CN109215721A

CN109215721A - 一种测试nvme ssd硬盘延迟的方法、装置及设备

Info

Publication number: CN109215721A
Application number: CN201811245460.5A
Authority: CN
Inventors: 葛冬玲; 王朋
Original assignee: Zhengzhou Yunhai Information Technology Co Ltd
Current assignee: Zhengzhou Yunhai Information Technology Co Ltd
Priority date: 2018-10-24
Filing date: 2018-10-24
Publication date: 2019-01-15

Abstract

本发明公开了一种测试NVME SSD硬盘延迟的方法，在执行预写处理、读写测试后，按预设的稳态条件判断待测盘是否达到稳态，并在待测盘达到稳态后再记录延迟数据。稳态条件下的延迟数据更能反映待测盘在实际工作中的稳定表现，更能体现待测盘的实际性能，因而提高了NVMe SSD硬盘延迟测试的准确性。本发明还公开一种测试NVME SSD硬盘延迟的装置及设备，具有上述有益效果。

Description

一种测试NVME SSD硬盘延迟的方法、装置及设备

技术领域

本发明涉及硬盘测试技术领域，特别是涉及一种测试NVME SSD硬盘延迟的方法、装置及设备。

背景技术

随着信息技术的高速发展，数据呈爆炸式的增长。已经问世多年的AHCI/SATA硬盘在性能上及传输速度上渐渐力不从心，为了充分挖掘PCIe接口的性能，Intel联合多家公司开发制订了NVMe标准。NVMe SSD硬盘比SATA SSD硬盘读写性能提高将近6倍。SNIA组织发布了PTS(性能测试规范)用来指导如何准确的测试出SSD的性能。FIO是常用的硬盘性能测试工具，能对硬盘进行iops、带宽、latency延迟等测试。

但是，应用现有技术中的测试工具对NVMe SSD硬盘进行延迟测试时，常常发生测试结果与NVMe SSD硬盘实际应用中的延迟表现不一致的情况。

如何提高NVMe SSD硬盘延迟测试的准确性，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种测试NVME SSD硬盘延迟的方法、装置及设备，用于提高NVMe SSD硬盘延迟测试的准确性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种测试NVME SSD硬盘延迟的方法，包括：

根据预设规则对待测盘进行读写测试；

判断所述待测盘是否达到预设的稳态条件；

如果是，则停止所述读写测试，并记录所述待测盘的延迟数据；

如果否，则返回所述根据预设规则对待测盘进行读写测试的步骤。

可选的，所述根据预设规则对待测盘进行读写测试，具体包括：

接收设置的写参数，根据所述写参数对所述待测盘执行预写处理；

接收设置的测试参数，根据所述测试参数对所述待测盘执行读写测试。

可选的，所述判断所述待测盘是否达到稳态条件，具体为是否同时满足以下公式：

t_max-t_min≤t_ave×a

t_s＜tave×b

其中，所述t_max为测量窗口内的延迟时间最大值，所述t_min所述测量窗口内的延迟时间最小值，所述t_ave为所述测量窗口内的延迟时间平均值，所述t_s为所述测量窗口内的延迟曲线斜率，所述a和所述b均为预设的常数。

可选的，所述判断所述待测盘是否达到预设的稳态条件，具体为判断所述读写测试的轮数是否达到预设轮数。

可选的，所述写参数的类型具体包括写缓存功能、IO流数量、线程数、数据模式和写容量。

可选的，所述测试参数的类型具体包括块容量、读写比例。

可选的，在所述停止所述读写测试，并记录所述待测盘的延迟数据之后，还包括：

根据预设规则处理所述延迟数据，生成数据图表。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种测试NVME SSD硬盘延迟的装置，包括：

测试单元，用于根据预设规则对待测盘进行读写测试；

判断单元，用于判断所述待测盘是否达到预设的稳态条件；如果是，则进入记录单元，如果否，则返回所述测试单元；

所述记录单元，用于停止所述读写测试，并记录所述待测盘的延迟数据。

可选的，还包括：

制图单元，用于在所述记录单元停止所述读写测试，并记录所述待测盘的延迟数据之后，根据预设规则处理所述延迟数据，生成数据图表。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种测试NVME SSD硬盘延迟的设备，包括：

存储器，用于存储指令，所述指令包括上述任意一项所述测试NVME SSD硬盘延迟的方法的步骤；

处理器，用于执行所述指令。

现有技术中的测试工具将刚拆箱的待测盘直接投入测试，并以一段时间内的测试平均值作为待测盘的延迟测试结果，但是观察延迟测试的曲线可以看到，待测盘从开箱到应用的过程中性能会有较大变化，取这段时间的测试平均值并非待测盘的实际性能。通过观察测试曲线可以看到，待测盘基本会经历三个阶段，即开箱阶段、过渡阶段和稳态阶段，之后性能保持稳定。本发明所提供的测试NVME SSD硬盘延迟的方法，在执行预写处理、读写测试后，按预设的稳态条件判断待测盘是否达到稳态，并在待测盘达到稳态后再记录延迟数据。稳态条件下的延迟数据更能反映待测盘在实际工作中的稳定表现，更能体现待测盘的实际性能，因而提高了NVMe SSD硬盘延迟测试的准确性。本发明还提供一种测试NVMESSD硬盘延迟的装置及设备，具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种测试NVME SSD硬盘延迟的方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种步骤S10的具体实施方式的流程图；

图3为本发明实施例提供的另一种测试NVME SSD硬盘延迟的方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种测试NVME SSD硬盘延迟的装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种测试NVME SSD硬盘延迟的装置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种测试NVME SSD硬盘延迟的设备的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种测试NVME SSD硬盘延迟的方法、装置及设备，用于提高NVMe SSD硬盘延迟测试的准确性。

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。

现有技术中的测试工具将刚拆箱的待测盘直接投入测试，并以一段时间内的测试平均值作为待测盘的延迟测试结果，但是观察延迟测试的曲线可以看到，待测盘从开箱到应用的过程中性能会有较大变化，取这段时间的测试平均值并非待测盘的实际性能。通过观察测试曲线可以看到，待测盘基本会经历三个阶段，即开箱阶段、过渡阶段和稳态阶段，之后性能保持稳定。因此待测盘稳态阶段的延迟值相比于三个阶段延迟值的平均值更加贴近待测盘的真实性能。

图1为本发明实施例提供的一种测试NVME SSD硬盘延迟的方法的流程图。图2为本发明实施例提供的一种步骤S10的具体实施方式的流程图。

如图1所示，测试NVME SSD硬盘延迟的方法包括：

S10：根据预设规则对待测盘进行读写测试。

根据预设的规则对待测盘进行读写测试。

如图2所示，在具体实施中，根据预设规则对待测盘进行读写测试可以包括：

S20：接收设置的写参数，根据写参数对待测盘执行预写处理。

根据预设的写参数或者用户输入的写参数对待测盘进行预写处理，即不相关负载WIPC(Workload Independent Preconditioning)处理。

写参数的类型具体可以包括写缓存功能、IO流数量、线程数、数据模式和写容量等。

一种写参数设置方案为：写缓存功能为disable，IO流数量为1，线程数为1，数据模式设置为随机模式，写容量为128k。

对待测盘进行128k的顺序写，一直写到待测盘容量的2倍。

优选的，在对待测盘进行预写处理之前，为了保证待测盘处于统一的测试条件下，对待测盘进行初始化操作，如清空缓存，安全擦除，低级格式化等，让待测盘处于一个干净统一的状态下。

S21：接收设置的测试参数，根据测试参数对待测盘执行读写测试。

接收预设的测试参数或者用户输入的测试参数。测试参数的类型具体可以包括块容量、读写比例等。

一种测试参数设置方案为块容量分别为8K，4K，0.5K，读写比例分别为100/0，65/35，0/100。

根据测试参数对待测盘执行读写测试，即相关负载WDPC(Workload DependentPreconditioning)测试。

S11：判断待测盘是否达到预设的稳态条件；如果是，则进入步骤S12；如果否，则返回步骤S10。

根据预设的读写测试的轮数或者稳态条件判断稳态是否达到，如果未达到则循环执行步骤S10。

具体可以根据预设的公式判断待测盘是否达到稳态阶段。判断待测盘是否达到稳态条件，具体为是否同时满足以下公式：

t_max-t_min≤t_ave×a

t_s＜t_ave×b

其中，t_max为测量窗口内的延迟时间最大值，t_min测量窗口内的延迟时间最小值，t_ave为测量窗口内的延迟时间平均值，t_s为测量窗口内的延迟曲线斜率，a和b均为预设的常数。

一种较好的常数设置为：a具体为20％，b具体为10％。

除了通过上述公式判断待测盘是否达到稳态阶段外，判断待测盘是否达到预设的稳态条件，具体还可以为判断读写测试的轮数是否达到预设轮数。可选的，预设轮数可以为25轮，即将读写测试执行25轮后，认为待测盘达到稳态阶段，此时也可以继续执行稳态测试直至满足上述公式。

为保证数据记录完整，当选择在第x轮停止测试时，可以将测试窗口定义为x-4轮到x轮。

S12：停止读写测试，并记录待测盘的延迟数据。

当待测盘满足预设的稳态条件时，认为待测盘已经达到稳态阶段，记录此时待测盘的延迟数据，作为待测盘的实际延迟数据。

本发明实施例提供的测试NVME SSD硬盘延迟的方法，在执行初始化、预写处理、读写测试后，按预设的稳态条件判断待测盘是否达到稳态，并在待测盘达到稳态后再记录延迟数据。稳态条件下的延迟数据更能反映待测盘在实际工作中的稳定表现，更能体现待测盘的实际性能，因而提高了NVMe SSD硬盘延迟测试的准确性。

图3为本发明实施例提供的另一种测试NVME SSD硬盘延迟的方法的流程图。

如图3所示，在上述实施例的基础上，在另一实施例中，在步骤S12之后，测试NVMESSD硬盘延迟的方法还包括：

S30：根据预设规则处理延迟数据，生成数据图表。

在具体实施中，可以通过指令调用制图工具将延迟数据整合成图表的形式进行显示，以便测试人员查看。

如表1和表2所示，数据表可以包括块容量(Block Size，KiB)、读写比例(Read/Write Mix％)以及对应的平均延迟时间(ms)和最大延迟时间(ms)等：

表1平均延迟时间表

表2最大延迟时间表

数据图可以为折线图、三维柱状图等。通过折线图展示待测盘稳态阶段的平均延迟趋势，用三维柱状图对比不同的块容量和读写比例组合下的平均延迟、最大延迟等数据。

本发明实施例提供的测试NVME SSD硬盘延迟的方法，在上述实施例的基础上，通过将延迟数据生成数据图表，能够更生动地显示待测盘延迟数据随着读写测试轮数的变化，方便测试人员查看。

上文详述了测试NVME SSD硬盘延迟的方法对应的各个实施例，在此基础上，本发明还公开了与上述方法对应的测试NVME SSD硬盘延迟的装置。

图4为本发明实施例提供的一种测试NVME SSD硬盘延迟的装置的结构示意图。如图4所示，测试NVME SSD硬盘延迟的装置包括：

测试单元401，用于根据预设规则对待测盘进行读写测试；

判断单元402，用于判断待测盘是否达到预设的稳态条件；如果是，则进入记录单元403，如果否，则返回测试单元401。

记录单元403，用于停止读写测试，并记录待测盘的延迟数据。

可选的，测试单元401具体包括：

预写处理子单元，用于接收设置的写参数，根据写参数对待测盘执行预写处理；

测试子单元，用于接收设置的测试参数，根据所述测试参数对所述待测盘执行读写测试。

图5为本发明实施例提供的另一种测试NVME SSD硬盘延迟的装置的结构示意图。如图5所示，测试NVME SSD硬盘延迟的装置还包括：

制图单元501，用于在记录单元406停止读写测试，并记录待测盘的延迟数据之后，根据预设规则处理延迟数据，生成数据图表。

由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

图6为本发明实施例提供的一种测试NVME SSD硬盘延迟的设备的结构示意图。如图6所示，该测试NVME SSD硬盘延迟的设备可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(central processing units，CPU)610(例如，一个或一个以上处理器)和存储器620，一个或一个以上存储应用程序633或数据632的存储介质630(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器620和存储介质630可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质630的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对计算装置中的一系列指令操作。更进一步地，处理器610可以设置为与存储介质630通信，在测试NVME SSD硬盘延迟的设备600上执行存储介质630中的一系列指令操作。

测试NVME SSD硬盘延迟的设备600还可以包括一个或一个以上电源640，一个或一个以上有线或无线网络接口650，一个或一个以上输入输出接口660，和/或，一个或一个以上操作系统631，例如Windows Server^TM，Mac OS X^TM，Unix^TM,Linux^TM，FreeBSD^TM等等。

上述图1至图2所描述的测试NVME SSD硬盘延迟的方法中的步骤由测试NVME SSD硬盘延迟的设备基于该图6所示的结构实现。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的测试NVME SSD硬盘延迟的设备及计算机可读存储介质的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法、装置、设备及计算机可读存储介质，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，功能调用装置，或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上对本发明所提供的一种测试NVME SSD硬盘延迟的方法、装置及设备进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等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要素。

Claims

1.一种测试NVME SSD硬盘延迟的方法，其特征在于，包括：

根据预设规则对待测盘进行读写测试；

判断所述待测盘是否达到预设的稳态条件；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设规则对待测盘进行读写测试，具体包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断所述待测盘是否达到稳态条件，具体为是否同时满足以下公式：

t_max-t_min≤t_ave×a

t_s＜t_ave×b

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断所述待测盘是否达到预设的稳态条件，具体为判断所述读写测试的轮数是否达到预设轮数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述写参数的类型具体包括写缓存功能、IO流数量、线程数、数据模式和写容量。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试参数的类型具体包括块容量、读写比例。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述停止所述读写测试，并记录所述待测盘的延迟数据之后，还包括：

根据预设规则处理所述延迟数据，生成数据图表。

8.一种测试NVME SSD硬盘延迟的装置，其特征在于，包括：

测试单元，用于根据预设规则对待测盘进行读写测试；

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

10.一种测试NVME SSD硬盘延迟的设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储指令，所述指令包括权利要求1至7任意一项所述测试NVME SSD硬盘延迟的方法的步骤；

处理器，用于执行所述指令。