GB/T36355-2018
信息技术固态盘测试方法
Informationtechnology—Testmethodofsolidstatedisk
- 中国标准分类号（CCS）L63
- 国际标准分类号（ICS）35.220
- 实施日期2019-01-01
- 文件格式PDF
- 文本页数14页
- 文件大小972.77KB
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信息技术固态盘测试方法
国家标准 GB/T36355一2018 信息技术固态盘测试方法 Informationteehnology一Iestmethodofsolidstatedisk 2018-06-07发布 2019-01-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/T36355一2018 次 目 前言 范围 2 术语和定义、缩略语 2.1术语和定义 2.2缩略语 3 测试环境 3.1物理环境 3.2硬件环境 3.3软件环境 功能测试 4.1接口协议 4.2 可用容量 4.3掉电数据保护 4.4操作系统兼容性 5 性能测试 5.1读写速率 5.2响应时间 5.3数据传输率 5.4性能稳定性 数据一致性测试 6.1测试环境 6.2测试方法 10 数据保存时效测试 7.1测试环境 7.2测试方法
GB/36355一2018 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
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本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任
本标准由全国信息技术标准化技术委员会(SAC/TC28)提出并归口
本标准起草单位:国家电子计算机质量监督检验中心(北京尊冠科技有限公司,华中科技大学、北 京计算机技术及应用研究所、电子技术标准化研究院、华为技术有限公司浪潮电子信息产业股份 有限公司、广东省东莞市质量监督检测中心,西北工业大学、信息通信研究院、深圳市领存技术有限 公司、阿里云计算有限公司
本标准主要起草人:阳小珊、吴非、王吕大、,冯丹、陈伟权,张晓、周景才,赵江谢长生、张展新、高健、 陈海樊星,邱全伟、刘根、郭亮、夏倩、楚一兵、吴忠杰
GB/36355一2018 信息技术固态盘测试方法 范围 本标准规定了固态盘功能、性能和数据一致性和数据保存时效的测试方法
本标准适用于以闪存为存储单元的固态盘的测试
术语和定义、缩略语 2.1术语和定义 下列术语和定义适用于本文件
2.1.1 固态盘solidstatedisk 以电子存储器或存储模块作为主要记录媒体进行数据读写的存储设备
注固态盘的英文缩写sSD在国际上常被作为SolidStateDive的简写,SolidSstateDrive与本标准所指的固态盘 致
固态盘通常也叫电子存储盘,是一种以闪存为存储单元的数据存储设备,有别于传统的机械硬盘,固态盘 没有机械部分,主要由控制器和存储单元构成
本标准所指的固态盘有别于移动闪存盘(以UsB为主要接口 的闪存存储设备),通常使用传统机械硬盘接口,如SATA和SAS等
2.1.2 标称容量 nominalcapacity 被测同态盘的相关说明上注明的明示容量. 注:用PBTB,(GB,MB,KB或PB,TB.(GiB,MiB,KiB表示,其中 1KB=1000(10)字节 a b 1MB=1l000000(10)字节; e 1GB=1000000000(10')字节; d TB=10000000000o0(10)字节; PB=1000000000000 00(105)字节， e 1KiB=1024(2")字节， fD) MiB=1048576(2)字节 g h GiB=1073741824(2”)字节; TiB=1099511627776(2")字节" 1PiB=1125899906842624(2)字节
2.1.3 可用容量usablecapaeity 实际可访问的存储容量
单位换算按照二进制计算
注，不同场合常见的换算方法有 GiB= 操作系统中常用二进制换算,换算关系为1TB=1024GiB.1 -1024MiB,1MiB=1024KiB a) S SSD生产厂家商用十进制换算,换算关系为1TB=l000GB,lGB=l000MB,lMB=1000KB
因此在 固件/BIOS中、在格式化硬盘时或在文件管理系统中看到的显示容量会比生产厂家的标称容量显小
2.1.4 readwriterate 读写速率 单位时间内读和/或写的次数
注，通常也叫每秒输人输出次数,即oPs
GB/T36355一2018 2.1.5 数据传输率datatransferrate 单位时间内所传输的数据字节数
单位换算按照二进制计算
注:数据传输率单位用MiBps、GiBps或TiBps等表示,其中MBps=2byte/s,GiBps=2”byte/s,TBps= 2byte/s,以此类推
2.1.6 逻辑块地址logicboekaddress 在逻辑上将固态盘的可用容量划分成大小相等的逻辑块,并从零开始依次编号,逻辑块所对应的块 编号
2.1.7 初始态initialstate 固态盘在经过初始化后在投人使用前的状态
2.1.8 稳态steadystate 固态盘的性能变化幅度较小或性能趋于稳定时所对应的状态
本标准是指在连续25次测试中被 测固态盘性能的最大值与最小值之差不超过此25次性能平均值的20%时被测固态盘所处的状态
2.1.9 清空purge 将固态盘中写人的数据全部擦除,使固态盘的状态近似于初始态的过程
2.1.10 原生命令队列nativecommandqueuing 当用户向固态盘发送多条命令时,通过对内部命令队列中的命令进行重新排序以优化固态盘性能 的技术
2.1.11 固态盘)接口 solidstatediskinterface 固态盘与其他设备实现物理互联,同时支持对应的通信规则的协议
2.2缩略语 下列缩略语适用于本文件
BS;块大小(BlockSize) FFR;功能失效(FunctionFailure) I/O;输人/输出(Input/Output) IOPs,每秒输人输出次数(InputOutputPerSecond) BlockAddress LBA;逻辑块地址(L.ogie LT;响应时间(Lateney) NcQ;原生命令队列(NativeCommandQueuing PCIe:高速外设部件互联(PeripheralComponentInterconnect-Express) P/E;编程/擦除(Program/Erase) s.M.A.R.T.:自动检测分析及报告技术(Self-MonitoringAnalysisandReportingTechnology SSD固态盘(SolidStateDisk) ncorrectableCode UNC:不可修复代码(Unt
GB/36355一2018 测试环境 3.1物理环境 本标准要求的所有测试在未加特殊说明时,均在下述试验用标准大气条件下进行
温度:15C35C; a 相对湿度;25%75% b 大气压;86kPa106kPa
c 3.2硬件环境 本标准要求的所有测试在未加特殊说明时,测试系统提供的硬件接口应与被测固态盘接口相同,或 能够完全兼容被测固态盘接口
3.3软件环境 本标准要求的所有测试在未加特殊说明时,均应在下述软件环境下进行 软件环境至少包括操作系统和软件测试工具; aa b 操作系统应符合被测固态盘的使用要求; 所用的软件测试工具应满足以下条件 能够生成指定的测试负载,同时能够记录测试过程中的结果数据 既能发送随机的1o请求,也能发送顺序的Io请求 33 能够指定测试过程中所访问的LBA范围; 能够设置1/0传输的BS: 能够设置1/0的读写比例 5 6 能够设置IO的随机比例; 77 能够设置队列深度; 能够针对不同的测试指标提供相应的输出信息; 8 9 保证所有测试步骤连续,防止测试间歇对被测固态盘的状态产生不可预期的影响或变化
功能测试 4.1接口协议 4.1.1测试环境 测试环境应满足以下要求: 物理环境 a 满足3.1的要求
b 硬件环境 1 满足3.2的要求; 被测固态盘的待测接口没有连接任何接口转换装置
22 软件环境 满足3.3c)中1)、2)3)的要求
GB/T36355一2018 4.1.2测试方法 本测试项目按以下预置条件和测试步骤执行 a 预置条件 被测固态盘与测试系统连接,确认被测固态盘能正常工作
b)测试步骤 连接被测固态盘的待测接口; 1 2 需要时,安装被测固态盘的驱动程序,并确认驱动程序正常工作 3 通过操作系统或其他常用的测试工具检查接口类型和接口协议的版本; 与被测固态盘相关说明的接口类型和接口协议的版本进行比较; 4 记录和报告接口类型和接口协议的相关信息,并说明其是否符合被测固态盘的相关说明 5 要求,符合则判定通过本次测试,否则为不通过，结束本项测试
4.2可用容量 4.2.1测试环境 测试环境应满足以下要求: 物理环境 a 满足3.1的要求 b 硬件环境 满足3.2的要求
软件环境 操作系统满足3.3的要求 1 2 已安装必要的驱动程序(如PCIe接口固态盘驱动); 33 安装好用于对比文件内容是否一致的软件
4.2.2测试方法 本测试项目按以下预置条件和测试步骤执行: 预置条件 a 被测固态盘与测试系统连接,确认被测固态盘能正常工作
1) 22 使用块设备读写软件进行测试
b)测试步骤 1 擦除被测固态盘中的已有数据
向被测固态盘可访问到的LBA地址空间写人随机数据,直至写满
33 正常关闭系统,并重启测试系统
将数据全部读出,并用软件测试工具与原始数据进行对比
4 如果对比结果一致,则按照公式;可访问到的LBA地址空间×o.5KiB,计算可用容量
5 6 对于有标称容量的产品,把上述步骤计算的可用容量单位转化成被测固态盘标称容量的 单位和容量,若可用容量>标称容量×90%,则测试通过,否则测试不通过,结束本项 测试
对于没有标称容量的产品,仅记录和报告上述测试结果,结束本项测试
GB/36355一2018 4.3掉电数据保护 4.3.1测试环境 测试环境应满足以下要求 物理环境 满足3.1的要求
b 硬件环境 满足3.,2的要求
为了测试方便和准确,应使用专用测试设备或仪器
软件环境 操作系统满足3.3的要求; 22 已安装必要的驱动程序(如PCIe接口固态盘驱动)
4.3.2测试方法 本测试项目按以下预置条件和测试步骤执行 预置条件 被测固态盘与测试系统连接,确认被测固态盘能正常工作
1) 22 准备好测试用的文件
b 测试步骤 给测试系统加电
1) 对被测固态盘进行格式化,查询并记录原始坏块信息
3 用软件测试工具写人预先准备的文件,对被测固态盘进行循环写操作 ！ 写操作期间,使用测试设备或仪器对测试系统断电,并保持断电状态3s以上
5 使用测试设备或仪器对测试系统加电,并启动测试系统,检查被测固态盘是否被正常 识别
如果被测固态盘无法被正常识别,则跳到步骤8);如果被测固态盘可以被正常识别,则使 用文件系统软件测试工具进行错误检查，如果未发现文件系统错误,则跳到步骤7);否 则,对被测固态盘重新格式化,查询并记录坏块信息,如果发现新增坏块,则跳到步骤8) 否则,执行下一步
测试次数加一,如果测试次数达到300次,则跳到步骤);青则,返回步骤3),进行下一 轮测试
测试不通过，结束本项测试
8 9 测试通过,结束本测试
注本项测试有可能损坏被测固态盘 4.4操作系统兼容性 4.4.1测试环境 测试环境应满足以下要求 物理环境 满足3.1的要求
b 硬件环境 满足3.2的要求
软件环境
GB/T36355一2018 1 操作系统满足3.3的要求; 22 已安装必要的驱动程序(如PCIe接口固态盘驱动)
4.4.2测试方法 本测试项目按以下预置条件和测试步骤执行: a 预置条件 用于测试的操作系统安装文件完好 1) 3 操作系统被正确安装
37 被测固态盘能与测试系统正常连接
4)被测固态盘能正常工作
b)测试步骤 使被测固态盘作为测试机的系统安装盘进行连接
1 用操作系统安装文件在被测固态盘上安装操作系统
若安装操作系统失败,则本项测试不通过,结束本项测试;若安装操作系统成功,则关闭测 试系统,断电,并使被测固态盘作为测试机的非系统安装盘进行连接,执行下一步
进人操作系统,对被测固态盘进行格式化和分区 打开操作系统自带的管理工具,检查是否存在被测固态盘的错误信息 检查被测固态盘信息是否跟实际配置信息一致 通过操作系统自带的软件工具或命令 7 通过操作系统自带的软件工具或命令检查被测固态盘的s.M.A.R.T.信息或其他相关信 息,并检查测试结果和日志 8 上述步骤操作均正常,无报错信息和错误日志,则本测试通过,报告被测固态盘支持此次 测试的操作系统,否则为不通过,报告被测固态盘不支持此次测试的操作系统,结束本项 测试
注;Windows下自带的管理工具或软件工具有设备管理器、磁盘管理器等;Linux下可以通过命令查看被测固态盘 的硬盘型号、容量、,Firmmware版本信息,序列号和S.M.A.R.T.信息等
5 性能测试 5.1读写速率 5.1.1测试环境 测试环境应满足以下要求 物理环境 a 满足3.1的要求
硬件环境 b 满足3.2的要求
软件环境 满足3.3的要求,并同时满足以下要求 能够向被测固态盘发送随机的1/O请求 2) 能够指定测试过程中I/0传输的数据总量 3 能够指定测试时间 能够提供与IOPs相关的输出信息
4 5.1.2测试方法 本测试项目按以下预置条件和测试步骤执行
GB/36355一2018 预置条件 a l)连接被测固态盘与测试系统,确认被测固态盘能正常工作
启动测试工具,确认测试工具能够向被割固态盘正常发送Io请求并产生相应的结果 2) 3 根据被测固态盘的特性设置队列深度
如果被测固态盘支持NcQ,则将队列深度设置为 被测固态盘所支持的NCQ的最大值,否则,将队列深度设置为1
4 设置测试的进程/线程数
5 设置生成的测试负载中的数据为随机数
b)测试步骤 设置测试负载的读写比例为100/0.
22) 设置测试负载的1/0块大小(IBS)为0.5KiB 33 清空被测固态盘,如果被测固态盘不支持此操作,则略过此步骤
对被测固态盘的全部存储空间执行S为128KiB的顺序写操作,此操作重复执行两次
！ 设置写人数据量为被测固态盘可用容量的1%,然后执行BS为4KiB的随机写操作,此 5 操作执行一次
6 利用软件测试工具生成测试负载对被测固态盘进行测试,测试时间60s,记录测试到的 IOPS值
77 重复执行步骤6),25次后结束 如果在测试过程中,被测固态盘达到了稳态,则取稳态下连续5次测试结果的平均值作为 8 此测试负载所对应的1oPS值;如果被测固态盘始终没有达到稳态,则取最后5次测试结 果的平均值作为此测试负载所对应的IOPs值
保持测试负载的读写比例不变,依次设置BS为4KiB8KiB,16KiB,32KiB,重复步骤 9 3)一步骤8) 10依次设置测试负载的读写比例为67/33,50/50,33/67,0/100,重复步骤2)步骤9). 1)取各测试负载下IOPS值的最大值作为最终测试结果,对测试结果不做通过与否的判 定，结束本项测试 注，对被测固态盘的相关说明中有性能值要求的测试,可以根据本项的测试结果与被测固态盘的相关说明中的性 能值进行比对,然后做出本项测试通过与否的判定
5.2响应时间 5.2.1测试环境 测试环境应满足以下要求 物理环境 a 满足3.1的要求
b 硬件环境 满足3.2的要求
软件环境 满足3.3的要求,并同时满足以下要求 1) 能够向被测固态盘发送随机的1/O请求; 22 能够指定测试过程中I/O传输的数据总量; 能够指定测试时间 33 能够提供与响应时间(LT)相关的输出信息
！ 5.2.2测试方法 本测试项目按以下预置条件和测试步骤执行
GB/T36355一2018 预置条件 a 1) 连接被测固态盘与测试系统,确认被测固态盘能正常工作
D 启动测试工具,确认测试工具能够向被测固态盘正常发送I/O请求并产生相应的结果
3 设置1/O请求的队列深度为1
4 设置测试的进程或线程数
5 设置生成的测试负载中的数据为随机数
b 测试步骤 设置测试负载的读写比例为100/0
1 2 设置测试负载的I/0块大小(BS)为0.5KiB 清空被测固态盘,如果被测固态盘不支持此操作,则略过此步骤
3 对被测固态盘的全部存储空间执行BS为128KiB的顺序写操作,此操作重复执行两次
！ 设置写人数据量为被测固态盘可用容量的1%.然后执行BS为4KiB的随机写操作,此 5 操作执行一次
利用测试工具生成测试负载,对被测固态盘进行测试,测试时间为60s
记录测试数 值LT
重复执行步骤6),25次后结束
7 8 如果在测试过程中,被测固态盘达到了稳态,则取稳态下连续5次测试结果的平均值作为 此测试负载所对应的响应时间;如果被测固态盘始终没有达到稳态,则取最后5次测试结 果的平均值作为此测试负载所对应的响应时间
9 保持测试负载的读写比例不变,依次设置BS为4KiB,8KiB,重复步骤3)步骤8). 0)依次设置测试负载的读写比例为67/33、33/670/100,重复步骤2)步骤9). ll)取各测试负载下响应时间的最小值作为最终测试结果,对测试结果不做通过与否的判 定,结束本项测试
注对被测固态盘的相关说明中有性能值要求的测试,可以根据本项的测试结果与被测固态盘的相关说明中的性 能值进行比对,然后做出本项测试通过与否的判定
5.3数据传输率 5.3.1测试环境 测试环境应满足以下要求 物理环境 a 满足3.1的要求
硬件环境 b 满足3.2的要求 软件环境 满足3.3的要求,并同时满足以下要求 能够向被测固态盘发送随机的I/o请求 22) 能够指定测试过程中I/0传输的数据总量; 能够指定测试时间; 3 4 能够提供与数据传输率相关的输出信息
5.3.2测试方法 本测试项目按以下预置条件和测试步骤执行: 预置条件 a
GB/36355一2018 连接被测固态盘与测试系统,确认被测固态盘能正常工作
1 22 启动测试工具,确认测试工具能够向被测固态盘正常发送I/0请求并产生相应的结果
33 根据被测固态盘的特性设置队列深度
如果被测固态盘支持NcQ,则将队列深度设置为 被测固态盘所支持的NCcQ的最大值,否则,将队列深度设置为1 4 设置测试的进程/线程数
5 设置生成的测试负载中的数据为随机数
b测试步骤 l设置测试负载的读写比例为100/0
设置测试负载的1/0块大小(s)为1024KiB
22 清空被测固态盘,如果被测固态盘不支持此操作,则略过此步骤
3 在全盘范围内执行128KiB的顺序写操作,此操作重复执行两次
4 设置写人数据量为被测固态盘可用容量的1%,然后执行BS为4KiB的随机写操作,此 5 操作执行一次
利用测试工具生成测试负载,对被测固态盘进行测试,测试时间为60s
记录测试的数据 传输率
7 重复执行步骤6),25次后结束 如果在测试过程中,被测固态盘达到了稳态,则取稳态下连续五次测试的结果的平均值作 8 为此测试负载所对应的数据传输率;如果被测固态盘始终没有达到稳态,则取最后五次测 试的结果的平均值作为此测试负载所对应的数据传输率
9 保持测试负载的读写比例不变,设置测试负载的BSs为128KiB,重复步骤3)步骤8). 0)设置测试测试负载的读写比例为0/100,重复步骤2)步骤9).
1)取各测试负载下数据传输率的最大值作为最终结果,对测试结果不做通过与否的判定， 结束本项测试
注，对被测固态盘的相关说明中有性能值要求的测试,可以根据本项的测试结果与被测固态盘的相关说明中的性 能值进行比对,然后做出本项测试通过与否的判定
5.4性能稳定性 5.4.1测试环境 测试环境应满足以下要求 物理环境 a 满足3.1的要求
b 硬件环境
满足3.2的要求
软件环境 满足3.3的要求,并同时满足以下要求 能够向被测固态盘发送随机的I/0请求 1) 2 能够指定测试过程中I/0传输的数据总量 能够指定测试时间 3 4)能够提供与IOPS相关的输出信息 5.4.2测试方法 本测试项目按以下预置条件和测试步骤执行 预置条件 a
GB/T36355一2018 连接被测固态盘与测试系统,确认被测固态盘能正常工作
1 ？ 启动软件测试工具,确认软件测试工具能够向被测固态盘正常发送I/O请求并产生相应 的结果
3 根据被测固态盘的特性设置队列深度
如果被测固态盘支持NCQ,则将队列深度设置为 被测固态盘所支持的NCQ的最大值,否则,将队列深度设置为1 设置测试的进程/线程数
55 设置生成的测试负载中的数据为连续数
本测试在完成5.1,5.2或5.3中的任意一项或多项后再进行测试
6 b)测试步骤 设置测试负载的读写比例为0/100
1 2 设置测试负载的1/0块大小(BS)为2048KiB 清空被测固态盘,如果被测固态盘不支持此操作,则格式化被测固态盘
3 4 使用软件测试工具对被测固态盘的全部存储空间执行BS为2048KiB的顺序写操作,采 样被测固态盘在每5s内的平均数据传输率
5 重复执行步骤3)步骤4)三次,计算三次测试中各采样点的数据平均值
6 比对每次测试采样点的结果与三次测试的数据平均值的偏离情况,各点均不超过或不低 于平均值的10%,则本项测试通过,否则本项测试不通过，结束本项测试
6 数据一致性测试 6.1测试环境 测试环境应满足以下要求 物理环境 a 满足3.1的要求
b 硬件环境 满足3.2的要求
d 软件环境 操作系统满足3.3的要求 1) 已安装必要的驱动程序(如PCIe接口固态盘驱动); 2 33 用于对文件或数据生成唯一标识码的软件工具
6.2测试方法 本测试项目按以下预置条件和测试步骤执行: 预置条件 a l被测固态盘与测试系统连接,确认被测固态盘能正常工作; 准备好测试用的文件,单个文件大于200MiB,对于可用容量不足200MiB的被测固态 2 盘,使用可用容量大小的文件进行测试
b)测试步骤 1给测试系统加电,对被测固态盘进行格式化: 用软件工具对预先准备的文件生成唯一标识码 2 3 用软件工具将上述文件写人被测固态盘 写人完成后,断电3s以上,再给测试系统加电; 4 5 使用软件工具读取上述写人的文件,并对读出的文件生成唯一标识码,比较前后两个唯一 10
GB/36355一2018 标识码是否一致 6 重复步骤1)步骤5),10次后跳到步骤7); 77 若在10次重复测试中,步骤5)的结果都一致,则本项测试通过,否则本项测试不通过，结 束本项测试
数据保存时效测试 7.1测试环境 测试环境应满足以下要求 物理环境 满足3.1的要求
b)硬件环境 l)测试设备:满足能同时支持94块被测固态盘,能安装软件测试工具 恒温箱;满足放置上述测试要求的测试设备(测试设备置于恒温箱中进行测试》. 2) 软件环境 负载生成软件; 1 能收集被测固态盘的UNc和读写数据量的软件测试工具
7.2测试方法 本测试项目按以下预置条件和测试步骤执行 预置条件 a 按相关抽样标准要求选取测试样本数量94块
b)测试步骤 取50%测试样本,在温度T<25C的条件下,通过负载生成软件运行JEDEc219码流对 1 被测固态盘进行不间断测试,直到将被测固态盘的P/E写到100%
取步骤1)的47块被测固态盘,在温度丁=40C的条件下,通过软件测试工具对全盘写 -遍
取步骤2)的47块被测固态盘,在温度10C
信息技术固态盘测试方法GB/T36355-2018
信息技术固态盘是一种基于闪存技术的存储设备，具有读取速度快、耐用性强等特点，逐渐替代传统机械硬盘成为主流存储方式。而为了保证固态盘产品的质量和性能，需要对其进行科学有效的测试。 《信息技术固态盘测试方法GB/T36355-2018》标准是为了规范固态盘测试方法而制定的。该标准主要包括以下内容： 1.测试环境要求：测试固态盘时应当采用符合规范要求的测试环境，包括设备、软件和测试场景等。 2.测试项目要求：测试项目应当覆盖固态盘的主要性能指标，包括读写速度、随机访问性能、数据保护和可靠性等方面。 3.测试流程要求：测试流程应当科学合理，包括固态盘的预处理、测试、还原等步骤，确保测试结果准确可靠。 4.测试报告要求：测试报告应当包括测试环境、测试项目、测试流程、测试结果等内容，以便于用户了解产品性能和质量。 该标准的发布将有助于规范固态盘测试方法，提高固态盘产品的质量和性能，并促进固态盘在信息技术领域的更广泛应用。同时，用户也可以通过参考该标准来选择合适的固态硬盘产品。
