SC1 または ST1 の EBS ボリュームが定格スループットパフォーマンスを達成できないのはなぜですか?

簡単な説明

SC1 や ST1 などの HDD Amazon EBS ボリュームを使用する際は、以下の点を確認してください。

• これらのボリュームでは、インスタンスのワークロードで使用される実際の I/O サイズにかかわらず、常に 1024 KiB の I/O トークンを使用します。アプリケーションワークロードの実際の I/O サイズが 16 KiB に設定されている場合でも、ボリュームは I/O トークンの 1024 KiB サイズ全体を使用します。これにより、トークンのスペースの大部分が無駄になります。最大の使用効率を得られるよう、1024 KiB 全体が埋まるようにしてください。
• シーケンシャルワークロードの I/O サイズが 32 KiB を超える場合、Amazon EBS は常に I/O を 1024 KiB の単一の I/O オペレーションにマージします。このマージにより、トークンのサイズ全体が埋まります。
• I/O サイズが 32 KiB より小さい場合、またはワークロードがランダムである場合、Amazon EBS は I/O を 1024 KiB にマージしません。ただし、Amazon EBS は引き続き 1024 KiB のトークンサイズ全体を使用します。これにより、トークン内のスペースの大部分が空いたままになります。I/O がマージされないため、インスタンスは同じ量のデータをボリュームに送信するのにより多くの IOPS を使用します。この結果、スループットがベースラインの値を下回っていても、バーストバランスが低下します。

解決策

ST1 および SC1 の EBS ボリュームが最大定格スループットに到達できるようにするには、以下の手順を実行します。

• 32 KiB を超える I/O サイズを使用するようにアプリケーションを設定します。
• アプリケーションがシーケンシャルワークロードを使用していることを確認します。

例

スループットを計算するときは、以下の式を使用します。

スループット = I/O サイズ\ * IOPS

I/O サイズが 32 KiB より小さい場合、ボリュームは IOPS 制限に達し、スループットが調整されます。このようなときに、ボリュームが定格スループットパフォーマンスを達成することはありません。

例えば、I/O サイズを 16 KiB に設定し、3 MiB/秒 のデータを送信すると、次のようになります。

3MiB/秒/16KiB = 192 IOPS

シーケンシャルワークロードまたは連続ワークロードで I/O サイズを 32 KiB に設定すると、Amazon EBS は 1024 KiB にマージされます。この場合、次の計算で示すように、Amazon は 3 IOPS のみを送信します。

3 MiB/秒/1024 KiB = 3 IOPS

ただし、使用するのは ST1 ボリュームの 0.5 TiB (500 GiB) であるとします。この場合、このボリュームは理想的には 20 MiB/秒のベースラインスループットパフォーマンスを実現し、最大125 MiB/秒でバースト可能です。

ボリュームが 125 MiB/秒でバーストし、アプリケーションの I/O サイズが 1024 KiB の場合、理論上の最大 IOPS は 125 IOPS になります。

スループット/IO サイズ = 125 MiB/秒/1024 KiB = 125 IOPS。

ただし、アプリケーションが 16 KiB の I/O サイズを使用する場合は、3 MiB のデータを送信すると 192 IOPS が使用されます。ボリュームが達成するのは理論上の最大値である 125 IOPS のみであるため、アプリケーションは 192 IOPS をプッシュできません。この場合、ボリュームは IOPS を調整して 125 にします。

実際のスループット = 16 KiB × 125 = 1.95 MiB/秒

前述の計算でわかるように、IOPS は調整されて 125 IOPS になり、Amazon EBS はスループットを調整して 1.95 MiB/秒にしています。このようなスロットリングは、アプリケーションが 1024 KiB の I/O サイズを使用した場合、ボリュームのバースト可能な理論上のスループットが 125 IOPS であっても発生します。

関連情報

I/O の特性とモニタリング

Amazon EBS ボリュームの種類