基于固态硬盘的后台垃圾回收测试方法和装置与流程

本发明涉及固态硬盘测试，特别是涉及一种基于固态硬盘的后台垃圾回收测试方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术：

1、ssd(固态硬盘)已经被广泛应用于各种场合，目前在pc市场，已经逐步替代传统的hdd，从可靠性和性能方面为用户提供较好的体验。slc(single level cache,单层存储单元，每个单元存储1比特，以下简称slc)的速度快，寿命长(约10万次擦写寿命)，但价格是mlc(multi-level cell，两层存储单元，每个单元存储2比特，以下简称mlc),tlc(trinary-level cell，三层存储单元，每个单元存储3比特，以下简称tlc)，qlc(quad-level cells，四层存储单元，每个单元存储4比特，以下简称qlc)等nand介质的好几倍。目前主流的消费级固态硬盘均采用tlc介质，其写入性能带宽不到slc的三分之一且寿命短，但优势是价格便宜、容量大，所以慢慢的成为了主流的固态硬盘。为了使基于tcl介质的固态硬盘能测试和使用固态硬盘时提供slc介质级别的性能及满足特定场景下的高带宽需求，各家策略都是在tlc上模拟一块slc出来做slc缓存。在用户使用过程中，盘中的数据量会不断的增加，从而导致可用的slc缓存大小不断的减少。当数据写入量超过缓存容量的极限时，写入速度就会明显的下降；当主机停止向固态硬盘写入数据后，固态硬盘会开始将slc缓存中的数据搬移到tlc中，slc缓存的清理将使读写性能恢复到模拟slc的性能，该策略为后台垃圾回收的一种。

2、目前，传统的性能测试中没有可以确认后台垃圾回收开始和完成的具体时间方法，往往都是通过等待足够长时间来保证后台垃圾回收的完成，如果出现盘在停止写入数据一段时间后slc缓存没有完成释放的情况，会导致再次写入数据时的性能较低。如果有固件代码，可以通过增加搬移开始和完成的日志信息来输出后台垃圾回收开始和完成时间，但是不具有通用性，对于网上购买的任意固态硬盘是无法获取此类日志的。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于固态硬盘的后台垃圾回收测试方法、装置、计算机设备和存储介质。

2、一种基于固态硬盘的后台垃圾回收测试方法，所述方法包括：

3、对待测固态硬盘进行安全擦除，以使待测固态硬盘的初始状态一致；

4、待功耗稳定后，记录当前待测固态硬盘的第一功耗值；

5、用fio对所述待测固态硬盘进行顺序写填盘，写入量为全盘容量的一定百分比并立刻记录完成时的第二功耗值；

6、静置并搜集至少一分钟内待测固态硬盘的每秒功耗，直至所述待测固态硬盘当前功耗小于第一功耗值和第二功耗值的均值且功耗稳定；

7、根据待测固态硬盘每秒的功耗变化判断垃圾回收的开始和结束时间。

8、在其中一个实施例中，所述根据待测固态硬盘每秒的功耗变化判断垃圾回收的开始和结束时间的步骤包括：

9、若连续5s内固态硬盘的每秒功耗维持正增长，则维持正增长的起始时间为垃圾回收的开始时间。

10、在其中一个实施例中，所述根据待测固态硬盘每秒的功耗变化判断垃圾回收的开始和结束时间的步骤还包括：

11、若连续5s内固态硬盘的每秒功耗维持负增长，则维持负增长的结束时间为垃圾回收的结束时间。

12、在其中一个实施例中，所述方法还包括：

13、将顺序写填盘的写入量依次设为10％，20％，30％，50％，70％，90％，100％并重复执行测试步骤。

14、一种基于固态硬盘的后台垃圾回收测试装置，所述装置包括：

15、安全擦除模块，所述安全擦除模块用于对待测固态硬盘进行安全擦除，以使待测固态硬盘的初始状态一致；

16、第一记录模块，所述第一记录模块用于待功耗稳定后，记录当前待测固态硬盘的第一功耗值；

17、第二记录模块，所述第二记录模块用于用fio对所述待测固态硬盘进行顺序写填盘，写入量为全盘容量的一定百分比并立刻记录完成时的第二功耗值；

18、第三记录模块，所述第三记录模块用于静置并搜集至少一分钟内待测固态硬盘的每秒功耗，直至所述待测固态硬盘当前功耗小于第一功耗值和第二功耗值的均值且功耗稳定；

19、结果判断模块，所述结果判断模块用于根据待测固态硬盘每秒的功耗变化判断垃圾回收的开始和结束时间。

20、在其中一个实施例中，所述结果判断模块还用于：

21、若连续5s内固态硬盘的每秒功耗维持正增长，则维持正增长的起始时间为垃圾回收的开始时间。

22、在其中一个实施例中，所述结果判断模块还用于：

23、若连续5s内固态硬盘的每秒功耗维持负增长，则维持负增长的结束时间为垃圾回收的结束时间。

24、在其中一个实施例中，所述装置还包括：

25、循环测试模块，所述循环测试模块用于将顺序写填盘的写入量依次设为10％，20％，30％，50％，70％，90％，100％并重复执行测试步骤。

26、一种计算机设备，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计算机程序时实现上述任意一项方法的步骤。

27、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项方法的步骤。

28、上述基于固态硬盘的后台垃圾回收测试方法、装置、计算机设备和存储介质对待测固态硬盘进行安全擦除；待功耗稳定后，记录当前待测固态硬盘的第一功耗值；用fio对所述待测固态硬盘进行顺序写填盘，写入量为全盘容量的一定百分比并立刻记录完成时的第二功耗值；静置并搜集至少一分钟内待测固态硬盘的每秒功耗，直至所述待测固态硬盘当前功耗小于第一功耗值和第二功耗值的均值且功耗稳定；根据待测固态硬盘每秒的功耗变化判断垃圾回收的开始和结束时间。本发明能快速高效地针对固态硬盘后台垃圾回收的启动和完成时间进行测试，利用fio对被测盘进行不同比例填盘后，通过监控功耗的方式确认后台垃圾回收的开始和完成，适用于遵从标准协议所有固态硬盘且无额外硬件成本。

技术特征：

1.一种基于固态硬盘的后台垃圾回收测试方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于固态硬盘的后台垃圾回收测试方法，其特征在于，所述根据待测固态硬盘每秒的功耗变化判断垃圾回收的开始和结束时间的步骤包括：

3.根据权利要求2所述的基于固态硬盘的后台垃圾回收测试方法，其特征在于，所述根据待测固态硬盘每秒的功耗变化判断垃圾回收的开始和结束时间的步骤还包括：

4.根据权利要求1-3任一项所述的基于固态硬盘的后台垃圾回收测试方法，其特征在于，所述方法还包括：

5.一种基于固态硬盘的后台垃圾回收测试装置，其特征在于，所述装置包括：

6.根据权利要求5所述的基于固态硬盘的后台垃圾回收测试方法，其特征在于，所述结果判断模块还用于：

7.根据权利要求6所述的基于固态硬盘的后台垃圾回收测试方法，其特征在于，所述结果判断模块还用于：

8.根据权利要求5-7任一项所述的基于固态硬盘的后台垃圾回收测试方法，其特征在于，所述装置还包括：

9.一种计算机设备，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，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本申请涉及一种基于固态硬盘的后台垃圾回收测试方法、装置、计算机设备和存储介质，其中该方法包括：对待测固态硬盘进行安全擦除，以使待测固态硬盘的初始状态一致；待功耗稳定后，记录当前待测固态硬盘的第一功耗值；用FIO对所述待测固态硬盘进行顺序写填盘，写入量为全盘容量的一定百分比并立刻记录完成时的第二功耗值；静置并搜集至少一分钟内待测固态硬盘的每秒功耗，直至所述待测固态硬盘当前功耗小于第一功耗值和第二功耗值的均值且功耗稳定；根据待测固态硬盘每秒的功耗变化判断垃圾回收的开始和结束时间。本发明能快速高效地针对固态硬盘后台垃圾回收的启动和完成时间进行测试。

技术研发人员：杨凯霞,石骁,唐嘉鹏
受保护的技术使用者：苏州忆联信息系统有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29