EBSボリュームタイプ：gp3、io2、st1、sc1

Amazon Elastic Block Store（EBS）は、EC2 インスタンス向けの永続的なブロックストレージボリュームを提供します。一時的でインスタンスのライフサイクルに依存するインスタンスストアとは異なり、EBS ボリュームはアタッチ先のインスタンスから独立して存在します。そのため、インスタンスの停止、再起動後もデータは保持され、ボリュームをデタッチすればインスタンスを終了してもデータが残ります。EBS ボリュームは、耐久性を確保するために単一のアベイラビリティーゾーン内でレプリケートされます。4 種類のボリュームタイプを理解することは、SAA-C03 試験に不可欠です。

gp3は現行世代の汎用 SSD ボリュームです。主な特徴は、ボリュームサイズに関係なく3,000 IOPS のベースラインが追加料金なしで含まれること、最大16,000 IOPSおよび1,000 MB/s のスループット（どちらも独立して設定可能）であること、そしてサイズ範囲が 1 GiB から 16 TiB であることです。gp3 は gp2 より 20% 安価であり、ブートボリューム、開発環境、小規模から中規模のデータベース、低レイテンシーのインタラクティブアプリケーションなど、ほとんどのワークロードでデフォルトの選択肢にすべきです。

gp2は旧世代の汎用 SSD です。gp3 との主な違いは、IOPS がボリュームサイズに依存すること（1 GiB あたり 3 IOPS、最小 100、最大 16,000）と、バーストクレジットによって小容量のボリュームが一時的に 3,000 IOPS までバーストできることです。スループットは最大 250 MB/s ですが、独立して設定することはできません。AWS は gp2 から gp3 への移行を推奨しています。移行すると、より高いベースライン IOPS、IOPS とスループットの独立した調整、低いコストが得られます。試験では、gp2 の IOPS はサイズに応じて増加し、gp3 の IOPS はサイズに関係なく固定であることを覚えておいてください。

io2 Block Expressは、I/O 負荷の高いワークロード向けに設計された、最高性能の EBS ボリュームです。1 ボリュームあたり最大256,000 IOPSおよび4,000 MB/s のスループットを提供し、他のどの EBS タイプよりも高い 99.999%（ファイブナイン）の耐久性 SLA を備えています。io2 は、持続的に高い IOPS とサブミリ秒範囲の低く安定したレイテンシーを必要とする Oracle、SAP HANA、Microsoft SQL Server などのミッションクリティカルなデータベースに適しています。

io1は、プロビジョンド IOPS SSD の旧世代タイプです。最大64,000 IOPSおよび1,000 MB/s のスループットに対応し、IOPS と GiB の比率は最大 50:1 です。io1 の耐久性は 99.8～99.9% で、io2 の 99.999% より低くなっています。プロビジョンド IOPS が必要な新しいワークロードでは、常に io1 よりio2 Block Expressを選択してください。io2 は、同程度の価格で、IOPS、スループット、耐久性が大幅に優れています。SAA-C03 試験では io1 が選択肢として示される場合がありますが、「最高性能」または「ファイブナインの耐久性」が要件に含まれている場合は io2 を優先してください。

st1 は、大量のデータに順番にアクセスする、シーケンシャルで高スループットなワークロード向けに最適化されたハードディスクドライブボリュームです。最大 500 IOPS と 500 MB/s のスループット を提供し、最大 16 TiB のボリュームに対応します。GB あたりのコストは SSD ボリュームより大幅に低くなります。st1 は、IOPS よりもスループット（MB/s）が重要な ビッグデータ処理、データウェアハウジング、ログ処理、ストリーミングワークロード に適しています。st1 はブートボリュームとして使用できません。

sc1 は最も低コストな EBS ボリュームタイプで、アクセス頻度の低いコールドデータ向けに設計されています。最大 250 IOPS と 250 MB/s のスループット を提供し、最大 16 TiB のボリュームに対応します。sc1 は、オンラインで保持する必要はあるものの、アクセス頻度が低い（たとえば月に一度程度）アーカイブ、バックアップ、コールドデータに適しています。st1 と同様に、sc1 もブートボリュームとして使用できません。コスト最適化が主な試験のキーワードで、ワークロードへのアクセス頻度が低い場合は、sc1 が答えです。

SAA-C03 試験では、次の判断基準を使用してください。ブートボリュームまたは一般的なアプリケーション → gp3。高 IOPS のデータベース、サブミリ秒のレイテンシー、99.999% の耐久性 → io2 Block Express。ビッグデータ、ストリーミング、データウェアハウス — シーケンシャルアクセスでコスト重視 → st1。コールドデータのアーカイブ、低頻度アクセス、最低コスト → sc1。問題に「利用可能な IOPS の最大値」と記載されていれば → io2。「頻繁にアクセスするデータに対して最も費用対効果が高い」と記載されていれば → gp3。「GB あたりのストレージ料金が最も安い」と記載されていれば → sc1 です。

EBS Multi-Attach を使用すると、1 つの io1 または io2 ボリュームを、同じ AZ 内の最大 16 台の Nitro ベース EC2 インスタンス に同時にアタッチできます。各インスタンスは完全な読み取り／書き込みアクセス権を持ちます。これは、Oracle RAC などのクラスター化データベースでアプリケーションの可用性を高める場合に便利です。Multi-Attach は gp2、gp3、st1、sc1 ではサポートされていない点に注意してください。ファイルシステムにはクラスター対応ファイルシステムが必要です。標準の Linux の ext4 や xfs では、複数のインスタンスが同時に書き込むとデータが破損します。

EBS のパフォーマンスに関する重要な事実：EC2 インスタンスタイプによって EBS 帯域幅が制限されます。16,000 IOPS の gp3 ボリュームであっても、インスタンスの EBS 最適化スループット上限がボトルネックになる場合があります。EBS 最適化インスタンスには、EC2 と EBS の間に専用の帯域幅があります。スナップショットから作成したボリュームでは、事前ウォームアップは不要になりました。AWS が復元されたボリュームを自動的に事前ウォームアップします。サポートされているインスタンスファミリー（R6i、X2iedn）で io2 Block Express を使用すると、最大 256,000 IOPS を利用できます。複数のボリュームで RAID 0 を構成すると、耐障害性が低下する代わりに IOPS とスループットを倍増できます。

EBS ボリュームがアタッチされ使用中であっても、ボリュームのタイプ、サイズ、IOPS、スループットを変更できます。ダウンタイムは必要ありません。ボリュームは modifying、optimizing、completed の状態を順に遷移します。サイズは増加のみ可能で、ボリュームを縮小することはできません。ボリュームサイズを増やした後は、オペレーティングシステム内のファイルシステムを growpart と resize2fs（Linux）、またはディスクの管理（Windows）を使用して拡張する必要があります。このオンライン変更機能は、インスタンスストアに対する EBS の重要な差別化要因です。

このレッスンで扱った AWS Solutions Architect（SAA-C03）の概念について、理解度を確認しましょう。

このレッスンでは、次のことを学びました。gp3 は、ベースラインとして 3,000 IOPS を備え、スループットを独立して設定できるデフォルトの SSD です。io2 Block Express は、ミッションクリティカルなデータベース向けに、最大 256,000 IOPS と 99.999% の耐久性を提供します。st1 はシーケンシャルなビッグデータ向けのスループット最適化 HDD で、sc1 はアクセス頻度の低いコールドデータ向けの最低コスト HDD です。次は、EBS スナップショット、暗号化、RAID 構成について学びます。