CN105092958A - 一种磁盘功耗的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种磁盘功耗的测试方法，包括：将测试治具串接在硬盘背板与待测磁盘之间；将示波器的电流探头接在每一条连接线缆上，以及将示波器的电压探头接在测试治具上每一条连接线缆分别对应地电压测试点上，以同时测量每一条连接线缆的瞬时电流值和每一个电压测试点上的瞬时电压值；根据示波器测量到的瞬间电流值与瞬间电压值，计算待测磁盘的最大瞬时功耗。根据本方案，不需要购置特殊的功耗测试设备，利用实验室常用设备，借助测试治具，在不影响磁盘正常工作的情况下，实现对磁盘的瞬时功耗的测量分析，操作简便，节约成本。

Description

一种磁盘功耗的测试方法

技术领域

本发明涉及服务器技术领域，特别涉及一种磁盘功耗的测试方法。

背景技术

随着互联网、物联网的融合，以及云计算、大数据的快速发展，越来越多的数据需要依靠大型数据中心的处理。数据中心通常部署数以千万计的服务器，而且规模一直在不断增加。这些服务器消耗了巨大的能源，带来了大量的成本投入。因此，数据中心对服务器的功耗要求提出了更加苛刻的指标，要求在完成功能要求的目标下，优选功耗低的服务器。

其中，在服务器的功耗分布比例中，功耗较大部分来自于磁盘阵列，以及用于给磁盘散热所产生的风扇功耗，这种磁盘阵列由少则十几颗多则上百颗磁盘组成。由于服务器可以使用的磁盘种类较多，且不同类型的磁盘功耗不同，因此，如何测试磁盘功耗成为部件选型设计中的一项重要工作。

目前，对磁盘功耗进行测试的方式可以包括：确定磁盘类型，根据磁盘类型使用相对应的专用磁盘功耗测试设备，对该类型的磁盘的功耗进行测试。然而，对于这种对磁盘功耗进行测试的专门设备，测试成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种磁盘功耗的测试方法，以解决现有技术中测试成本较高的问题。

本发明实施例提供了一种磁盘功耗的测试方法，包括：

将测试治具串接在硬盘背板与待测磁盘之间，以使所述硬盘背板为所述待测磁盘提供一个以上的供电电源；其中，所述测试治具包括与所述硬盘背板为所述待测磁盘提供的供电电源个数相同的连接线缆，每一条连接线缆对应一个供电电源；

将示波器的电流探头接在每一条连接线缆上，以及将示波器的电压探头接在所述测试治具上每一条连接线缆分别对应地电压测试点上，以同时测量每一条连接线缆的瞬时电流值和每一个电压测试点上的瞬时电压值；

根据示波器测量到的瞬间电流值与瞬间电压值，计算所述待测磁盘的最大瞬时功耗。

优选地，所述计算所述待测磁盘的最大瞬时功耗，包括：

根据示波器的Math功能，编辑如下公式，以实时监测记录在测试过程中所述待测磁盘的瞬时功耗：

Math_瞬时功耗＝I₁*U₁+I₂*U₂+…+I_n*U_n

其中，Math_总功率用于表征在同一时间点测量得到每一条连接线缆所对应所述待测磁盘的最大瞬时功耗，I_n用于表征第n条连接线缆上的瞬时电流，U_n用于表征第n条连接线缆所对应电压测试点上的瞬时电压，I_n*U_n用于表征第n条连接线缆所供电的器件的功耗；

根据实时监测到的所述待测磁盘的瞬时功耗，将监测到的瞬时功耗最大的值作为所述待测磁盘的最大瞬时功耗。

优选地，

进一步包括：将测试治具中所包括的至少一条连接线缆缠绕多圈；

所述第n条连接线缆所供电的器件的功耗，包括：

Math_n＝(I_n*U_n)/m

其中，m用于表征第n条连接线缆所缠绕的圈数。

优选地，所述实时监测记录在测试过程中所述待测磁盘的瞬时功耗，包括：

实时监测记录在服务器的开机状态、磁盘压力读写状态、关机状态和待机状态下所述待测磁盘的瞬时功耗。

优选地，所述将测试治具串接在硬盘背板与待测磁盘之间，包括：

将测试治具的背板连接器与所述硬盘背板相连接，将测试治具的磁盘连接器上的SFF-8639接口与所述待测磁盘的SAS接口、SATA接口或NVME接口相连接。

本发明实施例提供了一种磁盘功耗的测试方法，不需要购置特殊的功耗测试设备，利用实验室常用设备，借助测试治具，在不影响磁盘正常工作的情况下，实现对磁盘的瞬时功耗的测量分析，操作简便，节约成本。

附图说明

图1是本发明实施例提供的方法流程图；

图2是本发明另一实施例提供的方法流程图；

图3是本发明实施例提供的测试治具结构示意图；

图4是本发明实施例提供的测试治具串接在硬盘背板与待测磁盘之间的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种磁盘功耗的测试方法，该方法可以包括以下步骤：

步骤101：将测试治具串接在硬盘背板与待测磁盘之间，以使所述硬盘背板为所述待测磁盘提供一个以上的供电电源；其中，所述测试治具包括与所述硬盘背板为所述待测磁盘提供的供电电源个数相同的连接线缆，每一条连接线缆对应一个供电电源。

步骤102：将示波器的电流探头接在每一条连接线缆上，以及将示波器的电压探头接在所述测试治具上每一条连接线缆分别对应地电压测试点上，以同时测量每一条连接线缆的瞬时电流值和每一个电压测试点上的瞬时电压值。

步骤103：根据示波器测量到的瞬间电流值与瞬间电压值，计算所述待测磁盘的最大瞬时功耗。

根据上述方案，不需要购置特殊的功耗测试设备，利用实验室常用设备，借助测试治具，在不影响磁盘正常工作的情况下，实现对磁盘的瞬时功耗的测量分析，操作简便，节约成本。

由于一些磁盘可能需要多个供电电源来供电，且每一个供电电源在对磁盘上相应器件供电时，器件上产生的功耗也不相同，因此，若需要计算磁盘的最大瞬时功耗，需要利用示波器的Math功能，将在某个时间点时每一条连接线缆所对应器件的功耗进行相加，得到磁盘的瞬时功耗，并将瞬时功耗最大值作为磁盘的最大瞬时功耗，从而提高了磁盘功耗测试的准确性。

为了进一步提高磁盘功耗测试的准确性，可以将测试治具中至少一条连接线缆缠绕为多圈，例如m圈，并测试缠绕了m圈的连接线缆上的电流，并在计算该条连接线缆所对应的功耗为Math_n＝(I_n*U_n)/m。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

如图2所示，本发明实施例提供了一种磁盘功耗的测试方法，该方法可以包括以下步骤：

步骤201：将测试治具串接在硬盘背板与待测磁盘之间。

在本实施例中，待测磁盘的接口可以包括SAS(SerialAttachedSCSI，串行连接SCSI)、SATA(SerialATA，串口硬盘)和NVME(NonVolatileMemoryexpress)等多种类型。因此，在服务器中选用功耗较低的磁盘时，可以根据本实施例的测试过程逐个对各个待测磁盘进行测试，以确定哪一类型的磁盘最大瞬时功耗最低。

为了降低磁盘功耗测试的成本，本实施例中，可以使用实验室中既有的设备，测试治具和示波器，对磁盘功耗进行测试。

如图3所示，为测试治具的结构示意图。该测试治具包括背板连接器、磁盘连接器和连接线缆三个部分，其中，该背板连接器与磁盘连接器均符合SFF-8639协议规范，可以支持SAS、SATA、NVME多种接口类型的磁盘，因此，在对不同接口类型的磁盘功耗进行测试时，只需利用该测试治具即可实现，从而提高了测试设备测试的多样性。

本实施例中，可以将一台2U机架式服务器的硬盘背板作为测试平台，如图4所示，为测试治具串接在硬盘背板与待测磁盘之间的结构示意图，其中，测试治具中还可以包括：P1-P15的电源Pin脚和信号Pin脚，其中，电源Pin脚用于连接硬盘背板，信号Pin脚用于转发硬盘背板与待测磁盘之间的交互信号。

其中，每一个待测磁盘需要至少一个供电电源为其进行供电，例如，待测磁盘需要5V的供电电源为其供电，或需要12V的供电电源为其供电，或需要12V和5V的供电电源为其供电。

本实施例中，以某一款3.5寸的SATA接口的机械硬盘作为待测硬盘为例，对本实施例中的磁盘功耗的测试进行详细说明。其中，该待测磁盘需要12V和5V的供电电源为其供电，对因此，如图4所示，在测试治具中包括与硬盘背板为待测磁盘提供的供电电压个数相同的连接线缆，即包括两条连接线缆，一条连接线缆(5Vcable)与硬盘背板提供的5V电源相连接，并与待测磁盘中需要5V电源为其供电的器件相连接，另一条连接线缆(12Vcable)与硬盘背板提供的12V电源相连接，并与待测磁盘中需要12V电源为其供电的器件相连接。

步骤202：将示波器的电流探头C1/C2分别接在测试治具5Vcable、12Vcable上，示波器的电压探头C3/C4分别接在测试治具的TP1、TP2电压测试点上，以同时测量每一条连接线缆上的瞬时电流值和每一个电压测试点上的瞬时电压值。

如图4所示，在测试治具上还包括电压测试点，其中，该电压测试点是位于相应连接线缆上用于测试瞬时电压值的测试点。TP1位于5Vcable上，TP2位于12Vcable上。

在本实施例中，可以采用高精度的示波器对瞬时电流瞬时电压进行测试，该示波器可以选用泰克DPO7054，电流探头选择TCP0030，电压探头选择P6248。

本实施例中，需要使用示波器同时每一条连接线缆上测试瞬时电流值I_n(t)和瞬时电压值U_n(t)，以保证数据的真实准确。其中，I_n(t)是在时间t时对第n条连接线缆上测试到的瞬时电流值，U_n(t)是在时间t时对第n条连接线缆上测试到的瞬时电压值。

步骤203：启用示波器的Math功能，通过编辑公式来实时监测记录在测试过程中待测磁盘的瞬时功耗。

在本实施例中，该编辑公式可以包括如下式(1)：

Math_瞬时功耗＝I₁*U₁+I₂*U₂+…+I_n*U_n(1)

其中，Math_总功率用于表征在同一时间点测量得到每一条连接线缆所对应待测磁盘的最大瞬时功耗，I_n用于表征第n条连接线缆上的瞬时电流，U_n用于表征第n条连接线缆所对应电压测试点上的瞬时电压，I_n*U_n用于表征第n条连接线缆所供电器件的功耗。

为了提高磁盘功耗测试的准确性，可以将测试治具中所包括的至少一条连接线缆缠绕多圈，以利用示波器的电流探头测量该缠绕多圈的连接线缆的瞬时电流值。那么，第n条连接线缆所供电的器件的功耗，可以通过如下式(2)计算：

Math_n＝(I_n*U_n)/m(2)

其中，m用于表征第n条连接线缆所缠绕的圈数。

由于服务器在进行如下状态时，待测磁盘的瞬时功耗较大，因此，可以在如下状态下对待测磁盘的功耗进行测试：服务器在开机状态、磁盘压力读写状态、关机状态和待机状态，以实时测试在各个状态下待测磁盘的瞬时功耗。

步骤204：确定待测磁盘的最大瞬时功耗。

根据步骤203中实时记录测试的各个状态下待测磁盘的瞬时功率，可以利用MAX、MIN功能或记录波形等，以监测记录测试过程中瞬时功率的最大、最小值，从而根据监测记录确定待测磁盘的最大瞬时功耗。

步骤205：针对下一个类型的待测磁盘，执行步骤201，直到所有类型的待测磁盘均确定了相应最大瞬时功耗，则选用最大瞬时功耗较低的磁盘作为服务器中的存储设备。

综上，本发明实施例至少可以实现如下有益效果：

1、不需要购置特殊的功耗测试设备，利用实验室常用设备，借助测试治具，在不影响磁盘正常工作的情况下，实现对磁盘的瞬时功耗的测量分析，操作简便，节约成本。

2、利用示波器Math等功能实现对磁盘所需总功耗的实时读取监测，避免单一监测12V或5V其中一路的数据偏差，数据真实准确。

3、采用SFF-8639接口，扩充待测磁盘支持能力，可支持SAS、SATA、NVME(PCIE)不同接口类型，通用性强。

上述设备内的各单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种磁盘功耗的测试方法，其特征在于，包括：

将测试治具串接在硬盘背板与待测磁盘之间，以使所述硬盘背板为所述待测磁盘提供一个以上的供电电源；其中，所述测试治具包括与所述硬盘背板为所述待测磁盘提供的供电电源个数相同的连接线缆，每一条连接线缆对应一个供电电源；

将示波器的电流探头接在每一条连接线缆上，以及将示波器的电压探头接在所述测试治具上每一条连接线缆分别对应地电压测试点上，以同时测量每一条连接线缆的瞬时电流值和每一个电压测试点上的瞬时电压值；

根据示波器测量到的瞬间电流值与瞬间电压值，计算所述待测磁盘的最大瞬时功耗。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述待测磁盘的最大瞬时功耗，包括：

根据示波器的Math功能，编辑如下公式，以实时监测记录在测试过程中所述待测磁盘的瞬时功耗：

Math_瞬时功耗＝I₁*U₁+I₂*U₂+…+I_n*U_n

其中，Math_总功率用于表征在同一时间点测量得到每一条连接线缆所对应所述待测磁盘的最大瞬时功耗，I_n用于表征第n条连接线缆上的瞬时电流，U_n用于表征第n条连接线缆所对应电压测试点上的瞬时电压，I_n*U_n用于表征第n条连接线缆所供电的器件的功耗；

根据实时监测到的所述待测磁盘的瞬时功耗，将监测到的瞬时功耗最大的值作为所述待测磁盘的最大瞬时功耗。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

进一步包括：将测试治具中所包括的至少一条连接线缆缠绕多圈；

所述第n条连接线缆所供电的器件的功耗，包括：

Math_n＝(I_n*U_n)/m

其中，m用于表征第n条连接线缆所缠绕的圈数。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述实时监测记录在测试过程中所述待测磁盘的瞬时功耗，包括：

实时监测记录在服务器的开机状态、磁盘压力读写状态、关机状态和待机状态下所述待测磁盘的瞬时功耗。

5.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于，所述将测试治具串接在硬盘背板与待测磁盘之间，包括：

将测试治具的背板连接器与所述硬盘背板相连接，将测试治具的磁盘连接器上的SFF-8639接口与所述待测磁盘的SAS接口、SATA接口或NVME接口相连接。