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稳态之前的数字不算数:SSD 性能测试的预处理与报告口径

作者:军航科工半导体SNIA SSS PTS / 预处理 / 稳态判定

FOB 数据描述的是持续不了多久的暂态,用它选型等于假设设备永远不会被写满。本文梳理 Purge 与两段预处理的分工、正负一成偏差与线性拟合双重准则的稳态判定,以及配比切换时最常被忽略的口径一致性要求。

全新盘的数据说明不了什么

刚出厂或刚清盘的设备处于 FOB 状态,所有物理块都是空的,写入可以直接落到空块上,垃圾回收几乎不需要工作。此时测出的随机写数值接近介质与通道的理论上限,可能比设备长期运行时的水平高出数倍。这个数值本身不是错的,它只是描述了一个持续不了多久的暂态。用 FOB 数据做选型,等于按设备永远不会被写满来做容量与性能规划。

清盘与预处理是两件事

规范的流程从 Purge 开始,通过格式化或 Sanitize 把设备恢复到一个已知的、与历史负载无关的起点,保证不同轮次之间可比。随后是预处理,分成两段:与负载无关的一段用连续顺序写覆盖两倍于用户容量的数据量,确保每个物理块都被写过;与负载相关的一段则直接用目标测试负载持续运行,让设备在该负载对应的块分布与回收节奏下稳定下来。两段不能互相替代,顺序写建立的块状态与随机写建立的完全不同。

稳态不是看曲线变平就算

稳态需要一个可判定的准则。通行做法是取连续若干个测量轮次作为观察窗口,检查窗口内所有数据点相对窗口平均值的偏差是否落在正负一成以内,同时对窗口内数据做线性拟合,要求拟合直线在窗口两端的差值同样不超过平均值的一成。两项都满足才判定进入稳态,并且必须记录进入稳态所用的轮次数,因为这个数字本身反映了回收机制的收敛速度。

报告口径必须锁死

一份可比的报告需要把口径完整写出来:预处理方式与时长、读写配比与块大小矩阵、队列深度与线程数、环境温度与散热条件、预留空间设置。其中最容易出问题的是配比切换,改变读写比例会改变回收压力,前一个配比下的稳态在新配比下不再成立,必须重新预处理或按规定的遍历顺序连续执行,否则矩阵中不同格子的数字之间不可比。延迟数据同样要指明采集条件,QD1 下的延迟与满队列下的延迟描述的是完全不同的问题,二者不能互相引用。

内部指标按什么口径给

CORE 7 系列规划的顺序读 7,400 MB/s、顺序写 5,500 MB/s 与 4KB 随机读 1,500 KIOPS 属于性能目标;J750 与 J770 的随机写目标 300 KIOPS 与 600 KIOPS 按稳态口径定义;65µs 与 10µs 的读写延迟目标对应 QD1 条件。这些数值目前均为设计目标,验证工作将按上述流程逐项开展,测试记录会保留完整的预处理过程与稳态判定依据。

关键词
SNIA SSS PTS预处理稳态判定FOBSSD性能测试报告口径队列深度FIO