?? 決定寫這篇文章已經很久了，雖然在日常工作中經常涉及到固態存儲，但是很少從用戶的角度去考慮如何評估以及測試SSD，這是一個問題。除此以外，消費級固態存儲市場的暴利也讓一些廠家以次充好，讓本應該大幅提升電腦性能的SSD變成了大號U盤，在穩定性上也差一大截，使用一段時間后導致重要數據丟失，實在可惡，這也是想寫這篇文章的原因，對于搞硬件和軟件的同仁也希望這篇文章能給一點點在技術上的參考。

為了更好的幫助大家理解，這篇文章準備按照下面的幾個模塊去講:

1、評估SSD前需要了解一些知識

2、測試工具

3、測試方法

一、評估SSD前需要了解的一些知識

1、CPU、ROM、RAM

? ?? 學過微機原理的同學們都知道在計算機中最主要的元件有CPU、ROM和RAM這三個，CPU自不用說，ROM我們可以把它理解為存儲內存，是在RAM我們可以理解為運行內存，在計算機中三者之間的關系我們用下圖來理解：

? ? ?? 計算機在工作時，實質上就是一個不斷進行計算的過程，我們安裝的軟件在安裝后會安裝文件解壓縮生成各種數據包，這些數據會保存在ROM中，CPU會通過預取指令對這些數據進行運算，但是CPU本身的預取指令速度是非常快的，而與之相反的是ROM的數據傳輸速率與CPU預取指令相比差距很大，為了解決這個問題，計算機中增加了RAM(使用的是DDR內存)作為一個緩沖，與ROM相比較，DDR的速率顯然快很多。

? ? ? ? 在計算機工作時，增加的RAM會先將ROM中需要的數據讀取出來，再傳輸給CPU，這樣解決速率匹配的問題，然而在市場上主流使用的ROM是HDD硬盤，即使增加了內存RAM，在計算機工作的絕大部分場景下，仍然處于DDR需要等待HDD(機械硬盤)傳輸數據完成，從而造成開機速度慢或者程序運行卡頓的問題。

? ? ? ? 可以說，目前計算機對開機速度和軟件運行影響最大的瓶頸之一就是ROM的速率問題，這個不是用戶增加2G/4G的內存條就可以解決的，中間的緩存再快再大，源頭速率慢仍然是徒勞的，而SSD的誕生就是解決這個問題的利器，無他，就是快。

2、固態硬盤的硬件架構

在上圖中大概的可以概括出SSD的架構，主要分為：

A、controller

B、RAM

C、flash pkg

D、接口

E、電源等其它組件

? ? controller即SSD的控制器是最核心的部件，控制器負責FTL層(閃存轉換層)的地址映射、磨損均衡、ECC校正、壞塊管理等重要功能的完成，通常controller都是由FPGA完成的，所以處理速度非常快；

? ?? SSD的控制器主要集中在美國、韓國、日本和臺灣等廠商手上，但是目前國產的控制器也在不斷的發展，下表是目前各大主控供應商【數據來源知乎用戶黎小白】：

? ? ? flash pkg不言而喻用于存儲數據，目前主要SSD存儲介質就是nand，NAND閃存市場由三星、東芝、美光、海力士和Intel瓜分，下表是當前市場主要的nand供應商。

? ? nand也分為SLC、MLC、TLC，讀寫速度依次從快至慢，使用壽命依次從長至短，成本依次從高至低，因此這也是區分SSD性能的一個重要因素。

?? SLC、MLC、TLC的區分原理就是每個每個cell可以代表多少的邏輯bit，如下圖所示在每個存儲單元的電荷量劃分為四等分，代表著11、10、01、00，這就是MLC的意義。TLC顧名思義即代表著3個比特。

? ? 隨著技術的發展，原先的2D平面工藝已經到了極限，因此工程師們想到了開發出3D工藝，從48層到94層，隨著存儲容量的變大，3D nand的層數也就越多，更詳細的3D nand工藝可以參考下面英特爾關于3D nand的介紹視頻(公眾號無法插入外鏈，將鏈接復制到瀏覽器可觀看)。

https://v.qq.com/x/cover/r0515yvnwf7/r0515yvnwf7.html?

SSD另外一個重要的需要關注的是硬盤的接口，在SSD中接口類型有點多，如下面的圖示意，不同規格的硬盤會使用不同的接口，簡直讓人眼花繚亂。

下面我們把所有的固態硬盤接口列表如下，可以參考，需要進一步了解固態硬盤接口的可以參考以下文章(將鏈接復制到瀏覽器中可閱讀)

https://zhuanlan.zhihu.com/p/107957006

3、我們需要測試SSD的哪些性能？

? ? 一般來說需要準確的去評估固態存儲，需要測試的數據有如下幾個方面：

? ?? 我們可以測試出來的數據只能是一些讀寫數據、壞塊率以及存取或者訪問時間，從這幾個維度去進行測試。

? ? ? 從存儲工程師的角度來說，除了用戶體驗的性能數據，老化burn in測試、健壯性以及功耗更是需要工程師所關注的。

二、測試工具

? ?? 對SSD或者說固態存儲的主要分為兩種：讀寫速率測試(順序、隨機、單隊列深度、多隊列深度、混合讀寫)和老化、健壯性測試，老化測試、健壯性(如通過反復掉電測試固件穩定性)的條件對用戶來說很難具備，而且往往廠家出貨時才會進行測試，所以我們的重點是在讀寫速率測試上。

? ? ? 目前進行讀寫速率以及其它SSD關鍵性能測試主要使用的工具有下面幾種：

1、HDtune pro

? ? HD Tune pro是一款常用的硬盤工具軟件，其主要的功能有硬盤傳輸速率檢測、健康狀態檢測、溫度檢測，此外還能檢測出硬盤的固件版本、序列號、容量、緩存大小等信息。

HD tune也能夠對壞塊率進行測試：

2、H2TESTW工具進行數據校驗

• SSD的存儲介質是flash，在消費級絕大部分都是MLC(TLC一般作為buffer使用)，會存在一些存儲數據錯誤，比如電荷閾值偏移、讀寫干擾等原因，各種各樣的因素導致SSD的flash中存儲一些ECC無法糾正的壞塊；

• 上述的壞塊會導致讀寫錯誤，H2testw的測試目的就在于測試對這些壞塊進行校驗；

• H2testw會向選擇的目錄內寫入自行產生的單個最大的1G的文件然后再將這些數據讀出，通過這種方式來確定壞塊；

• 該測試不會損壞原有數據，不過如果要測試的數據有代表性的話，建議將SSD全盤格式掉以后再進行測試；

下圖為使用H2TESTw進行數據寫入和讀取校驗的結果，其實該測試也是我們去評估存儲設備數據傳輸穩定性的一個很好的工具。

3、AS SSD Benchmark Test

主要的測試項目有如下：

• 連續讀寫，AS SSD會以16M的尺寸為單位，持續向受測分區寫入生成一個達到1GB大小的文件，然后再將這些數據以同樣的方式讀取出來，最后計算平均成績而給出結果，測試完畢后，測試文件會立即刪除；

• 4K隨機單隊列深度測試，測試軟件會生成1個1GB大小的測試文件，然后使用4KB的單位尺寸在這1GB文件的LBA范圍內進行寫入和讀出操作，跑完所有測試范圍后計算平均結果，測試文件會暫時保留；

• 隨機64隊列深度測試，測試軟件生成64個16M大小的測試文件，然后對這64個文件進行隨機寫入和讀取操作，計算測試平均值；

• 訪問時間：記錄的是測試軟件在進行寫入的平均時間

4、ATTO磁盤基準測試

• ATTO磁盤基準測試軟件也是用來測試固態存儲的一個讀取速率的一個工具，但是與前面的相比較也是有差異的；

• ATTO在測速的時候使用了不同的數據包，數據包按照0.5K、1.0K、2K直到8192K的大小分別進行讀寫測試，測試完成后數據會使用柱狀圖的形式表現出來；

• 通過上述的測試方法，可以很好的說明了文件大小比例不同對存儲設備速度的影響；

5、Crystal Disk Mark

Crystal disk mark也是一款常用的SSD測速工具，與上述的差異點在于增加了512KB的隨機讀寫測試和32隊列深度的4KB讀寫測試，不過這些讀寫性能測試的測試數據可以相會對照和參考。

總結：

上述大概講解了固態存儲設備需要了解的一些知識，SSD的硬件架構、在評估固態存儲時需要考慮的一些因素、在原理上為什么SSD對用戶體驗的提升如此明顯、以及使用哪些工具對SSD進行測試等問題。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的ddr老化测试_手把手教你评估和测试固态存储【深度】的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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