[发明专利]一种ZNS固态硬盘性能测试方法

说明书

本发明提供了一种ZNS固态硬盘性能测试方法，首先采用分析模块对样本硬盘中的数据组成进行分析，得到硬盘中存储的各种数据类型的占比，根据所述占比对应的配置测试数据包，然后利用Linux系统的FIO性能测试，在基本测试环境测试ZNS固态硬盘读写性能，验证ZNS固态硬盘特定场景的标称性能。本发明通过配置与用于应用场景相同的基本测试环境，保证了最终性能与特定用户场景的实际性能表现一致，提高了ZNS固态硬盘选型、测试结果的有效性和真实性。进一步，本发明简化测试系统，只需要搭建Linux 5.15以上内核的系统，就可以测试ZNS固体硬盘的读写特性；同时提供了完整的测试报告，清晰展示多种场景下的读写性能，便于使用者比较选型。

技术领域

本发明涉及计算机领域，具体地，涉及一种ZNS固态硬盘性能的测试方法和装置。

背景技术

随着云计算、互联网技术的快速发展，日常工作生活中时时刻刻都会产生海量数据需要存储，数据存储技术得到相应的发展以满足爆炸式增长数据的现实存储需求，固态硬盘(Solid State Drives，简称SSD)作为主流存储技术之一，相对于普通机械硬盘，其具有成本低、读取速度快和能耗低的优势。伴随着数据存储业务的快速发展，对于SSD的读写性能和寿命要求越来越高，需要解决SSD的空间放大问题和性能问题，近年来出现了NVMEZoned Namespaces(ZNS)固态硬盘。ZNS技术是新定义一种Zoned Name Space。Host主机可以把具有相似访问频率的数据放在相同的ZNS中，不同访问频率的数据放在不同的ZNS，以减少整体写放大，从而延长硬盘寿命。因此，ZNS固态硬盘的高速读写性能和近似1的写放大引起广大数据使用者的兴趣，并在各个应用领域的使用逐渐变得广泛起来。随着ZNS固态硬盘使用量和使用领域的不断扩展，对于ZNS固态硬盘的测试方法和技术提出了新的要求。

传统的针对PC/笔记本/服务器领域常用的测试固态硬盘的工具绝大多数与测试普通机械硬盘的工具相同，但是由于固态硬盘的工作原理与普通硬盘完全不同，需要针对固态硬盘的固有工作特点来制定有针对性的测试方法，才能对其进行特性进行评估和验证。尤其是针对当下主流的ZNS固态硬盘，在业界几乎没有公认公用的性能测试方法，基本都是根据特定场景和应用需求进行系统级别的性能测试，无法直接评判ZNS固态硬盘的性能指标，不便于使用者选型；由于ZNS固态硬盘的架构设计与标准固态硬盘不同，标准固态硬盘的测试方法和测试工具无法在ZNS固态硬盘测试中使用，所以急需一种可普遍应用，脱离特定应用的性能测试方法。

发明内容

针对现有的ZNS固态硬盘测试方法只针对特定的用户场景，其他情形由于应用数据的发送模式和数据模板不同，最终性能不一定与特定用户场景的性能表现一致的问题，本发明提出一种通用的ZNS固态硬盘的测试方法，可以在基本测试环境下测试ZNS固态硬盘或标准NVME固态硬盘的读写性能，并验证ZNS固态硬盘特定场景的标称性能。

本发明提出了一种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；