一种硬盘压力测试方法、系统、设备以及介质与流程

1.本发明涉及测试领域，具体涉及一种硬盘压力测试方法、系统、设备以及存储介质。


背景技术：

2.rdt(reliability demonstration tests，可靠度验证测试)是企业级ssd必需的测试项目，一般是长时间压力测试，测试产品的可靠性。采取的测试形式是高温和多个样品加速测试。
3.rdt测试主要是为了量化ssd可靠性，而rdt测试具体怎么做？这里面涉及时间优化的问题，比如1.6t的ssd，读写一轮时间为1.6t/3.2gbps 1.6t/1.6gbps约等于1500s，dwpd＝3，全生命周期测试时间为3*365*5*1500s≈2281hour，近3000个小时的测试时长对于有些项目周期紧的产品是不可忍受的，所以需要优化rdt测试时间。


技术实现要素：

4.有鉴于此，为了克服上述问题的至少一个方面，本发明实施例提出一种硬盘压力测试方法，包括以下步骤：
5.获取缩小比例和预留空间比例；
6.根据所述缩小比例和预留空间比例确定用户容量以及nand容量以基于所述用户容量和所述nand容量确定存储空间；
7.根据测试参数、所述用户容量和所述nand容量计算期望写带宽；
8.向存储空间写入数据并检测实际的写带宽；
9.响应于所述实际的写带宽大于所述期望写带宽，利用所述实际的写带宽和期望写带宽计算写时间占比；
10.响应于所述写时间占比大于阈值，利用当前写入的数据、预期写放大、所述用户容量和预留空间比例计算预期pe值；
11.检测实际的pe值并与预期pe值比较以调整所述预留空间比例直到两者误差小于阈值，从而利用所述缩小比例和调整后的预留空间确定待测试的硬盘中进行压力测试的存储空间。
12.在一些实施例中，还包括：
13.响应于所述实际的写带宽小于所述期望写带宽，减小所述缩小比例，并返回根据所述缩小比例和预留空间比例确定用户容量以及nand容量以基于所述用户容量和所述nand容量确定存储空间步骤，直到实际的写带宽大于所述期望写带宽。
14.在一些实施例中，还包括：
15.响应于所述写时间占比小于阈值，增大所述缩小比例，并返回根据所述缩小比例和预留空间比例确定用户容量以及nand容量以基于所述用户容量和所述nand容量确定存储空间步骤，直到所述写时间占比大于阈值。
16.在一些实施例中，检测实际的pe值并与预期pe值比较以调整所述预留空间比例直到两者误差小于阈值，进一步包括：
17.响应于实际的pe值大于预期pe值，按照预设比例降低所述预留空间比例；
18.响应于实际的pe值小于预期pe值，按照所述预设比例增大所述预留空间比例。
19.基于同一发明构思，根据本发明的另一个方面，本发明的实施例还提供了一种硬盘压力测试系统，包括：
20.获取模块，配置为获取缩小比例和预留空间比例；
21.容量确定模块，配置为根据所述缩小比例和预留空间比例确定用户容量以及nand容量以基于所述用户容量和所述nand容量确定存储空间；
22.第一计算模块，配置为根据测试参数、所述用户容量和所述nand容量计算期望写带宽；
23.写入模块，配置为向存储空间写入数据并检测实际的写带宽；
24.第二计算模块，配置为响应于所述实际的写带宽大于所述期望写带宽，利用所述实际的写带宽和期望写带宽计算写时间占比；
25.第三计算模块，配置为响应于所述写时间占比大于阈值，利用当前写入的数据、预期写放大、所述用户容量和预留空间比例计算预期pe值；
26.检测模块，配置为检测实际的pe值并与预期pe值比较以调整所述预留空间比例直到两者误差小于阈值，从而利用所述缩小比例和调整后的预留空间确定待测试的硬盘中进行压力测试的存储空间。
27.在一些实施例中，还包括第一调整模块，配置为：
28.响应于所述实际的写带宽小于所述期望写带宽，减小所述缩小比例，并返回根据所述缩小比例和预留空间比例确定用户容量以及nand容量以基于所述用户容量和所述nand容量确定存储空间步骤，直到实际的写带宽大于所述期望写带宽。
29.在一些实施例中，还包括第二调整模块，配置为：
30.响应于所述写时间占比小于阈值，增大所述缩小比例，并返回根据所述缩小比例和预留空间比例确定用户容量以及nand容量以基于所述用户容量和所述nand容量确定存储空间步骤，直到所述写时间占比大于阈值。
31.在一些实施例中，检测模块还配置为：
32.响应于实际的pe值大于预期pe值，按照预设比例降低所述预留空间比例；
33.响应于实际的pe值小于预期pe值，按照所述预设比例增大所述预留空间比例。
34.基于同一发明构思，根据本发明的另一个方面，本发明的实施例还提供了一种计算机设备，包括：
35.至少一个处理器；以及
36.存储器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时执行如上所述的任一种硬盘压力测试方法的步骤。
37.基于同一发明构思，根据本发明的另一个方面，本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时执行如上所述的任一种硬盘压力测试方法的步骤。
38.本发明具有以下有益技术效果之一：本发明提出的方案通过反馈调节方法直至找
到最合适的用户容量以及nand容量，从而只对硬盘的部分存储空间进行压力测试来模拟对全盘进行压力测试，缩短测试周期的同时，也能维护测试的高质量和稳定性。
附图说明
39.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，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实施例。
40.图1为本发明的实施例提供的硬盘压力测试方法的流程示意图；
41.图2为本发明的实施例提供的硬盘压力测试系统的结构示意图；
42.图3为本发明的实施例提供的计算机设备的结构示意图；
43.图4为本发明的实施例提供的计算机可读存储介质的结构示意图。
具体实施方式
44.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
45.需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
46.在本发明的实施例中，rdt endurance测试方式以及通过标准可以如下：假设测试盘已知条件，容量1.6t，dwpd＝3，质保5年，pe＝10k，测试时间1000hours，测试workload为jedec218(bs＝512/4:1024/1:1536/1:2048/1:4k/70:8k/10:16k/7:32k/3:64k/4，rwmixread＝40)
47.测试通过标准，使用jedec 218测试1000h，盘的pe(program and erase，擦写次数)达到10k，并且统计写入数据量(tbw)满足大于等于：1.6t*3*5*365＝8760t(按照每天写3遍全盘，一共写5年时间计算)。其中，ssd生命周期写入数据量用tbw表示。
48.而测试通过标准的2个指标，1，pe达到10k；2，tbw满足规定的数据量。pe达到10k体现的nand的能力，即达到预期的10k pe寿命。tbw指的是用户数据量的写入能力，即满足用户写入量需求。
49.两个指标之间的联系是ssd的一个重要参数：wa，即写放大(nand写入量/host写入量)。
50.下面举个例子说明：用户容量1.6t，op(ssd的预留空间)＝30％，dwpd(每天写几遍全盘)＝3，质保5年，pe＝10k,wa＝2.5；
51.所以，用户写入量tbw：1.6t*3*5*365＝8760t，
52.nand写入量为tbw*wa＝8760*2.5＝21900t
53.pe＝nand总写入量/nand容量＝21900/(1.6*(1 0.3))＝10k.
54.可以看到，如果wa变大的话，nand写入量势必增加，即tbw小于规定值时，pe已经磨损到10k，导致盘提前不能使用了。
55.本发明通过将正常盘的部分存储空间作为小容量盘来模拟正常容量盘，所以小容
量盘也需要达到rdt测试通过的2个指标。也就是要求小容量盘的写放大需要和正常容量盘保持几乎一致。这样，当小容量盘op写放大与正常盘几乎一致，性能也就保持了一致，因为小容量盘容量小，所以相同时间内小容量盘的pe磨损更快，达到预期的10k的pe就需要更少的时间，加快测试效率。
56.根据本发明的一个方面，本发明的实施例提出一种硬盘压力测试方法，如图1所示，其可以包括步骤：
57.s1，获取缩小比例和预留空间比例；
58.s2，根据所述缩小比例和预留空间比例确定用户容量以及nand容量以基于所述用户容量和所述nand容量确定存储空间；
59.s3，根据测试参数、所述用户容量和所述nand容量计算期望写带宽；
60.s4，向存储空间写入数据并检测实际的写带宽；
61.s5，响应于所述实际的写带宽大于所述期望写带宽，利用所述实际的写带宽和期望写带宽计算写时间占比；
62.s6，响应于所述写时间占比大于阈值，利用当前写入的数据、预期写放大、所述用户容量和预留空间比例计算预期pe值；
63.s7，检测实际的pe值并与预期pe值比较以调整所述预留空间比例直到两者误差小于阈值，从而利用所述缩小比例和调整后的预留空间确定待测试的硬盘中进行压力测试的存储空间。
64.本发明提出的方案通过反馈调节方法直至找到最合适的用户容量以及nand容量，从而只对硬盘的部分存储空间进行压力测试来模拟对全盘进行压力测试，缩短测试周期的同时，也能维护测试的高质量和稳定性。
65.在一些实施例中，还包括：
66.响应于所述实际的写带宽小于所述期望写带宽，减小所述缩小比例，并返回根据所述缩小比例和预留空间比例确定用户容量以及nand容量以基于所述用户容量和所述nand容量确定存储空间步骤，直到实际的写带宽大于所述期望写带宽。
67.在一些实施例中，还包括：
68.响应于所述写时间占比小于阈值，增大所述缩小比例，并返回根据所述缩小比例和预留空间比例确定用户容量以及nand容量以基于所述用户容量和所述nand容量确定存储空间步骤，直到所述写时间占比大于阈值。
69.在一些实施例中，检测实际的pe值并与预期pe值比较以调整所述预留空间比例直到两者误差小于阈值，进一步包括：
70.响应于实际的pe值大于预期pe值，按照预设比例降低所述预留空间比例；
71.响应于实际的pe值小于预期pe值，按照所述预设比例增大所述预留空间比例。
72.具体的，因为小容量盘的op与正常盘容量op一致，所以nand容量为：用户容量*(1 op)，即确定了用户容量，nand容量也就确定了，nand容量的调整主要是调整整盘的block数目(可以通过调整固件来调整block数量)，假设nand容量为nand_cap，所以block数目为：nand_cap/channel_num/ce_num/lun_num。
73.已知测试参数：dwpd＝3，测试时长1000h，pe需要磨到10k，摸底正常盘容量写带宽为p。
74.在确定用户容量时，可以先根据初始缩小比例(例如30％)，假设正常容量3.84t，即设置为3.84*0.3约等于1000g，盘容量用c表示。
75.然后根据tbw和测试时长，确定写带宽要求。
76.p_expect＝c*dwpd*5years*365(365days/years)/1000h(测试时长)，即写带宽要求为：1000g*3*5*365*1000/(1000*3600)＝1520mb/s。
77.接着判断写带宽符合预期。可以实测当前小容量盘的写带宽，对比实际写带宽与期望写带宽，如果实际写带宽小于期望写带宽，说明盘容量过大，需要降低小盘容量，即用户容量设置为正常容量的20％，重复前面步骤直到实际写带宽大于期望写带宽。如果实际写带宽大于期望写带宽，说明盘容量没有过大，继续进行后续步骤调试。
78.接着关注读写时间占比，进行容量调整。假设实际写带宽为p_real，计算的写带宽要求是p_expect，所以测试过程空闲时间占比为：
79.1-(1/(p_real/p_expect))
80.即小容量盘实际容量越小，写带宽就越容易满足期望写带宽要求，每小时的数据写入量要求降低，但是造成空闲等待时间过长(虽然空闲时间可以用读来占用)，极易造成温度控制不均衡，造成测试抖动。可以通过增加用户容量方式，增加写时间占比，重复前面步骤直到写时间占比大于预设值。在一些实施例中，一般调整小容量盘的写入时间占空比尽量在80％以上。
81.最后确定pe增加是否符合预期。预期pe增加计算方式：用户写入数据量*wa/(用户容量*(1 op))，即nand总写入量/nand容量。
82.如果实际测得的pe增加比预期pe增加要快，说明实际wa比预期要高，需要适量降低wa，降低方法为增大op空间，如果pe增加比预期pe增加要慢，说明实际wa比预期要小，需要适量增大wa，增大方法为减少op空间，注意微调的比例应该小于10％，否则说明理论计算的nand空间不准确。
83.本发明提出的方案通过反馈调节方法直至找到最合适的用户容量以及nand容量，从而只对硬盘的部分存储空间进行压力测试来模拟对全盘进行压力测试，缩短测试周期的同时，也能维护测试的高质量和稳定性。
84.基于同一发明构思，根据本发明的另一个方面，本发明的实施例还提供了一种硬盘压力测试系统400，如图2所示，包括：
85.获取模块401，配置为获取缩小比例和预留空间比例；
86.容量确定模块402，配置为根据所述缩小比例和预留空间比例确定用户容量以及nand容量以基于所述用户容量和所述nand容量确定存储空间；
87.第一计算模块403，配置为根据测试参数、所述用户容量和所述nand容量计算期望写带宽；
88.写入模块404，配置为向存储空间写入数据并检测实际的写带宽；
89.第二计算模块405，配置为响应于所述实际的写带宽大于所述期望写带宽，利用所述实际的写带宽和期望写带宽计算写时间占比；
90.第三计算模块406，配置为响应于所述写时间占比大于阈值，利用当前写入的数据、预期写放大、所述用户容量和预留空间比例计算预期pe值；
91.检测模块407，配置为检测实际的pe值并与预期pe值比较以调整所述预留空间比
例直到两者误差小于阈值，从而利用所述缩小比例和调整后的预留空间确定待测试的硬盘中进行压力测试的存储空间。
92.在一些实施例中，还包括第一调整模块，配置为：
93.响应于所述实际的写带宽小于所述期望写带宽，减小所述缩小比例，并返回根据所述缩小比例和预留空间比例确定用户容量以及nand容量以基于所述用户容量和所述nand容量确定存储空间步骤，直到实际的写带宽大于所述期望写带宽。
94.在一些实施例中，还包括第二调整模块，配置为：
95.响应于所述写时间占比小于阈值，增大所述缩小比例，并返回根据所述缩小比例和预留空间比例确定用户容量以及nand容量以基于所述用户容量和所述nand容量确定存储空间步骤，直到所述写时间占比大于阈值。
96.在一些实施例中，检测模块407还配置为：
97.响应于实际的pe值大于预期pe值，按照预设比例降低所述预留空间比例；
98.响应于实际的pe值小于预期pe值，按照所述预设比例增大所述预留空间比例。
99.基于同一发明构思，根据本发明的另一个方面，如图3所示，本发明的实施例还提供了一种计算机设备501，包括：
100.至少一个处理器520；以及
101.存储器510，存储器510存储有可在处理器上运行的计算机程序511，处理器520执行程序时执行如上的任一种硬盘压力测试方法的步骤。
102.基于同一发明构思，根据本发明的另一个方面，如图4所示，本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质601，计算机可读存储介质601存储有计算机程序指令610，计算机程序指令610被处理器执行时执行如上的任一种硬盘压力测试方法的步骤。
103.最后需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。
104.此外，应该明白的是，本文的计算机可读存储介质(例如，存储器)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器两者。
105.本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。
106.以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
107.应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
108.上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
109.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
110.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。