[发明专利]一种ZNS固态硬盘性能测试方法

权利要求书

1.一种ZNS固态硬盘性能测试方法，其特征在于包括以下步骤：

1)在测试机中搭建包含Linux 5.15以上内核的测试系统，并使得测试系统与测试机的硬件相互兼容；

2)下载fio-3.30的源文件，修改其中的IO引擎中调用ioctl的方法，重新编译；

3)接入数据样本硬盘以及待检测ZNS固态硬盘，通过识别模块识别接入的所述待检测ZNS固态硬盘的基本信息以及当前系统的CPU核心数量；并通过分析模块对所述样本硬盘中的数据类型进行分析统计，得到每种数据类型在所述样本硬盘中的占比，并进行归一化处理，根据归一化后的所述占比构建测试矩阵A＝[ai]，所述ai表示某一数据类型在所述样本硬盘的存储空间中的归一化占比，其中i为正整数；然后按照预设测试策略对所述待检测ZNS固态硬盘进行FIO性能测试；所述预设测试策略包括：

3.1)格式化所述待检测ZNS固态硬盘清除所述待检测ZNS固态硬盘的数据，然后顺序写满全盘三圈，然后随机写直至后台垃圾回收功能稳定；

3.2)指定测试区域为顺序写分区，如全部为顺序写分区则不指定；

3.3)设定测试数据的总容量，再根据测试矩阵A配置每种数据类型的测试数据块的大小，全部的测试数据块组成测试数据包，采用所述测试数据包分别测试不同大小Zone块、不同队列深度、不同线程数下的顺序写、顺序读、随机写、随机读、顺序混合读写和随机混合读写的带宽、IOPS和延时；

3.4)分析I/O中的带宽、IOPS和时延数据，汇成图表并生成测试报告。

2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于：所述步骤3.3)中测试包括以下步骤：

3.3.1)通过nvme-cli或者blk zone工具获取每个zone的状态以及wp，根据full zone/empty zone计算得出WP位置；

3.3.2)计算得出的WP传入到下一次FIO的offset参数中，减少IO前reset zone操作；

3.3.3)监测zone状态，在所有zone变为full状态前，reset相应数量的zone；

3.3.4)通过IOctl中的pread和pwrite进行IO读写操作并记录每个Zone的每种IO过程中的带宽、IOPS、时延信息。

3.根据权利要求2所述的测试方法，其特征在于：所述FIO性能测试中分别将所述待检测ZNS固态硬盘的测试Zone块大小设定为2ⁿK、测试队列深度设定为2^m以及测试线程设定为2^t，其中m，t选自1至8的任意整数，且n为大于2；m＝t/2。

4.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于：FIO性能测试包括顺序读、顺序写、随机读、随机写和混合读写；所述FIO性能测试采用命令形式或负载说明文件形式。

5.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于：在所述待检测ZNS固态硬盘进行测试前，还包括将中断命令与CPU核心均匀绑定的步骤，其中中断命令与CPU核心一一对应。

6.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于：所述数据类型包括用户文件，多媒体，系统文件，应用程序以及程序数据。

7.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于：所述预设测试策略进一步包括：重复步骤3.1)-3.3)两次以上，得到多个带宽、IOPS和时延数据，计算所述带宽、IOPS和时延数据的平均值，采用所述平均值进行汇成图表并生成测试报告。

8.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于：将所述测试数据包写入时，分别按照不同的所述测试数据块大小、不同的时间间隔向所述待检测ZNS固态硬盘持续写入。

9.根据权利要求8所述的测试方法，其特征在于：所述测试数据块大小按照从大到小或者从小到大的顺序写入。

10.根据权利要求8所述的测试方法，其特征在于：相同大小的所述测试数据块的时间间隔相同，不同大小的所述测试数据块的时间间隔不同。