[EBS] ストライビングとシンプルボリュームの性能を比較してみた

はじめに

AWSチームのすずきです。

2014年11月のAWSのアップデートにより、汎用SSD（gp2）のEBSは 最大16TBの容量、最大10,000IOPSのベースパフォーマンスを設定する事が可能となりました。

• 参考：【AWS発表】さらに大容量で高速なElastic Block Store(EBS)ボリューム

上記AWSのアップデート以前、1TB以上の容量のディスクを必要とする場合には、複数のEBSをストライピング（RAID0）する必要がありました。

• 参考：Windows on Amazon EC2でEBSをRAID0で構成する

今回、Windowsサーバ環境で、3TBのEBSをシンプルボリュームで利用したディスクと、1TBのEBSを3つ束ねたストライピングボリュームのディスクの性能比較を実施する機会がありましたので、その結果を紹介します。

環境

EC2インスタンス

• AWS ap-northeast-1c（東京）
• r3.2xlarge
• EBS最適化インスタンス有効（スループット：1000Mbps、最大 16K IOPS目安：8,000）
• Windows 2008R2　Windows_Server-2008-R2_SP1-Japanese-64Bit-Base-2015.06.10 (ami-92a17892)

参考：Amazon EBS 最適化インスタンス

EBSボリューム

• 容量：1024GiB × 3、3072GiB × 1
• タイプ：汎用（SSD）※gp2

利用ベンチマークツール

• CrystalDiskMark 4.1.0 x64
• 測定容量： 1GiB
• 計測回数： 3回

結果

ランダムアクセス性能

• Random Read，Random Wirte 4KiB
• Queues=32, Threads=1 (Q= 32,T= 1)
• 単位はIOPS

ディスク構成	Read	Write
1024GiB × 1	3090.3	3097.7
1024Gib × 2	6202.4	6215.8
1024Gib × 3	9307.6	9367.9
3072GiB × 1	9253.7	9188.7

シーケンシャルアクセス性能（MB/s）

• Sequential Read，Sequential Wirte
• Queues=32, Threads=1 (Q= 32,T= 1)
• 単位はMB/s

ディスク構成	Read	Write
1024Gib × 1	122.421	123.866
1024Gib × 2	147.215	129.344
1024GiB × 3	163.031	155.980
3072GiB × 1	171.625	147.927

CrystalDiskMark表示

シンプルボリューム

• 1024GiB ×1

ストライプボリューム(RAID 0)

• 2048GiB（1024Gib × 2）

• 3072GiB（1024Gib × 3）

シンプルボリューム

• 3072GiB ×1

まとめ

CrystalDiskMarkの結果では、3TB×1玉のシンプルボリュームのアクセス性能、1TB×3玉のストライピングボリュームと比較して、 アクセス性能は同等の結果が得られました。

ストライピングボリュームはスナップショット運用の煩雑化などの副作用を伴います。 EBSは基本はシンプルボリュームで利用し、 必要とするディスク容量が16TBを超える場合や、10,000IOPS以上の性能を必要とする場合に、 ストライピングボリュームを採用することをお奨めします。

おまけ

c3,m3,r3,i2等のEC2インスタンスでは、ホストマシンに実装されたSSDを インスタンスストア（エフェメラルディスク）として追加費用なく利用する事が可能です。

今回、検証を実施したr3.2xlargeインスタンスには、150GBのSSDがインスタンスストアとして 利用できましたので、その性能も確認してみました。

EC2インスタンスが停止した場合、インスタンスストアに保存したデータは消失しますが、 EBSよりも高いアクセス性能を有します。

EBSで10,000IOPS以上の性能を安定して得るには、4xlarge以上の高性能インスタンスとEBS最適化オプションの利用が必要となります。 ETL処理などに伴う中間データや、キャッシュなどの一時ファイル、OSのスワップなど、 消失する事が許容出来るファイルのIO性能が求められる場合には、 コストパフォーマンスに優れたインスタンスストアの活用もご検討ください。

インスタンスストアとEBSの比較

ディスク種別	Random Read	Random Write	Sequential Read	Sequential Write
150GiB（r3.2xlarge内蔵）	33927.5 IOPS	32570.8 IOPS	251.462 MB/s	177.659 MB/s
3072GiB ×1（gp2）	9253.7 IOPS	9188.7 IOPS	171.625 MB/s	147.927 MB/s