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先占虛擬機，技術文件二三事

第一篇的內容大部份還是翻譯跟講解官方文件。後面幾篇才會有實際的需求與解決方案分析。

Google 先占虛擬機官方文件

使用不熟悉的產品前一定要好好看文件，才不會踩到雷的時候，發現人家就是這樣設計的，而且文件上寫得清清楚楚。以為是 bug 結果真的是 feature，雷到自己。先占虛擬機是用起來跟普通虛擬機沒什麼兩樣，但實際上超級多細節要注意，毛很多的產品，請務必要小心使用。

以下文章是筆者工作經驗，覺得好用、確實有幫助公司，來跟大家分享。礙於篇幅，這裡只能非常粗略地描述我們團隊思考過的問題，實際上的問題會複雜非常多。文章只是作個發想，並不足以支撐實際的業務，所以如果要考慮導入，還是要

1. 多作功課，仔細查閱官方文件，理解服務的規格
2. 深入分析自身的需求
3. 基於上面兩者，量化分析

什麼是先占虛擬機器(Preemptible Instance)

先占虛擬機器，是資料中心的多餘算力，讀者可以想像是目前賣剩的機器，會依據資料中心的需求動態調整，例如

• 目前資料中心的算力需求低，可使用的先占虛擬機釋出量多，可能可以用更便宜的價格使用
• 目前資料中心算力需求高，資料中心會收回部分先占虛擬機的額度，轉化成隨選付費的虛擬機 (pay-as-you-go)

由於先占虛擬機會不定時（但可預期）地被資料中心收回，因此上頭執行的應用，需要可以承受機器的終止，適合有容錯機制 (fault-tolerant) 的應用，或是批次執行的工作也很適合。

先占機器的優缺點

除了有一般隨選虛擬機的特性，先占虛擬機還有以下特點

• 比一般的虛擬機器便宜非常多，這也是我們選用先占虛擬機優於一般虛擬機的唯一理由

先占虛擬機有以下限制，以維運的角度，這些都是需要考量的點。

• GCP 不保證會有足夠的先占虛擬機
• 先占虛擬機不能直接轉換成普通虛擬機
• 資料中心觸發維護事件時(ex. 回收先占虛擬機)，先占虛擬機不能設定自動重啟，而是會直接關閉
• 先占機器排除在 GCP 的服務等級協議 (SLA)之外
• 先占虛擬機不適用GCP 免費額度

至於便宜是多便宜呢？這邊先開幾個例子給各位一些概念。

費用粗估試算

以常用的 N1 standard 虛擬機：https://cloud.google.com/compute/vm-instance-pricing#n1_standard_machine_types

Hourly
Machine type    CPUs  Memory  Price (USD) Preemptible price (USD)
n1-standard-1   1     3.75GB  $0.0550     $0.0110
n1-standard-2   2     7.5GB   $0.1100     $0.0220
n1-standard-4   4     15GB    $0.2200     $0.0440
n1-standard-8   8     30GB    $0.4400     $0.0880
n1-standard-16  16    60GB    $0.8800     $0.1760
n1-standard-32  32    120GB   $1.7600     $0.3520
n1-standard-64  64    240GB   $3.5200     $0.7040

如果是用 GPU 運算：https://cloud.google.com/compute/gpus-pricing

Model                 GPUs  GPU memory  GPU price (USD) Preemptible GPU price (USD)
NVIDIA® Tesla® T4     1 GPU 16 GB GDDR6 $0.35 per GPU   $0.11 per GPU
NVIDIA® Tesla® V100   1 GPU 16 GB HBM2  $2.48 per GPU   $0.74 per GPU

依據虛擬機規格的不同，先占虛擬機大約是隨選虛擬機價格的 2 到 3 折。在 AWS 與 Azure，由於計費方式不同，有可能拿到 1 折左右的浮動價格。從各種角度來說，都是非常高的折數。

不妨說，這整系列文章，都是衝這著個折數來的 XD。畢竟成本是實實在在的花費，工作負載 (workload) 合適的話，應該盡量嘗試導入。

這個折數還有另外一個效果是，可以在相同成本下，添增更多資源算力，作為解決方案。什麼意思呢？就是如果工作負載合適的話，可以使用更高規格的先占節點，整體成本反而會下降。「一台不行我開十台可以了吧（大誤）」，但使用先占虛擬機確實提供同時間更高算力的可能。