность увеличить производительность в виде операций ввода-вывода в секунду и скорости в МБ/с, это называется ускорение виртуальных машин и дисков. Вы можете эффективно использовать ускорение, чтобы повысить производительность как виртуальных машин, так и дисков.

Ускорение ресурсов виртуальных машин Azure и дисков не зависят друг от друга. Для подключения диска с поддержкой ускорения не требуется наличие виртуальной машины с поддержкой ускорения. Аналогичным образом, для виртуальной машины с поддержкой ускорения не требуется наличие диска с поддержкой ускорения.

Распространенные сценарии

В следующих сценариях ускорение дисков приносит существенную пользу.

  • Улучшение времени запуска. При ускорении дисков экземпляр будет запускаться 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 ускорении диск P4 выдает 3500 операций ввода-вывода в секунду и 170 МБ/с, а значит время запуска сократится в шесть 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 этого является программа учета, которая обрабатывает ежедневные транзакции с небольшим объемом операций ввода-вывода на диске. В конце месяца эта программа завершает согласование отчетов, а вот для этого требуется значительно больший трафик на диске.
  • Пики трафика — веб-серверы и их приложения могут столкнуться со всплесками трафика в любое время. Если веб-сервер поддерживается виртуальными машинами или дисками, у которых есть ускорение, то с пиковыми нагрузками трафика будет проще справиться.

Ускорение на уровне дисков

В настоящее время существуют два типа управляемых дисков, поддерживающие ускорение: твердотельные накопители ценовой категории "Премиум" и твердотельные накопители ценовой категории "Стандартный". Другие типы дисков сейчас невозможно ускорить. Существуют две модели ускорения дисков.

  • Модель ускорения по запросу, при которой диск будет изменяться при превышении его текущей емкости. В этой модели за каждое ускорение диска взимается дополнительная плата. Ускорение дисков по требованию доступно только для дисков SSD (цен. категория "Премиум") емкостью более 512 ГиБ.
  • Модель на основе кредитов, в которой диск будет ускоряться только в том случае, если в его кредитном контейнере есть кредиты на ускорение. Эта модель не требует дополнительной оплаты при ускорении диска. Ускорение дисков за кредиты доступно только для дисков SSD (цен. категории "Стандартный" и "Премиум") емкостью 512 ГиБ и меньше.

Твердотельные накопители Azure ценовой категории "Премиум" могут использовать любую модель ускорения, а твердотельные диски ценовой категории "Стандартный" на данный момент поддерживают только ускорение на основе кредитов.

Кроме того, можно изменить уровень производительности управляемых дисков, что будет идеальным вариантом, если нужно избежать постоянного использования ускорения при рабочей нагрузке.

Ускорение дисков за кредиты Включение ускорения по запросу Изменение уровня производительности
Сценарии Идеально подходит для краткосрочного масштабирования (не более 30 минут). Идеально подходит для краткосрочного масштабирования (без ограничения по времени). Идеальный вариант, если в противном случае рабочая нагрузка непрерывно использует ускорение.
Стоимость Бесплатный Тарификация может отличаться, дополнительные сведения см. в разделе Выставление счетов. Стоимость каждого уровня производительности фиксирована, дополнительные сведения см. в разделе Цены на управляемые диски.
Доступность Доступно только для дисков SSD (цен. категории "Стандартный" и "Премиум") емкостью 512 ГиБ и меньше. Доступно только для дисков SSD уровня "Премиум" емкостью более 512 ГиБ. Доступно для дисков SSD уровня "Премиум" любых размеров.
Включение По умолчанию включено на подходящих дисках. Включается пользователем. Пользователь должен вручную изменить свой уровень.

Включение ускорения по запросу

Диски SSD (цен. категория "Премиум"), использующие модель ускорения дисков по запросу, могут ускоряться сверх первоначально подготовленных целей и так часто, как это необходимо для рабочей нагрузки, вплоть до максимальной цели ускорения. Например, на диске P30 размером 1 ТиБ количество подготовленных операций ввода-вывода в секунду составляет 5000. Но если на этом диске включить функцию ускорения, то рабочие нагрузки могут выдавать для него операции ввода-вывода вплоть до максимальной производительности ускорения в 30 000 операций ввода-вывода в секунду и скоростью 1 000 Мбит/с. Дополнительные целевые показатели нагрузки на каждом поддерживаемом диске см. в статье целевые показатели масштабируемости и производительности для дисков виртуальных машин.

Если вы предполагаете, что ваши рабочие нагрузки будут часто выходить за пределы подготовленного целевого объекта производительности, ускорение дисков не будет целесообразным решением. В этом случае мы рекомендуем изменить уровень производительности диска на более высокий, чтобы повысить производительность базовых показателей. Просмотрите сведения о выставлении счетов и оцените их на соответствие шаблону трафика рабочих нагрузок.

Прежде чем включить ускорение по запросу, изучите следующую информацию:

  • На дисках SSD ценовой категории "Премиум", объем которых менее 512 ГиБ, невозможно включить ускорение по запросу. На дисках SSD ценовой категории "Премиум" менее 512 ГиБ всегда будет использоваться ускорение на основе кредита.
  • Ускорение по запросу поддерживается только для дисков SSD ценовой категории "Премиум". Если такой диск SSD с включенным режимом ускорения по запросу переключается на другой тип диска, то ускорение отключается.
  • Ускорение по запросу не отключается автоматически при изменении уровня производительности. Если вы хотите изменить уровень производительности, но не хотите использовать ускорение дисков, его необходимо отключить.
  • Ускорение по запросу можно включить только при отсоединении диска от виртуальной машины или при остановке виртуальной машины. Ускорение по запросу можно отключить через 12 часов после включения.

Доступность по регионам

Сейчас модель по запросу для ускорения дисков доступна во всех регионах Azure.

Выставление счетов

За диски SSD (цен. категория "Премиум"), использующие модель ускорения по запросу, взимается фиксированная плата за почасовое ускорение, а плата за транзакции применяется к любым транзакциям, связанным с ускорением за пределами подготовленного целевого объекта. Плата за транзакции взимается на основе модели оплаты по мере использования, принимая во внимание операции ввода-вывода диска без кэширования, в том числе операции чтения и записи, превышающие подготовленные целевые объекты. Ниже приведен пример шаблонов трафика диска на основе 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 подготовленного целевого объекта в 5 000 операций ввода-вывода в секунду
  • От 00:10:01 до 00:10:10 — приложение запустило пакетное задание, которое привело к ускорению операций ввода-вывода в секунду диска и 6 000 операций ввода-вывода в секунду в течение 10 секунд
  • От 00:10:11 до 00:59:00 — количество операций ввода-вывода в секунду ниже подготовленного целевого объекта в 5 000 операций ввода-вывода в секунду
  • От 00:59:01 до 01:00:00 — приложение запустило другое пакетное задание, которое привело к ускорению операций ввода-вывода в секунду диска и 7 000 операций ввода-вывода в секунду в течение 60 секунд

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

Первый тип — фиксированная плата за использование ускорения в X долл. США (определяется вашим регионом). Эта фиксированная плата взимается за диск всегда, независимо от статуса подключения, и действует до тех пор, пока диск не будет отключен.

Второй — это плата за транзакции, связанные с ускорением. Ускорение дисков выполнено в двух временных сегментах. От 00:10:01 до 00:10:10 — аккумулятивная транзакция, связанная с ускорением, составляет (6 000 – 5 000) X 10 = 10 000. От 00:59:01 до 01:00:00 — аккумулятивная транзакция, связанная с ускорением, составляет (7 000 – 5 000) X 60 = 120 000. Общее число транзакций ускорения — 10 000 + 120 000 = 130 000. Плата за транзакцию ускорения будет взиматься в размере Y долл. США из расчета 13 единиц из 10 000 транзакций (на основе региональных цен).

Таким образом, общие затраты на ускорение диска за этот расчетный час равны $X + $Y. Такое же вычисление применяется и для ускорения сверх подготовленного целевого объекта (Мбит/с). Мы преобразуем избыток МБ в транзакции с размером операций ввода-вывода 256 КБ. Если объем трафика на диске превышает подготовленные операции ввода-вывода в секунду и Мбит/с, для расчета количества транзакций ускорения можно использовать приведенный ниже пример.

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 ускорению операций ввода-вывода в секунду диска с результатом 10 000 операций ввода-вывода в секунду и скорости 300 Мбит/с в течение пяти секунд.
  • От 00:00:06 до 00:00:10 — приложение запустило задание восстановления, которое привело к ускорению операций ввода-вывода в секунду диска с результатом 6 000 операций ввода-вывода в секунду и скорости 600 Мбит/с в течение пяти секунд.

Транзакция ускорения учитывается как максимальное количество транзакций ускорения операций ввода-вывода в секунду или Мбит/с. От 00:00:01 до 00:00:05 — аккумулятивная транзакция, связанная с ускорением, с максимальным количеством в ((10 000 – 5 000), (300 – 200) * 1024/256)) * 5 = 25 000 транзакций. От 00:00:06 до 00:00:10 — аккумулятивная транзакция, связанная с ускорением, с максимальным количеством в ((6 000 – 5 000), (600 – 200) * 1024/256)) * 5 = 8 000 транзакций. Кроме того, чтобы узнать общую стоимость включения ускорения дисков по запросу, необходимо учитывать и фиксированную плату за включение ускорения.

Ознакомьтесь со сведениями на странице цен на Управляемые диски, чтобы узнать больше о ценах и использовании Калькулятора цен Azure для выполнения оценок для рабочей нагрузки.

Сведения о включении ускорения по запросу см. в разделе Включение ускорения по запросу.

Ускорение дисков за кредиты

Для дисков SSD (цен. категория "Премиум") размером P20 и меньше можно использовать платное ускорение дисков. Для дисков SSD (цен. категория "Стандартный") размером E30 и меньше можно использовать платное ускорение дисков. Для дисков SSD (цен. категория "Премиум" и "Стандартный") платное ускорение дисков доступно во всех регионах общедоступных облаков, а также облаков для государственных организаций и Китая. По умолчанию функция ускорения включается для всех новых и имеющихся развертываний дисков поддерживаемых размеров. Для ускорения на уровне виртуальной машины можно использовать только платное ускорение дисков.

Ускорение операций на уровне виртуальной машины

При ускорении на уровне виртуальной машины можно использовать только модель платного ускорения. Она включена по умолчанию для всех виртуальных машин, которые ее поддерживают.

Ускорение операций на уровне виртуальной машины включено во всех регионах общедоступного облака Azure с такими поддерживаемыми размерами:

Поток ускорения

Система платного ускорения одинаково применяется как на уровне виртуальной машины, так и на уровне диска. Ваш ресурс (виртуальная машина или диск) будет запускаться с полным количеством кредитов в контейнере ускорения. Эти кредиты позволяют выполнять ускорение на максимальной скорости 30 минут. Вы накапливаете кредиты каждый раз, когда показатели использования операций ввода-вывода или МБ/с ресурса ниже целевого уровня производительности. Если вы накопили кредиты на ускорение для ресурса, а рабочая нагрузка нуждается в дополнительной производительности, ресурс может использовать эти кредиты, чтобы повысить лимиты производительности и тем самым увеличить свою производительность в соответствии с потребностями рабочей нагрузки.

Схема контейнера ускорения.

Решение о том, как потратить имеющиеся кредиты, остается за вами. Вы можете использовать свои 30 минут кредитов ускорения на протяжении дня последовательно или в отдельных случаях. При развертывании ресурсы предоставляются с полным распределением кредитов. Если вы используете все кредиты, их пополнение будет длиться один день. Вы можете тратить кредиты по своему усмотрению, при этом для ускорения операций ресурсов не обязательно, чтобы контейнер был полон. Накопление кредитов на ускорение зависит от каждого ресурса, поскольку оно зависит от неиспользуемых операций ввода-вывода в секунду и МБ/с с использованием ниже целевого уровня производительности. Ресурсы с более высокой базовой производительностью могут накапливать кредиты на ускорение быстрее, чем ресурсы с более низкой базовой производительностью. Например, при простое диска P1 будет накапливаться 120 операций ввода-вывода в секунду, в то время как при простое диска P20 — 2 300.

Состояния ускорения

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

  • Накопление — трафик операций ввода-вывода используется меньше целевого уровня производительности. Накопление кредитов на ускорение для операций ввода-вывода в секунду и скорости (МБ/с) происходит отдельно друг от друга. Ваш ресурс может накапливать кредиты на операции ввода-вывода в секунду и использовать кредиты на скорость (МБ/с) или наоборот.
  • Ускорение — трафик операций ввода-вывода превышает целевой уровень производительности. Трафик ускорения будет независимо потреблять кредиты операций ввода-вывода или пропускной способности.
  • Константа — трафик операций ввода-вывода используется в соответствии с целевым уровнем производительности.

Примеры ускорения операций

В следующих примерах показано, как ускорение работает с различными сочетаниями виртуальных машин и дисков. Чтобы упростить примеры для дальнейшего использования, мы сосредоточимся на скорости (МБ/с), однако к операциям ввода-вывода применяется та же логика.

Виртуальная машина, не поддерживающая ускорение, с дисками с увеличивающейся производительностью

Сочетание виртуальных машин и дисков:

  • Standard_D8as_v4
    • Операции МБ/с без кэширования: 192
  • Диск ОС P4
    • Подготовленные МБ/с: 25
    • Макс. ускорение МБ/с: 170
  • 2 диска данных P10
    • Подготовленные МБ/с: 100
    • Макс. ускорение МБ/с: 170

При загрузке виртуальная машина получает данные с диска ОС. Поскольку диск ОС является частью виртуальной машины, которая загружается, диск ОС будет иметь полный запас кредитов ускорения. Эти кредиты позволят диску ОС ускорить загрузку, применив скорость 170 МБ/с.

Виртуальная машина отправляет диску ОС запрос на пропускную способность 192 МБ/с, а диск ОС отвечает, представляя скорость на уровне 170 МБ/с.

После завершения загрузки на виртуальной машине запускается приложение с некритичной рабочей нагрузкой. Для этой нагрузки требуется скорость 15 МБ/с, которая равномерно распределяется по всем дискам.

Приложение отправляет виртуальной машине запрос на пропускную способность 15 МБ/с, виртуальная машина принимает этот запрос и отправляет на каждый из своих дисков запрос на 5 МБ/с. Затем каждый диск возвращает 5 МБ/с, а виртуальная машина возвращает приложению 15 МБ/с.

Затем приложению необходимо обработать пакетное задание, для которого требуется скорость 192 МБ/с. Из этого количества 2 МБ/с использует диск операционной системы, а остальное равномерно распределяется между дисками данных.

Приложение отправляет виртуальной машине запрос на пропускную способность 192 МБ/с, виртуальная машина принимает этот запрос и отправляет большую часть своего запроса на диски данных (95 МБ/с каждый) и 2 МБ/с на диск ОС. В результате операции дисков данных ускоряются, чтобы удовлетворить спрос, и все диски возвращают запрошенную пропускную способность виртуальной машине, которая, в свою очередь, передает ее приложению.

Виртуальная машина с увеличивающейся производительностью с дисками, не поддерживающими ускорение

Сочетание виртуальных машин и дисков:

  • Standard_L8s_v2
    • Операции МБ/с без кэширования: 160
    • Макс. ускорение МБ/с: 1 280
  • Диск ОС P50
    • Подготовленные МБ/с: 250
  • 2 диска данных P50
    • Подготовленные МБ/с: 250

После начальной загрузки на виртуальной машине запускается приложение с некритичной рабочей нагрузкой. Для этой рабочей нагрузки требуется скорость 30 МБ/с, которая равномерно распределяется по всем дискам. Приложение отправляет виртуальной машине запрос на пропускную способность 30 МБ/с, виртуальная машина принимает этот запрос и отправляет на каждый из своих дисков запрос на 10 МБ/с. Затем каждый диск возвращает 10 МБ/с, а виртуальная машина возвращает приложению 30 МБ/с.

Затем приложению необходимо обработать пакетное задание, для которого требуется скорость 600 МБ/с. Диск Standard_L8s_v2 ускоряет операции в соответствии с этим спросом, а затем запросы к дискам равномерно распределяются по дискам P50.

Приложение отправляет виртуальной машине запрос на пропускную способность 600 МБ/с, виртуальная машина ускоряется, чтобы принять этот запрос, и отправляет каждому из своих дисков запрос на 200 МБ/с. Затем каждый диск возвращает 200 МБ/с, а виртуальная машина снова ускоряется, чтобы возвратить приложению пропускную способность 600 МБ/с.

Виртуальная машина, поддерживающая ускорение, с дисками с увеличивающейся производительностью

Сочетание виртуальных машин и дисков:

  • Standard_L8s_v2
    • Операции МБ/с без кэширования: 160
    • Макс. ускорение МБ/с: 1 280
  • Диск ОС P4
    • Подготовленные МБ/с: 25
    • Макс. ускорение МБ/с: 170
  • 2 диска данных P4
    • Подготовленные МБ/с: 25
    • Макс. ускорение МБ/с: 170

При запуске виртуальная машина ускоряет операции, чтобы отправить диску ОС запрос на предельную скорость 1 280 МБ/с, а диск ОС в ответ предоставляет скорость 170 МБ/с.

При запуске виртуальная машина ускоряется, чтобы отправить на диск ОС запрос на 1 280 МБ/с, в ответ диск ОС ускоряет свои операции, чтобы передать 1 280 МБ/с.

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

Приложение отправляет виртуальной машине запрос на пропускную способность 15 МБ/с, виртуальная машина принимает этот запрос и отправляет на каждый из своих дисков запрос на 5 МБ/с. Затем каждый диск возвращает 5 МБ/с, а виртуальная машина возвращает приложению 15 МБ/с.

Затем приложению необходимо обработать пакетное задание, для которого требуется скорость 360 МБ/с. Диск Standard_L8s_v2 ускоряется в соответствии с этим спросом, а затем отправляет запрос. Диску ОС требуется всего лишь скорость 20 МБ/с. Оставшиеся 340 МБ/с обрабатываются с помощью ускорения дисков данных P4.

Приложение отправляет виртуальной машине запрос на пропускную способность 360 МБ/с, виртуальная машина ускоряется, чтобы принять этот запрос, и отправляет на каждый из своих дисков данных запрос на 170 МБ/с, а на диск ОС — на 20 МБ/с. Затем каждый диск возвращает указанное количество МБ/с, а виртуальная машина снова ускоряется, чтобы возвратить приложению пропускную способность 360 МБ/с.

Дальнейшие действия