數(shù)據(jù)存儲廠商聲嘶力竭地吹噓他們的固態(tài)存儲產(chǎn)品有多高性能，力圖讓存儲經(jīng)理們相信產(chǎn)品在數(shù)據(jù)中心處理中能實現(xiàn)大容量的讀寫功能。為此，我們對固態(tài)存儲性能進行測試。
固態(tài)存儲測試
與一般的硬盤驅(qū)動器（HDD）不同的是，固態(tài)存儲器沒有讀寫磁頭，不需要轉(zhuǎn)動，也就不存在常見的尋道時間和旋轉(zhuǎn)等待時間。沒有了旋轉(zhuǎn)等待，固態(tài)存儲的響應(yīng)時間可以達到微秒級，而通常的硬盤需要毫秒級。這個測量值很重要，可以幫助最終用戶理解怎么樣使用它去保證性能測試的結(jié)果不僅是可驗證的，同時也是可持續(xù)的。
固態(tài)存儲器自身也良莠不齊。單層式固態(tài)存儲器的存取時間比多層式的要快�；� DRAM 的固態(tài)存儲是目前被認(rèn)可最快的，平均響應(yīng)時間是10微秒，比其它的100微秒的快了10倍。企業(yè)級閃存能滿足 Tier-1存儲達到價格稍便宜的固態(tài)存儲的性能和響應(yīng)時間。企業(yè)級閃存在企業(yè)級的數(shù)據(jù)保護和管理優(yōu)勢，對于廠商來說，僅從性能角度看，它也不失為權(quán)衡之計。每個生產(chǎn)商開發(fā)各自的平均讀寫演算法，其中有些算法可能在寫入密集型工作量應(yīng)用中引起性能大幅下降。另外，存儲協(xié)議也是衡量固態(tài)存儲器的重要因素。光纖通道協(xié)議應(yīng)用最廣，串行連接SCSI接口也并不遜色�；诨ヂ�(lián)網(wǎng) SCSI 和 SATA 接口的固態(tài)硬盤的性能測試并不能達到百萬級 IOPS 讀寫結(jié)果，除非帶緩存功能。
影響百萬級 IOPS 性能的因素還有固態(tài)存儲在 I/O 讀寫路徑中的定位，離主機近的話，響應(yīng)時間可以縮短到微秒。許多廠商自然會想到采用 PCI-E 接口閃存卡，和網(wǎng)絡(luò)硬盤一樣直接將固態(tài)硬盤連接到主機。諸如 Fusion-io、LSI、Proximal Data、SanDisk 和 VeloBit 紛紛加入，為能分得最大性能的一杯羹。
甚至系統(tǒng)管理程序商家也加入陣營，宣稱一個虛擬機可以實現(xiàn)百萬級 IOPS 讀寫，就跟物理服務(wù)器一樣。得益于 Violin Memory 的6000全閃存陣列， VMware 采用最常見的 I/O 物理機同樣也能達到相同測試結(jié)果。在不同測量條件下，微軟竟然對外推出百萬級 IOPS 讀寫的 Windows Server 2012 。令人遺憾的是，雙方在不同條件下測試出相同的結(jié)果，并不具有可比性。
固態(tài)硬盤性能測試前的準(zhǔn)備工作
固態(tài)存儲性能與通常的硬盤驅(qū)動器的性能測量要求不同，所以保證公開的測試結(jié)果要符合固態(tài)存儲性能程序是關(guān)鍵問題。以下是四個步驟，可以實現(xiàn)持續(xù)的固態(tài)存儲性能：
1. 創(chuàng)建一個共同起始點。固態(tài)存儲首先是一個常見的可重復(fù)的狀態(tài)。通常這個共同起始點必須是一個全新的固態(tài)存儲，以前完全沒有被使用過，也沒有采用低格工具進行清除內(nèi)容和恢復(fù)到初始狀態(tài)。
2. 條件作用。固態(tài)存儲器首先要設(shè)定為“使用”狀態(tài)。測試初始階段呈現(xiàn)的人為高性能，只是暫時的，不具可持續(xù)性。所以該階段的數(shù)據(jù)不能反應(yīng)問題，不需要進行記錄。如果4KB寫入需要90分鐘，檢查一下存儲器狀態(tài)的設(shè)定是否正確。針對不同廠商，寫入字節(jié)和所需時間也不盡相同。
3. 穩(wěn)態(tài)。當(dāng)性能水平穩(wěn)定在可持續(xù)性階段，記錄測試結(jié)果有效。
4. 測試報告。測試報告不容小覷。如果沒有采用完全公開的標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)，至少有些信息比如 I/O 讀寫類型必須要公示。多數(shù)公布的結(jié)果全部來自于隨機讀取，而忽視隨機寫入，只因?qū)懭虢档托阅芩健６鄶?shù)情況下，在隨機寫入工作量方面，通常一般硬盤要強于固態(tài)硬盤。理想的測試結(jié)果就是在 I/O 讀寫量的基礎(chǔ)上加上平均響應(yīng)時間。
即使是嚴(yán)格按照上述四步去執(zhí)行，如果沒有合理使用規(guī)則的比較標(biāo)準(zhǔn)的前提下，也很難對測試結(jié)果進行客觀比較。全球網(wǎng)絡(luò)存儲工業(yè)協(xié)會（SNIA）發(fā)布的固態(tài)存儲創(chuàng)新（SSSI）項目中，對上述四步驟有詳細解釋。
標(biāo)準(zhǔn)機構(gòu)推崇固態(tài)硬盤基準(zhǔn)
工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)和其它廣為接受的基準(zhǔn)，是目前針對市場上不同測試結(jié)果的最好的評估方法。它們是以應(yīng)用工作量為基礎(chǔ)，測量規(guī)則嚴(yán)格，以最終用戶利益為重，經(jīng)第三方認(rèn)證，獨立完成審核和發(fā)布。而且發(fā)布的測量結(jié)果，其內(nèi)容統(tǒng)一和模版一致，以便對其它產(chǎn)品進行測試比較。
諸如存儲性能理事會（SPC）、標(biāo)準(zhǔn)性能評估機構(gòu)（SPEC），以及全球網(wǎng)絡(luò)存儲工業(yè)協(xié)會（SNIA）發(fā)布的固態(tài)存儲創(chuàng)新（SSSI）項目這些標(biāo)準(zhǔn)機構(gòu)，在一定程序上有力地規(guī)范并保證了固態(tài)存儲性能測試的合理性。基于 Tier-1的 SPC 工作量，如果要跟全部來自隨機讀取結(jié)果進行比較，就失去意義。
固態(tài)存儲技術(shù)還并不成熟，需要去探索最好的方法保證固態(tài)存儲產(chǎn)品能可持續(xù)地發(fā)揮高性能。讀到這里，你應(yīng)該大致明白如何測試高性能技術(shù)，從而幫你理解在實際應(yīng)用中哪些關(guān)鍵任務(wù)的性能水平有待提高，以及實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的云架構(gòu)的虛擬化。
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本文標(biāo)題：固態(tài)存儲性能測試：步驟和基準(zhǔn)
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