固态硬盘寿命预测方法及装置与流程

本发明涉及计算机，尤其涉及一种固态硬盘寿命预测方法及装置。

背景技术：

1、固态硬盘（solidstatedisk或solidstatedrive，简称ssd，又称固态驱动器）是一种永久性存储器（如闪存）或非永久性存储器（如同步动态随机存取存储器（sdram，synchronous dynamic random access memory））的计算机外部存储设备。为了保障服务器存储业务的稳定性与安全性，需要对固态硬盘的剩余寿命进行预测，从而及时更换寿命即将到期的固态硬盘。

2、目前，通常采用prophet（时间序列预测算法）或lstm（long short term memory，长短期记忆递归神经网络）等模型，对固态硬盘进行剩余寿命的预测。其中，prophet模型在固态寿命预测中占据主导地位，其使用固态硬盘写入量或剩余寿命百分比作为训练特征或训练样本，利用时序序列对固态硬盘的剩余寿命进行预测。然而，prophet或lstm等模型的训练，需要使用大量的样本数据，如以天为采样周期，通常至少需要3个月的样本数据，来支撑上述prophet或lstm等模型的训练。对于样本数据量较少的情况（如以天为采样周期，采样到的样本数据的总量为2、3个等），则无法进行精确度较高的剩余寿命预测。

技术实现思路

1、本发明提供一种固态硬盘寿命预测方法及装置，用以解决现有技术中对于采集到的样本数据量较少的情况，不能进行精确度较高的剩余寿命预测的问题。

2、本发明提供一种固态硬盘寿命预测方法，包括：

3、获取目标固态硬盘的剩余寿命百分比采样数据集，所述剩余寿命百分比采样数据集包括：至少一个剩余寿命百分比数值、以及与所述剩余寿命百分比数值一一对应的采样时间点，所述剩余寿命百分比数值为所述目标固态硬盘的剩余寿命百分比参数中的分子项；

4、在所述剩余寿命百分比数值的数量小于或等于第一预设数量的情况下，获取当前时间与全部所述采样时间点中的截止采样时间点之间的第一时间间隔、以及相邻的所述采样时间点之间的第二时间间隔；将所述第一时间间隔和所述第二时间间隔中的较小值确定为目标时间间隔；将所述目标时间间隔确定为所述目标固态硬盘的寿命变化预设百分比所对应的时间；基于所述目标时间间隔和全部所述剩余寿命百分比数值中的截止采样数值，得到所述目标固态硬盘的剩余寿命预测结果，所述截止采样数值指最后一次采样得到的所述剩余寿命百分比数值。

5、根据本发明提供的一种固态硬盘寿命预测方法，所述获取目标固态硬盘的剩余寿命百分比采样数据集的步骤包括：

6、获取所述目标固态硬盘的原始采样数据集，所述原始采样数据集包括：原始采样数值、以及与所述原始采样数值一一对应的原始采样时间点，所述原始采样数值指原始采样的所述剩余寿命百分比数值；

7、对所述原始采样数据集进行预处理，得到所述剩余寿命百分比采样数据集，所述预处理包括：对同一所述原始采样时间点的重复采样的所述原始采样数值进行删除，并且，在相邻的两个所述原始采样时间点之间的时间间隔大于预设的采样周期的情况下，进行缺失值补全。

8、根据本发明提供的一种固态硬盘寿命预测方法，所述对同一所述原始采样时间点的重复采样的所述原始采样数值进行删除的步骤包括：

9、将同一所述原始采样时间点的重复采样的全部所述原始采样数值的平均值，确定为当前所述原始采样时间点对应的预处理后的所述剩余寿命百分比数值；

10、删除当前所述原始采样时间点对应的预处理前的全部所述原始采样数值，以及重复的原始采样时间点记录。

11、根据本发明提供的一种固态硬盘寿命预测方法，所述在相邻的两个所述原始采样时间点之间的时间间隔大于预设的采样周期的情况下，进行缺失值补全的步骤包括：

12、将时间间隔大于所述采样周期的相邻的两个所述原始采样时间点，分别确定为第一采样时间点和第二采样时间点，所述第一采样时间点早于所述第二采样时间点；

13、基于所述采样周期，在所述第一采样时间点和第二采样时间点之间，进行采样时间点补全，得到至少一个补全采样时间点，每个所述补全采样时间点均对应一个缺失值；

14、对全部所述原始采样时间点和所述补全采样时间点按时间升序进行标号，得到每个所述原始采样时间点和所述补全采样时间点各自的编号，每个所述原始采样数值的编号与对应的所述原始采样时间点的编号一致；

15、将所述第一采样时间点对应的所述原始采样数值确定为第一采样数值，将所述第二采样时间点对应的所述原始采样数值确定为第二采样数值；将所述第一采样数值和所述第二采样数值之间的差值确定为第一差值；将所述第一采样数值的编号与所述第二采样数值的编号之间的差值确定为第二差值；

16、将所述第一差值与所述第二差值之间的比值确定为目标比值；

17、将所述目标比值与缺失变量之间的乘积确定为第一中间乘积值，所述缺失变量指当前待补全的所述缺失值为所述第一采样数值和所述第二采样数值之间的第几个缺失值；

18、将所述第一采样数值与所述第一中间乘积值之间的和值，确定为当前所述缺失值的取值。

19、根据本发明提供的一种固态硬盘寿命预测方法，所述基于所述目标时间间隔和全部所述剩余寿命百分比数值中的截止采样数值，得到所述目标固态硬盘的剩余寿命预测结果的步骤包括：

20、确定所述第一时间间隔内所述目标固态硬盘的寿命变化为所述预设百分比；

21、将所述截止采样数值与所述预设百分比的分子项之间的差值，确定为第一中间寿命值；

22、将所述目标时间间隔与所述预设百分比的分子项之间的比值，确定为单位变化率，所述单位变化率指所述目标固态硬盘的寿命变化百分之一所对应的时间；

23、将所述第一中间寿命值和所述单位变化率之间的乘积，确定为所述剩余寿命预测结果。

24、根据本发明提供的一种固态硬盘寿命预测方法，还包括：在所述剩余寿命百分比数值的数量大于所述第一预设数量，且小于第二预设数量的情况下，将所述截止采样时间点与全部所述采样时间点中的起始采样时间点之间的差值，确定为第三差值；

25、将全部所述剩余寿命百分比数值中第一次采样得到的所述剩余寿命百分比数值，确定为起始采样数值；

26、将所述起始采样数值与所述截止采样数值之间的差值确定为第四差值；

27、将所述第三差值与第四差值之间的比值确定为单位变化率，所述单位变化率指所述目标固态硬盘的寿命变化百分之一所对应的时间；

28、基于所述截止采样数值和所述单位变化率，得到所述剩余寿命预测结果。

29、根据本发明提供的一种固态硬盘寿命预测方法，所述基于所述截止采样数值和所述单位变化率，得到所述剩余寿命预测结果的步骤包括：

30、将所述截止采样数值和所述单位变化率之间的乘积确定为所述剩余寿命预测结果；

31、或者将所述截止采样数值和所述单位变化率之间的乘积确定为第二中间寿命值；将所述第二中间寿命值与所述第一时间间隔之间的差值确定为所述剩余寿命预测结果。

32、根据本发明提供的一种固态硬盘寿命预测方法，还包括：在所述剩余寿命百分比数值的数量大于或等于第二预设数量的情况下，获取所述剩余寿命百分比采样数据集中的所述剩余寿命百分比数值与所述采样时间点的皮尔逊相关值；所述第一预设数量小于所述第二预设数量；

33、在所述皮尔逊相关值小于第一预设阈值的情况下，基于全部所述剩余寿命百分比数值，进行差分处理，得到剩余寿命差分序列，所述剩余寿命差分序列包括多个剩余寿命差分值；

34、对所述剩余寿命差分序列进行一次指数平滑预测，得到预测寿命差分值，所述预测寿命差分值为目标时间段内，所述目标固态硬盘的寿命预测变化值，所述目标时间段指所述截止采样时间点到目标时间点之间的时间段，所述目标时间点为所述截止采样时间点与预设的采样周期之间的和值；

35、将所述截止采样数值与所述预测寿命差分值之间的比值确定为第三中间寿命值；

36、将所述第三中间寿命值与所述采样周期之间的乘积确定为所述剩余寿命预测结果，或者，将所述第三中间寿命值与所述采样周期之间的乘积确定为第四中间寿命值，将所述第四中间寿命值与所述第一时间间隔之间的差值确定为所述剩余寿命预测结果。

37、根据本发明提供的一种固态硬盘寿命预测方法，所述获取所述剩余寿命百分比采样数据集中的所述剩余寿命百分比数值与所述采样时间点的皮尔逊相关值的步骤包括：

38、将所述剩余寿命百分比采样数据集中的全部所述剩余寿命百分比数值确定为第一数组；

39、将所述剩余寿命百分比采样数据集中的全部所述采样时间点确定为第二数组；

40、获取所述第一数组和第二数组的协方差，并且获取所述第一数组的第一标准差、以及所述第二数组的第二标准差；

41、将所述第一标准差与第二标准差之间的乘积确定为第二中间乘积值；

42、将所述协方差与所述第二中间乘积值之间的比值确定为所述皮尔逊相关值。

43、根据本发明提供的一种固态硬盘寿命预测方法，对所述剩余寿命差分序列进行一次指数平滑预测，得到预测寿命差分值的步骤包括：

44、从所述剩余寿命差分序列的最后一个所述剩余寿命差分值开始，连续获取第三预设数量的所述剩余寿命差分值；

45、基于预设的第一加权系数，对所述第三预设数量的所述剩余寿命差分值进行加权求和，得到所述预测寿命差分值；所述第一加权系数与所述第三预设数量的所述剩余寿命差分值一一对应。

46、根据本发明提供的一种固态硬盘寿命预测方法，还包括：在所述皮尔逊相关值大于或等于所述第一预设阈值，且小于或等于第二预设阈值的情况下，将所述截止采样时间点与全部所述采样时间点中的起始采样时间点之间的差值，确定为第三差值；

47、将全部所述剩余寿命百分比数值中第一次采样得到的所述剩余寿命百分比数值，确定为起始采样数值；

48、将所述起始采样数值与所述截止采样数值之间的差值确定为第四差值；

49、将所述第三差值与第四差值之间的比值确定为单位变化率，所述单位变化率指所述目标固态硬盘的寿命变化百分之一所对应的时间；

50、基于所述截止采样数值和所述单位变化率，得到所述剩余寿命预测结果。

51、根据本发明提供的一种固态硬盘寿命预测方法，还包括：在所述皮尔逊相关值大于第二预设阈值的情况下，基于所述剩余寿命百分比采样数据集中的全部所述采样时间点，进行差分处理，得到采样时间差分序列；所述采样时间差分序列包括多个采样时间差分值；所述第一预设阈值小于所述第二预设阈值；

52、对所述采样时间差分序列进行一次指数平滑预测，得到预测时间差分值；

53、将所述预测时间差分值确定为单位变化率，所述单位变化率指所述目标固态硬盘的寿命变化百分之一所对应的时间；

54、将所述截止采样数值与所述预测时间差分值之间的乘积确定为第五中间寿命值；

55、将所述第五中间寿命值与所述第一时间间隔之间的差值确定为所述剩余寿命预测结果。

56、根据本发明提供的一种固态硬盘寿命预测方法，所述对所述采样时间差分序列进行一次指数平滑预测，得到预测时间差分值的步骤包括：

57、从所述采样时间差分序列的最后一个所述采样时间差分值开始，连续获取第四预设数量的所述采样时间差分值；

58、基于预设的第二加权系数，对所述第四预设数量的所述采样时间差分值进行加权求和，得到所述预测时间差分值；所述第二加权系数与所述第四预设数量的所述采样时间差分值一一对应。

59、本发明还提供一种固态硬盘寿命预测装置，包括：

60、采样模块，用于获取目标固态硬盘的剩余寿命百分比采样数据集，所述剩余寿命百分比采样数据集包括：至少一个剩余寿命百分比数值、以及与所述剩余寿命百分比数值一一对应的采样时间点，所述剩余寿命百分比数值为所述目标固态硬盘的剩余寿命百分比参数中的分子项；

61、预测模块，用于在所述剩余寿命百分比数值的数量小于或等于第一预设数量的情况下，获取当前时间与全部所述采样时间点中的截止采样时间点之间的第一时间间隔、以及相邻的所述采样时间点之间的第二时间间隔；将所述第一时间间隔和所述第二时间间隔中的较小值确定为目标时间间隔；将所述目标时间间隔确定为所述目标固态硬盘的寿命变化预设百分比所对应的时间；基于所述目标时间间隔和全部所述剩余寿命百分比数值中的截止采样数值，得到所述目标固态硬盘的剩余寿命预测结果，所述截止采样数值指最后一次采样得到的所述剩余寿命百分比数值。

62、本发明还提供一种集群固态硬盘寿命预测方法，包括：

63、获取配置信息，所述配置信息包括目标数据存储库的地址信息、用户名信息和密码信息；

64、基于所述配置信息，从所述目标数据存储库中获取多个固态硬盘的原始采样数据，所述原始采样数据包括：原始采样数值、以及与所述原始采样数值一一对应的原始采样时间点，所述原始采样数值指原始采样的所述固态硬盘的剩余寿命百分比数值；

65、基于每个所述原始采样数据各自携带的id信息，对多个所述原始采样数据进行分类，得到多个所述固态硬盘各自对应的原始采样数据集；

66、将全部所述固态硬盘中的任一个，确定为如上述任一项所述的固态硬盘寿命预测方法中的目标固态硬盘，对所述目标固态硬盘的所述原始采样数据集进行预处理，得到如上述任一项所述的固态硬盘寿命预测方法中的剩余寿命百分比采样数据集；

67、基于所述剩余寿命百分比采样数据集，得到所述目标固态硬盘的剩余寿命预测结果，以完成对全部所述固态硬盘的寿命预测。

68、本发明还提供一种集群固态硬盘寿命预测装置，包括：

69、配置信息获取模块，用于获取配置信息，所述配置信息包括目标数据存储库的地址信息、用户名信息和密码信息；

70、原始采样数据获取模块，用于基于所述配置信息，从所述目标数据存储库中获取多个固态硬盘的原始采样数据，所述原始采样数据包括：原始采样数值、以及与所述原始采样数值一一对应的原始采样时间点，所述原始采样数值指原始采样的所述固态硬盘的剩余寿命百分比数值；

71、分类模块，用于基于每个所述原始采样数据各自携带的id信息，对多个所述原始采样数据进行分类，得到多个所述固态硬盘各自对应的原始采样数据集；

72、预处理模块，用于将全部所述固态硬盘中的任一个，确定为如上述任一项所述的固态硬盘寿命预测方法中的目标固态硬盘，对所述目标固态硬盘的所述原始采样数据集进行预处理，得到如上述任一项所述的固态硬盘寿命预测方法中的剩余寿命百分比采样数据集；

73、处理模块，用于基于所述剩余寿命百分比采样数据集，得到所述目标固态硬盘的剩余寿命预测结果，以完成对全部所述固态硬盘的寿命预测。

74、本发明还提供一种集群固态硬盘寿命监控方法，包括：

75、向如上述所述的集群固态硬盘寿命预测装置中的配置信息获取模块发送配置信息；

76、接收所述集群固态硬盘寿命预测装置反馈的各固态硬盘的剩余寿命预测结果，以完成集群固态硬盘寿命监控，所述剩余寿命预测结果为如上述所述的集群固态硬盘寿命预测装置基于所述配置信息得到的。

77、本发明还提供一种集群固态硬盘寿命监控装置，包括：

78、配置信息发送模块，用于向如上述所述的集群固态硬盘寿命预测装置中的配置信息获取模块发送配置信息；

79、监控模块，用于接收所述集群固态硬盘寿命预测装置反馈的各固态硬盘的剩余寿命预测结果，以完成集群固态硬盘寿命监控，所述剩余寿命预测结果为如上述所述的集群固态硬盘寿命预测装置基于所述配置信息得到的。

80、本发明还提供一种集群固态硬盘寿命监控系统，包括：

81、如上述所述的集群固态硬盘寿命预测装置、如上述所述的集群固态硬盘寿命监控装置、以及至少一个如所述集群固态硬盘寿命预测装置中所述的目标数据存储库；

82、所述集群固态硬盘寿命监控装置与所述集群固态硬盘寿命预测装置连接，所述集群固态硬盘寿命预测装置分别与全部所述目标数据存储库连接。

83、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述的固态硬盘寿命预测方法，或者如上述任一种所述的集群固态硬盘寿命预测方法，或者如上述任一种所述的集群固态硬盘寿命监控方法。

84、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述的固态硬盘寿命预测方法，或者如上述任一种所述的集群固态硬盘寿命预测方法，或者如上述任一种所述的集群固态硬盘寿命监控方法。

85、本发明的有益效果：本发明提供的固态硬盘寿命预测方法及装置，通过获取目标固态硬盘的剩余寿命百分比采样数据集，剩余寿命百分比采样数据集包括：至少一个剩余寿命百分比数值、以及与剩余寿命百分比数值一一对应的采样时间点，剩余寿命百分比数值为目标固态硬盘的剩余寿命百分比参数中的分子项；在剩余寿命百分比数值的数量小于或等于第一预设数量的情况下，获取当前时间与全部采样时间点中的截止采样时间点之间的第一时间间隔、以及相邻的采样时间点之间的第二时间间隔；将第一时间间隔和第二时间间隔中的较小值确定为目标时间间隔；将目标时间间隔确定为目标固态硬盘的寿命变化预设百分比所对应的时间；基于目标时间间隔和全部剩余寿命百分比数值中的截止采样数值，得到目标固态硬盘的剩余寿命预测结果，截止采样数值指最后一次采样得到的剩余寿命百分比数值。能够在数据量较少的情况下，实现对目标固态硬盘的剩余寿命预测，精确度较高，可行性较高，成本较低。