# パフォーマンス効率
<a name="performance-efficiency"></a>

 パフォーマンス効率の柱には、システムの要件を満たすためにコンピューティングリソースを効率的に使用し、要求の変化とテクノロジーの進化に対してその効率性を維持する能力が含まれます。 

 このパフォーマンス効率の柱では、設計原則、ベストプラクティス、質問の概要を説明します。実装に関する規範的なガイダンスについては、[パフォーマンス効率の柱のホワイトペーパー](https://docs.aws.amazon.com/wellarchitected/latest/performance-efficiency-pillar/welcome.html?ref=wellarchitected-wp)を参照してください。

**Topics**
+ [設計原則](perf-dp.md)
+ [定義](perf-def.md)
+ [ベストプラクティス](perf-bp.md)
+ [リソース](perf-resources.md)

# 設計原則
<a name="perf-dp"></a>

 クラウドには、パフォーマンス効率のための 5 つの設計原則があります。 
+  **高度なテクノロジーを誰でも使えるようにする**: 複雑なタスクをクラウドベンダーに委託することによって、チームがよりスムーズに高度なテクノロジーを実装できるようにします。IT チームに新しいテクノロジーのホストと実行について学んでもらうのではなく、テクノロジーをサービスとして消費することを検討します。たとえば、NoSQL データベース、メディアトランスコーディング、および機械学習などは、いずれも特化された専門知識を必要とするテクノロジーです。クラウドでは、これらのテクノロジーがチームが消費できるサービスとなり、チームはリソースのプロビジョニングと管理ではなく、製品の開発に集中できるようになります。 
+  **数分でグローバルに展開する**: 世界各地にある複数の AWS リージョンでのワークロードのデプロイメントにより、最小限のコストで、お客様により低いレイテンシーとより良いエクスペリエンスを提供できるようになります。 
+  **サーバーレスアーキテクチャを使用する**: サーバーレスアーキテクチャは、従来のようなコンピューティングアクティビティのために物理的なサーバーを実行して維持する必要性を取り除きます。たとえば、サーバーレスストレージサービスは静的ウェブサイトとして機能させることができ (ウェブサイトサーバーが不要になる)、イベントサービスはコードをホストできます。これによって物理サーバーを管理する運用上の負担が取り除かれます。また、マネージドサービスはクラウド規模で運用されることから、トランザクションコストも削減することができます。 
+  **実験の頻度を高める**: 仮想的で自動化できるリソースを使うことで、異なるタイプのインスタンス、ストレージ、設定を使用した比較テストを簡単に実施できます。 
+  **メカニカルシンパシーを検討する**: クラウドサービスの使用方法を理解し、常にワークロードの目標に合うテクノロジーアプローチを使用します。例えば、データベースやストレージのアプローチを選択するときには、データアクセスパターンを考慮します。 

# 定義
<a name="perf-def"></a>

 クラウドのパフォーマンス効率を向上させるには、次の 5 つのベストプラクティス領域があります。 
+  **アーキテクチャの選択** 
+  **コンピューティングとハードウェア** 
+  **データ管理** 
+  **ネットワークとコンテンツ配信** 
+  **プロセスと文化** 

 データ駆動型アプローチを採⽤して、⾼パフォーマンスのアーキテクチャを選択します。高レベルの設計からリソースタイプの選択と設定まで、アーキテクチャのすべての側面におけるデータを収集します。 

 選択した内容を定期的に見直して、進化し続ける AWS クラウドの機能を十分に活かしていることを検証します。モニタリングすることで、期待されるパフォーマンスからの逸脱を把握していることを検証します。圧縮やキャッシュを使用したり、整合性に関する要件を緩和したりするなど、アーキテクチャにおけるトレードオフを行ってパフォーマンスを向上させます。 

# ベストプラクティス
<a name="perf-bp"></a>

**Topics**
+ [アーキテクチャの選択](perf-arch.md)
+ [コンピューティングとハードウェア](perf-compute.md)
+ [データ管理](perf-data.md)
+ [ネットワークとコンテンツ配信](perf-networking.md)
+ [プロセスと文化](perf-process.md)

# アーキテクチャの選択
<a name="perf-arch"></a>

 特定のワークロードに適したソリューションはさまざまで、大抵の場合、ソリューションには複数のアプローチが組み合わされています。優れた設計のワークロードは、パフォーマンスを向上させるために複数のソリューションを使用し、異なる機能を有効化します。 

 AWS のリソースはあらゆるタイプと設定で利用できるため、お客様のニーズを満たす、最も近いアプローチを簡単に見つけることができます。また、オンプレミスのインフラストラクチャでは簡単に実現できないオプションも利用できます。例えば、Amazon DynamoDB のようなマネージドサービスでは、あらゆるスケールにおいてレイテンシーが 10 ミリ秒未満であるフルマネージド型の NoSQL データベースを提供します。 

 以下の質問は、パフォーマンス効率に関する考慮事項に焦点を当てています。(パフォーマンス効率に関する質問、回答、ベストプラクティスの一覧については、 [Appendix](a-performance-efficiency.md)を参照してください)。


| PERF 1:  How do you select appropriate cloud resources and architecture patterns for your workload? | 
| --- | 
|  Often, multiple approaches are required for more effective performance across a workload. Well-Architected systems use multiple solutions and features to improve performance.  | 

# コンピューティングとハードウェア
<a name="perf-compute"></a>

 特定のワークロードに対する最適なコンピューティングの選択は、アプリケーションの設計、利用パターン、および構成設定に応じて異なります。アーキテクチャでは、各種コンポーネントに異なるコンピューティングを使用し、異なる機能を有効化してパフォーマンスを向上させることができます。アーキテクチャに誤ったコンピューティングを選択することは、パフォーマンス効率の低下につながる可能性があります。 

 AWS では、インスタンス、コンテナ、関数という 3 つの形式でコンピューティングを利用できます。 
+  **インスタンス**は仮想化されたサーバーであり、ボタンまたは API コールを使って機能を変更することができます。クラウドではリソースを柔軟に選択できることから、異なるサーバータイプで実験することができます。AWS では、これらの仮想サーバーインスタンスには、さまざまなファミリーおよびサイズがあり、ソリッドステートドライブ (SSD) やグラフィック処理ユニット (GPU) など、多種多様な機能を提供します。
+  **コンテナ**は、オペレーティングシステムを仮想化する手段です。コンテナを使用すると、リソースが分離されたプロセス内でアプリケーションとその依存関係を実行できます。AWS Fargate は、コンテナ用のサーバーレスコンピューティングです。コンピューティング環境のインストール、設定、管理を制御する必要がある場合は、Amazon EC2 を使用できます。Amazon Elastic Container Service (ECS) または Amazon Elastic Kubernetes Service (EKS) といった複数のコンテナオーケストレーションプラットフォームから選択することもできます。 
+  **関数**は、適用したいコードから実行環境を抽象化します。たとえば、AWS Lambda ではインスタンスを実行せずにコードを実行できます。

 以下の質問は、パフォーマンス効率に関する考慮事項に焦点を当てています。


| PERF 2:  How do you select and use compute resources in your workload? | 
| --- | 
| The more efficient compute solution for a workload varies based on application design, usage patterns, and configuration settings. Architectures can use different compute solutions for various components and turn on different features to improve performance. Selecting the wrong compute solution for an architecture can lead to lower performance efficiency. | 

# データ管理
<a name="perf-data"></a>

 特定のシステムに最適なデータ管理ソリューションは、データの種類 (ブロック、ファイル、またはオブジェクト)、アクセスパターン (ランダムまたはシーケンシャル)、必要なスループット、アクセス頻度 (オンライン、オフライン、アーカイブ)、更新頻度 (WORM、動的)、および可用性と耐久性に関する制約に応じて異なります。優れた設計のワークロードは、さまざまな機能によってパフォーマンスを向上させることができる専用のデータストアを使用します。 

 AWS では、オブジェクト、ブロック、ファイルという 3 つの形式でストレージを利用できます。 
+  **オブジェクトストレージ**は、ユーザーが生成したコンテンツ、アクティブなアーカイブ、サーバーレスコンピューティング、ビッグデータストレージ、またはバックアップと復旧のために、任意のインターネットロケーションからデータにアクセスできるようにするスケーラブルで耐久性のあるプラットフォームを提供します。Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) は、業界をリードするスケーラビリティ、データの可用性、セキュリティ、パフォーマンスを備えたオブジェクトストレージサービスです。Amazon S3 は 99.999999999% (9 が 11 個) の耐久性を実現するように設計されており、世界中の企業向けに数百万ものアプリケーションのデータを保存しています。
+  **ブロックストレージ**は、各仮想ホストに、高可用性かつ一貫性のある低レイテンシーのブロックストレージを提供します。これは、ダイレクトアタッチトストレージ (DAS) またはストレージエリアネットワーク (SAN) に類似しています。Amazon Elastic Block Store (Amazon EBS) は、EC2 インスタンスからアクセスできる永続的ストレージを必要とするワークロード向けに設計されており、適切なストレージ容量、パフォーマンス、コストでアプリケーションを調整することができます。
+  **ファイルストレージ**は、複数のシステムにまたがる共有ファイルシステムへのアクセスを提供します。Amazon Elastic File System (Amazon EFS) などのファイルストレージソリューションは、大規模なコンテンツリポジトリ、開発環境、メディアストア、ユーザーのホームディレクトリなどのユースケースに最適です。Amazon FSx を使用すると、一般的なファイルシステムを効率的でコスト効率よく起動して実行できるため、広く使用されているオープンソースや商用ライセンスが付与されたファイルシステムの豊富な機能セットと高速なパフォーマンスを活用できます。

 以下の質問は、パフォーマンス効率に関する考慮事項に焦点を当てています。


| PERF 3:  How do you store, manage, and access data in your workload? | 
| --- | 
|  The more efficient storage solution for a system varies based on the kind of access operation (block, file, or object), patterns of access (random or sequential), required throughput, frequency of access (online, offline, archival), frequency of update (WORM, dynamic), and availability and durability constraints. Well-architected systems use multiple storage solutions and turn on different features to improve performance and use resources efficiently.  | 

# ネットワークとコンテンツ配信
<a name="perf-networking"></a>

 ワークロードに最適なネットワークソリューションは、レイテンシー、スループット要件、ジッター、および帯域幅に応じて異なります。ロケーションのオプションは、ユーザーまたはオンプレミスのリソースなどの物理的な制約に左右されます。これらの制約は、エッジロケーションまたはリソースの配置で相殺することができます。 

 AWS ではネットワーキングが仮想化されており、数多くの異なるタイプと設定で利用することができます。これにより、ネットワークのニーズへの適合が容易になります。AWS は、ネットワークトラフィックを最適化する製品機能を提供します (拡張ネットワーキング、Amazon EC2 ネットワーク最適化インスタンス、Amazon S3 Transfer Acceleration、動的 Amazon CloudFront など)。また、AWS は、ネットワーク距離またはジッターを軽減するネットワーク機能も提供します (Amazon Route 53 レイテンシールーティング、Amazon VPC エンドポイント、AWS Direct Connect、AWS Global Accelerator など)。 

 以下の質問は、パフォーマンス効率に関する考慮事項に焦点を当てています。


| PERF 4:  How do you select and configure networking resources in your workload? | 
| --- | 
|  This question includes guidance and best practices to design, configure, and operate efficient networking and content delivery solutions in the cloud.  | 

# プロセスと文化
<a name="perf-process"></a>

 ワークロードを設計する際には、効率的で高性能なクラウドワークロードをより良く実行するために採用できる原則と慣行があります。クラウドワークロードのパフォーマンス効率を高める文化を採用するには、以下の重要な原則と慣行を検討してください。 

 この文化を築くために、以下の基本方針を考慮してください。 
+  **コードとしてのインフラストラクチャ**: AWS CloudFormation テンプレートなどのアプローチを使用してインフラストラクチャをコードとして定義します。テンプレートを使用すると、アプリケーションコードと設定のほか、インフラストラクチャをソースコントロールに配置できます。これは、ソフトウェアの開発に使用するものと同じ慣行をインフラストラクチャに適用することを可能にし、イテレーションを迅速に行えるようになります。 
+  **デプロイパイプライン**: 継続的統合/継続的デプロイ (CI/CD) パイプライン (ソースコードのリポジトリ、ビルドシステム、デプロイ、自動化のテストなど) を使用して、インフラストラクチャをデプロイします。これにより、イテレーションの度に、反復可能で、一貫性があり、低コストな方法でデプロイできるようになります。 
+  **明確に定義されたメトリクス**: メトリクスをセットアップしてモニタリングすることで主要業績評価指標 (KPI) をキャプチャします。技術メトリクスとビジネスメトリクスの両方を使用することをお勧めします。ウェブサイトまたはモバイルアプリの主なメトリクスは、最初の 1 バイトを受信するまでの時間、または最初のレンダリングまでの時間のキャプチャです。一般的に適用されるその他のメトリクスには、スレッド数、ガベージコレクション率、および待機状態などがあります。リクエストあたりの総累積コストなどのビジネスメトリクスでは、コストを削減する方法をアラートできます。メトリクスを解釈する方法を十分に検討してください。たとえば、平均ではなく最大または 99 パーセンタイルを選択できます。 
+  **パフォーマンステストの自動化:** デプロイプロセスの一環として、簡単な実行テストが正常に終了した後に、パフォーマンステストを自動的に開始します。自動化により新しい環境が作成され、テストデータなどの初期条件が設定された後に、一連のベンチマークとロードテストが実行されます。これらのテストの結果は、時間の経過に伴うパフォーマンスの変化を追跡できるようにビルドに関連付けてください。テストが長時間実行される場合、パイプラインのこの部分を、他のビルドと同期しないようにできます。または、Amazon EC2 スポットインスタンスを使用して夜間にパフォーマンステストを実行できます。 
+  **ロードの生成:** 合成ユーザージャーニーや事前に記録されたユーザージャーニーをレプリケートする一連のテストスクリプトを作成してください。これらは結合スクリプトではなく、べき等スクリプトにしてください。有効な結果を得るために、*プレウォーミング*スクリプトを含める必要がある場合もあります。テストスクリプトは、可能な限り本番での使用状況を再現する必要があります。ソフトウェアまたは SaaS (Software-as-a-Service) ソリューションを使用してロードを生成できます。[AWS Marketplace](https://aws.amazon.com/marketplace/) ソリューションと[スポットインスタンス](https://docs.aws.amazon.com/AWSEC2/latest/UserGuide/using-spot-instances.html)の使用を検討してください。これらを利用することで、コスト効率に優れた方法で負荷を生成できます。 
+  **パフォーマンスの可視性:** 主要なメトリクス、特に各ビルドバージョンに対するメトリクスはチームが確認できるようにする必要があります。これにより、時間の経過に伴う大量の肯定的または否定的な傾向の評価を参照できるようになります。また、エラーや例外でもメトリクスを表示し、確実に作動するシステムをテストするようにしてください。 
+ **可視化:** 可視化テクニックを使用して、パフォーマンスの問題、ホットスポット、待機状態、または使用率が低い状態が発生する場所を明確にします。アーキテクチャ図にパフォーマンスメトリクスを重ね合わせます。コールグラフ、または符号も問題をすばやく特定するために役立ちます。 
+  **定期的なレビュープロセス:** 低パフォーマンスのアーキテクチャは通常、パフォーマンスレビュープロセスが存在しないか、または破綻していることに起因します。アーキテクチャのパフォーマンスレベルが低い場合は、パフォーマンスレビュープロセスを導入することで、反復的な改善を促すことができます。 
+  **継続的な最適化:** クラウドワークロードのパフォーマンス効率を継続的に最適化する文化を取り入れます。 

 以下の質問は、パフォーマンス効率に関する考慮事項に焦点を当てています。


| PERF 5:  What process do you use to support more performance efficiency for your workload?  | 
| --- | 
|  When architecting workloads, there are principles and practices that you can adopt to help you better run efficient high-performing cloud workloads. To adopt a culture that fosters performance efficiency of cloud workloads, consider these key principles and practices.  | 

# リソース
<a name="perf-resources"></a>

 パフォーマンス効率に関するベストプラクティスの詳細については、以下のリソースを参照してください。

## ドキュメント
<a name="perf-doc"></a>
+  [Amazon S3 パフォーマンスの最適化](https://docs.aws.amazon.com/AmazonS3/latest/dev/PerformanceOptimization.html?ref=wellarchitected-wp) 
+  [Amazon EBS ボリュームのパフォーマンス](https://docs.aws.amazon.com/AWSEC2/latest/UserGuide/EBSPerformance.html?ref=wellarchitected-wp) 

## ホワイトペーパー
<a name="perf-wp"></a>
+  [パフォーマンス効率の柱](https://docs.aws.amazon.com/wellarchitected/latest/performance-efficiency-pillar/welcome.html?ref=wellarchitected-wp) 

## 動画
<a name="perf-video"></a>
+  [AWS re:Invent 2019: Amazon EC2 foundations (CMP211-R2)](https://www.youtube.com/watch?v=kMMybKqC2Y0&ref=wellarchitected-wp) 
+  [AWS re:Invent 2019: Leadership session: Storage state of the union (STG201-L)](https://www.youtube.com/watch?v=39vAsGi6eEI&ref=wellarchitected-wp) 
+  [AWS re:Invent 2019: Leadership session: AWS purpose-built databases (DAT209-L)](https://www.youtube.com/watch?v=q81TVuV5u28&ref=wellarchitected-wp) 
+  [AWS re:Invent 2019: Connectivity to AWS and hybrid AWS network architectures (NET317-R1)](https://www.youtube.com/watch?v=eqW6CPb58gs&ref=wellarchitected-wp) 
+  [AWS re:Invent 2019: Powering next-gen Amazon EC2: Deep dive into the Nitro system (CMP303-R2)](https://www.youtube.com/watch?v=rUY-00yFlE4&ref=wellarchitected-wp) 
+  [AWS re:Invent 2019: Scaling up to your first 10 million users (ARC211-R)](https://www.youtube.com/watch?v=kKjm4ehYiMs&ref=wellarchitected-wp)