AWS EBS ボリュームタイプ

• AWS は、以下の EBS ボリュームタイプを提供しており、パフォーマンスの特性と価格が異なり、アプリケーションのニーズに合わせてストレージのパフォーマンスとコストを調整できます。
  • 汎用 SSD ボリューム (gp2)
  • プロビジョニングされた IOPS SSD ボリューム (io1)
  • マグネティックボリューム (標準)
    

汎用 SSD ボリューム (gp2)

• 汎用 SSD ボリュームは、幅広いワークロードに最適なコスト効率の高いストレージを提供します。
• 汎用 SSD ボリュームは、1桁ミリ秒のレイテンシを実現します。
• 汎用 SSD ボリュームは、1 GiB から 16 TiB までのサイズで指定できます。
• 汎用 SSD ボリュームの最大スループットは、160 MiB/秒 (214 GiB およびそれ以上) です。
• GP2 は、3 IOPS/GiB のベースラインパフォーマンスを提供します。
• GP2 では、ボリューム・サイズが 1 TiB 以下、最大 10,000 IOPS (3334 GiB) までの長時間にわたって 3000 IOPS をバーストする機能を提供します。
• ボリュームのパフォーマンスがベースラインレベルに頻繁に制限されている場合 (I/O クレジット残高が空であるため)
  • より大きな汎用 SSD ボリューム (ベースラインパフォーマンスレベルが高い) を使用することを検討してください。
  • 10,000 IOPS を超える IOPS パフォーマンスを維持する必要があるワークロードのプロビジョニングされた IOPS(PIOPS) SSD ボリュームへの切り替え。

I/Oクレジットとバーストパフォーマンス

• I/O クレジットは、ベースラインのパフォーマンスが必要な場合に、汎用の SSD ボリュームが大量の I/O をバーストするために使用できる帯域幅を表します。
• 汎用 SSD ボリュームのパフォーマンスはボリュームサイズによって管理され、たとえば 100 GiB ボリュームのベースラインパフォーマンスレベルは 300 IOPS @ 3 IOPS/GiB になります。
• 一般的な SSD のボリュームサイズは、I/O クレジットがどのくらい迅速に蓄積されるかを決定します。 300 IOPSのパフォーマンスを持つ100 GiB は、180K IOPS / 10分（300 * 60 * 10）を累積できます。
• 大容量のボリュームでは、ベースラインのパフォーマンスレベルが高く、I/O クレジットを高速に蓄積します。 1 TiB は 3000 IOPS のベースラインパフォーマンスを備えています。
• ボリュームが I/O に対して持っているクレジットの数が多いほど、ベースラインのパフォーマンスレベルを超えてバーストする可能性が高く、より多くのパフォーマンスが必要な場合に実行されます。180K I/O クレジットは1分間に 3000 IOPS バーストすることができます。(180K/3000）
• 各ボリュームは、540万 I/O クレジットの初期 I/O クレジットを受け取り、最大バーストパフォーマンスを30分間 3000 IOPS に維持するのに十分です。
• 初期のクレジット・バランスは、ブート・ボリュームのための速い初期ブート・サイクルと他のアプリケーションのためのよいブートストラップ経験を提供するように設計されています。
• 各ボリュームは、必要なパフォーマンス・レベルまでバーストすることができる一定期間にわたって I/O クレジットを蓄積することができ、最大 3000 IOPS　です。
• 未使用の I/O クレジットは、5,400,000 の I/O クレジットを超えることはできません。
  

• 1 TiB までのボリュームは、上記のベースライン性能を上回る 3000 IOPS までバースト可能。

• 1 TiB より大きいボリュームは、すでに最大バースト性能以上のベースライン性能を持ち、I/O クレジットバランスは決して消耗しません。
• 汎用 SSD ボリュームの場合、ベースラインパフォーマンスは 10,000 IOPS を超えることはできず、この制限は @ 3333 GiB に達しています

ベースラインパフォーマンス

• 式 – 3 IOPS すなわち GiB * 3
• 計算例
  • 1 GiB ボリュームサイズ = 3 IOPS (1 * 3 IOPS)
  • 250 GiB ボリュームサイズ = 750 IOPS (250 * 3 IOPS)

最大バースト時間 @ 3000 IOPS

• 5,400,000 IO クレジットは、3000 IOPS のバーストパフォーマンスを維持するのにどれくらいの時間が可能です。ボリューム・サイズによって貢献される 3000 IOPS からのベースライン・パフォーマンスを減算します。
• 式 – 5,400,000/(3000 – ベースラインパフォーマンス)
• 計算例
  • 1 GiB のボリュームサイズ @ 3000 IOPS 5,400,000 のバーストパフォーマンスを維持することができます 5,400,000/(3000-3) = 1802 秒
  • 250 GiB ボリュームサイズ @ 3000 IOPS (5,400,000) バーストパフォーマンスは、5,400,000/(3000-250) = 2400 秒で維持することができます

5,400,000 I/O クレジット残高を埋める時間

• 式 – 5,400,000/ベースラインパフォーマンス
• 計算
  • 1 GiB のボリュームサイズ @ 3 IOPS は 5,400,000/3 = 1,800,000 秒を必要とする
  • 250 GiB ボリュームサイズ @ 750 IOPS は 5,400,000/750 = 7200 秒を必要とする

プロビジョンド IOPS SSD (io1) ボリューム

• プロビジョニンド IOPS SSD ボリュームは、I/O 負荷の高いワークロード (特にデータベースワークロード) のニーズを満たすように設計しており、ストレージのパフォーマンスとランダムアクセス I/O スループットの一貫性に敏感です。
• ボリュームの作成時に IOPS レートを指定することができ、EBS はプロビジョンド IOPS パフォーマンスの 10% 以内で、指定した年における時間の 99.9% を提供します。
• プロビジョンド IOPS SSD ボリュームは、4 GiB から 16 TiB までのサイズで指定できます。
• プロビジョンド IOPS SSD ボリュームのスループット制限範囲は、プロビジョニングされた IOPS ごとに 256 KiB で、最大 320 MiB/秒 (1280 IOPS) です。
• プロビジョニンド IOPS SSD ボリュームは、ボリュームあたり最大 20,000 IOPS をプロビジョニングできます。要求されたボリュームサイズにプロビジョニングした IOPS の比率は、最大30にすることができます。たとえば、3000 IOPS のボリュームは、少なくとも 100 GiB である必要があります。
• プロビジョニンド IOPS SSD ボリュームは、RAID 構成でストライピングして、サイズを大きくし、20,000 IOPS 以上のパフォーマンスを高めることができます。

マグネティックボリューム（標準）

マグネティックボリュームは、すべての EBS ボリュームタイプのギガバイトあたりの最低コストを提供します。マグネティックボリュームはマグネティックドライブによってバックアップされ、シーケンシャル読み取りを実行するワークロード、データが頻繁にアクセスされるワークロード、および最も低いストレージコストが重要なシナリオに最適です。

• マグネティックボリュームのサイズは、1GiB から 1 TiB。
• これらのボリュームは平均で約 100 IOPS を提供し、最大数百 IOPS のバースト機能を備えています。
• マグネティックボリュームは、RAID 構成で一緒にストライピングして、サイズを大きくし、パフォーマンスを向上させることができます。

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AWS認定試験の練習問題

• 質問はインターネットから収集され、答えは自分の知識と理解に基づいてマークされます（これはあなたと異なる場合があります）。
• AWSサービスは毎日更新され、回答と質問はすぐに時代遅れになる可能性がありますので、それに応じて調査してください。
• AWSのアップデートのペースを追うためにAWS試験の質問は更新されないため、基礎となる機能が変更されても質問が更新されないことがあります。
• さらなるフィードバック、ディスカッション、修正を可能にします。

1. エンタープライズデータストレージシステムを設計しています。データ管理ソフトウェアシステムにはマウント可能なディスクと実際のファイルシステムが必要なので、ストレージに S3 を使用することはできません。永続化が必要なので、システムに AWS EBS ボリュームを使用することになります。システムは、可能な限り低コストのストレージとして必要とされ、アクセスが頻繁または高スループットではなく、ほとんどシーケンシャル読み取りです。このシナリオで最も適切な EBS ボリュームタイプはどれですか。
   1. gp1
   2. io1
   3. 標準 (標準またはマグネティックボリュームは、データが頻繁にアクセスされないコールドワークロード、または最も低いストレージコストが重要なシナリオ) に適しています。
   4. gp2
2. 高パフォーマンスの NoSQL クラスター展開に最適な EBS ボリュームタイプはどれですか。
   1. io1 (io1 ボリューム、またはプロビジョニングド IOPS (PIOPS) SSD は、継続的な IOPS パフォーマンスを必要とする重要なビジネスアプリケーション、または MongoDB などの大規模なデータベースワークロードのように、ボリュームあたりのスループットの 10,000 IOPS または 160 MiB/秒以上を実現するために最適です。
   2. gp1
   3. 標準
   4. gp2
3. プロビジョンド IOPS コスト: 特定の月に使用するかどうかにかかわらず、IOPS とストレージに対して課金されます。
   1. 正しくない
   2. 正しい
4. ユーザーは、8 GB のサイズと 200 IOPS を持つ PIOPS EBS ボリュームを作成しようとしています。AWS はボリュームを作成しますか?
   1. はい、EBS と IOPS の比率が30未満であるため
   2. いいえ、PIOPS と EBS サイズの比率が30未満であるため
   3. いいえ、EBS サイズは 10 GB 未満です
   4. はい、PIOPS は100を超えているため
5. ユーザーは EBS ボリュームに 2000 IOPSをプロビジョニングしました。その EBS でホストされているアプリケーションでは、プロビジョニングされたものより少ないIOPSが発生しています。どちらのオプションがボリュームのIOPSに影響しないのですか？
   1. アプリケーションにボリュームの IO が不足しています
   2. インスタンスは EBS 最適化
   3. EC2 インスタンスには10ギガビットのネットワーク接続があります。
   4. ボリュームサイズが大きすぎます
6. ユーザーは、4000 IOPS と 100 GB のサイズの PIOPS EBS ボリュームを作成しようとしています。AWS では、ユーザーがこのボリュームを作成することはできません。これにはどのような根本原因が考えられますか?
   1. IOPS と EBS ボリュームの比率が30よりも高くなっています。
   2. EBS でサポートされている最大 IOPS は3000です。
   3. IOPS と EBS ボリュームの比率は50より低くなります。
   4. PIOPS は 500 GB を超えるサイズの EBS でサポートされています

リファレンス

AWS EC2 ユーザーガイド ― Amazon EBS ボリュームの種類

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Jayendra’s Blog

この記事は自己学習用に「AWS EBS Volume Types – Certification（Jayendra’s Blogより）」を日本語に訳した記事です。