一种非易失性存储器功耗测试方法和装置与流程

本发明涉及计算机技术领域，更具体地，特别是指一种非易失性存储器功耗测试方法和装置。

背景技术：

当前，随着互联网+、云计算、大数据、人工智能的蓬勃发展，新it成为加速产业升级、业务创新、推动新业务创新与实现世界经济增长的核心引擎。在新经济及技术环境下，随着新it技术的日益普及，和企业级应用对性能的要求越来越高，传统存储的iops(每秒输入输出数)性能和低延迟已经成为企业业务发展的瓶颈，使得业务发展与创新面临严峻挑战。

众所周知，存储和计算性能的发展存在着极大的不平衡性。在“摩尔定律”之下，处理器、内存的性能发展很快，相比之下存储性能发展比较缓慢，存储性能成为it加速的关键瓶颈。以前企业是通过增加硬盘数量来解决存储性能瓶颈，但是效果非常有限，且浪费空间和能源。目前已有客户使用sata/sasssd(固态硬盘)来替代普通硬盘，业务性能虽然得到一定的提升，但是相比过剩的cpu、内存等性能资源仍远远不够，而基于nvme(非易失性存储标准)的ssd，成为解决服务器存储性能瓶颈的新选择。随着ssd的价格逐年降低，nvmessd将更快进入企业it核心业务主存储系统中，并成为i/o性能提升、应用加速的首选，尤其是数据库oltp/olap等低延迟、高并发的业务应用。nvmessd，是企业为it业务加速、为应用加速，从而成为加速改变it世界的新力量。

随着nvmessd在数据中心应用范围越来越广，nvmessd的功耗成为不能忽视的问题，一个nvmessd的额定功耗高达30w，是satassd5倍，而大量nvmessd在正常的业务下，其实际功耗很难评测，运维者常常因为nvmessd无法正确评估服务器的功耗，从而导致机柜不能正常加电。此外大型数据中心的电费是很惊人的，因此选择性价比高的nvmessd是十分必要。

针对现有技术中nvmessd实际功耗难以测试的问题，目前尚无有效的解决方案。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种非易失性存储器功耗测试方法和装置，能够快速评测存储系统在读写情况下的实时功耗和性能，确定存储器功耗性价比。

基于上述目的，本发明实施例的第一方面提供了一种非易失性存储器功耗测试方法，包括执行以下步骤：

将服务器内的非易失性存储器背板的供电接口通过变压器与服务器外的功率计电性连接，使得为功率计供电的独立电源也为非易失性存储器背板供电；

使用远程客户端通过服务器的网络接口和主板的pcie接口连接到非易失性存储器背板的数据接口，使得远程客户端能够向非易失性存储器背板上的非易失性存储器发出读写指令；

使用远程客户端连接到功率计的usb数据接口，以在控制非易失性存储器执行读写指令的同时还从功率计持续地或周期性地采集功耗数据；

基于读写指令和功耗数据确定非易失性存储器的功耗性价比。

在一些实施方式中，供电接口为多引脚接口；服务器的壳体上设置有走线孔，使用穿过服务器的供电延长线穿过服务器壳体上的走线孔而将供电接口通过变压器与功率计电性连接。

在一些实施方式中，远程客户端接收或预先存储有测试配置和采集配置；控制非易失性存储器执行读写指令的同时还从功率计持续地或周期性地采集功耗数据包括：基于测试配置生成读写指令并控制非易失性存储器执行读写指令，同时从功率计基于采集配置来持续地或周期性地采集功耗数据。

在一些实施方式中，读写指令包括使用输入输出测试工具基于测试配置生成的读写指令；功耗数据包括独立电源的输出功率和功率计的消耗功率；基于读写指令和功耗数据确定非易失性存储器的功耗情况包括：基于测试配置和读写指令确定每秒输入输出数，基于输出功率和消耗功率确定实际功耗，并基于实际功耗和每秒输入输出数确定功耗性价比。

在一些实施方式中，测试配置包括以下至少之一：存储器数量、块大小、线程数量、队列深度、读写比例、读写模式、测试时间、预热时间；采集配置包括以下至少之一：采集频率、采集指标。

本发明实施例的第二方面提供了一种非易失性存储器功耗测试装置，包括：

服务器；

承载非易失性存储器的非易失性存储器背板；

供电延长线，穿过服务器将服务器内的非易失性存储器背板的供电接口通过变压器与服务器外的功率计电性连接；

功率计，用于使独立电源为非易失性存储器背板供电；

远程客户端，通过服务器的网络接口和主板的pcie接口连接到非易失性存储器背板的数据接口，以能够向非易失性存储器背板上的非易失性存储器发出读写指令，远程客户端还连接到功率计的usb数据接口，以在控制非易失性存储器执行读写指令的同时还从功率计持续地或周期性地采集功耗数据，并且基于读写指令和功耗数据确定非易失性存储器的功耗性价比。

在一些实施方式中，供电接口为多引脚接口；服务器的壳体上设置有走线孔，使用穿过服务器的供电延长线穿过服务器壳体上的走线孔而将供电接口通过变压器与功率计电性连接。

在一些实施方式中，远程客户端接收或预先存储有测试配置和采集配置；远程客户端配置为基于测试配置生成读写指令并控制非易失性存储器执行读写指令，同时从功率计基于采集配置来持续地或周期性地采集功耗数据。

在一些实施方式中，读写指令包括使用输入输出测试工具基于测试配置生成的读写指令；功耗数据包括独立电源的输出功率和功率计的消耗功率；远程客户端配置为基于测试配置和读写指令确定每秒输入输出数，基于输出功率和消耗功率确定实际功耗，并基于实际功耗和每秒输入输出数确定功耗性价比。

在一些实施方式中，测试配置包括以下至少之一：存储器数量、块大小、线程数量、队列深度、读写比例、读写模式、测试时间、预热时间；采集配置包括以下至少之一：采集频率、采集指标。

本发明具有以下有益技术效果：本发明实施例提供的非易失性存储器功耗测试方法和装置，通过将服务器内的非易失性存储器背板的供电接口通过变压器与服务器外的功率计电性连接，使得为功率计供电的独立电源也为非易失性存储器背板供电；使用远程客户端通过服务器的网络接口和主板的pcie接口连接到非易失性存储器背板的数据接口，使得远程客户端能够向非易失性存储器背板上的非易失性存储器发出读写指令；使用远程客户端连接到功率计的usb数据接口，以在控制非易失性存储器执行读写指令的同时还从功率计持续地或周期性地采集功耗数据；基于读写指令和功耗数据确定非易失性存储器的功耗性价比的技术方案，能够快速评测存储系统在读写情况下的实时功耗和性能，确定存储器功耗性价比。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的非易失性存储器功耗测试方法的流程示意图；

图2为本发明提供的非易失性存储器功耗测试方法的架构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

基于上述目的，本发明实施例的第一个方面，提出了一种能够快速评测存储系统在读写情况下的实时功耗和性能的方法的一个实施例。图1示出的是本发明提供的非易失性存储器功耗测试方法的流程示意图。

所述的非易失性存储器功耗测试方法，如图1所示，包括执行以下步骤：

步骤s101：将服务器内的非易失性存储器背板的供电接口通过变压器与服务器外的功率计电性连接，使得为功率计供电的独立电源也为非易失性存储器背板供电；

步骤s103：使用远程客户端通过服务器的网络接口和主板的pcie接口连接到非易失性存储器背板的数据接口，使得远程客户端能够向非易失性存储器背板上的非易失性存储器发出读写指令；

步骤s105：使用远程客户端连接到功率计的usb数据接口，以在控制非易失性存储器执行读写指令的同时还从功率计持续地或周期性地采集功耗数据；

步骤s107：基于读写指令和功耗数据确定非易失性存储器的功耗性价比。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(rom)或随机存储记忆体(ram)等。所述计算机程序的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。

在一些实施方式中，供电接口为多引脚接口；服务器的壳体上设置有走线孔，使用穿过服务器的供电延长线穿过服务器壳体上的走线孔而将供电接口通过变压器与功率计电性连接。服务器在供电延长线建立电性连接后壳体以不影响非易失性存储器工作环境的方式正常闭合。

在一些实施方式中，远程客户端接收或预先存储有测试配置和采集配置；控制非易失性存储器执行读写指令的同时还从功率计持续地或周期性地采集功耗数据包括：基于测试配置生成读写指令并控制非易失性存储器执行读写指令，同时从功率计基于采集配置来持续地或周期性地采集功耗数据。

在一些实施方式中，读写指令包括使用输入输出测试工具基于测试配置生成的读写指令；功耗数据包括独立电源的输出功率和功率计的消耗功率；基于读写指令和功耗数据确定非易失性存储器的功耗情况包括：基于测试配置和读写指令确定每秒输入输出数，基于输出功率和消耗功率确定实际功耗，并基于实际功耗和每秒输入输出数确定功耗性价比。

在一些实施方式中，测试配置包括以下至少之一：存储器数量、块大小、线程数量、队列深度、读写比例、读写模式、测试时间、预热时间；采集配置包括以下至少之一：采集频率、采集指标。

根据本发明实施例公开的方法还可以被实现为由cpu(中央处理器)执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被cpu执行时，执行本发明实施例公开的方法中限定的上述功能。上述方法步骤以及系统单元也可以利用控制器以及用于存储使得控制器实现上述步骤或单元功能的计算机程序的计算机可读存储介质实现。

下面根据图2所示的具体实施例进一步阐述本发明的具体实施方式。

本发明实施例的服务器背板上nvme接口与服务器主板相连，背板上供电连接器通过电源线缆与变压器相连，变压器与外部供电电源相连，外部供电电源与功率计相连，功率计与远程控制端相连，服务器与远程控制端相连。背板上供点连接器与变压器相连的电源线缆，电源线缆通过延长线将其通过服务器后面板空隙处延伸至服务器箱体外与变压器相连，以便服务器机箱盖正常关闭，保证机器正常散热，避免温度升高影响nvme性能及功耗。远程控制端的功能包括配置服务器io测试参数和功率计表采集数据参数；将配置的测试参数下发到服务器操作系统，以使nvmessd根据测试参数执行测试任务；将配置的采集参数下发到功率计，以使功率计根据采集参数执行数据采集；在根据测试参数执行测试任务的过程中获取nvmessd性能测试结果，同时接收功率计上报的根据数据采集结果。采用外部供电方法及通过延长线将电源线缆通过服务器后面板空隙处延伸至服务器箱体外与变压器相连可以准确评测服务器存储系统在不同io压力下的实际功耗，同时收集nvmessd的性能测试结果，可用于nvmessd性价比评测。

如图2所示，将服务器内的背板上的nvme接口与主板pcie接口相连，背板上的供电连接器通过延长线延伸至服务器外与变压器相连，变压器与功率计的供电插排相连，远程客户端与服务器通过网络端口相连；功率计与远程客户端通过串口线相连。为了准确评测闪存服务器存储子系统功耗，排除散热对nvmessd功耗和性能的影响，服务器背板上的供电连接器为多pin接口，采用多pin延长线将接口由服务器腔体前部延伸至服务器腔体后部，线缆继续通过服务器后部的空隙延伸至腔体外，与变压器相连正负极相连，变压器火线、零线、接地线与功率计供电插排连接。变压器过外部的电源输入的电源电压生成12v电压，将其直接输入给背板，功率计可以直接获取供电插排功耗，根据变压器的转化效率，计算出变压器功耗，减去变压器功耗，即为存储系统的实际功耗，准确反应存储系统的实际工作状态。

为了准确评测闪存服务器在实际业务场景下，即存在io压力的情况下，存储子系统的实际功耗，包括如下流程：

s1客户端部署服务器io测试工具和功率计采集数据工具，io测试工具可以为iometer工具、vdbench等io测试工具；功率计采集数据工具为功率计配套管理工具。

s2客户端配置服务器io测试参数的测试参数和用于功率计采集数据的采集参数。本实施例中，为了模拟客户实际测试场景，测试参数包括：数量、块大小、线程数量、队列深度、读写比例、读写模式、测试时间、预热时间，测试模型包括如下两种：

a)

数量：全部nvmessd

块大小：4k

线程数量：8

队列深度：128

读写比例：70％读操作30％写操作

读写模式：随机

测试时间：24小时

预热时间：60秒

b)

数量：全部nvmessd

块大小：128k

线程数量：4

队列深度：32

读写比例：100％写

读写模式：顺序

测试时间：24小时

预热时间：60秒

本实施例中，采集参数包括：采集频率、采集指标

采集频率：2秒/次

采集指标：功耗、电流、物理因数

s3客户端通io测试工具，通过网络连接，将测试参数传递给服务器的存储系统，全部nvmessd按客户端配置参数执行测试任务；将配置的采集参数下发到功率计管理工具，以使功率仪表根据采集参数执行数据采集。

s4客户端在nvmessd根据测试参数执行测试任务的过程中获取性能测试结果，同时接收功率计采集的功耗；在执行测试任务的过程中，全闪服务器使用io采集工具，如nmon工具间隔2秒采集存储系统的性能测试结果，保证获取频率与功率计的采集频率应保持一致。采集存储系统io性能测试结果包括iops、带宽。

从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的非易失性存储器功耗测试方法，通过将服务器内的非易失性存储器背板的供电接口通过变压器与服务器外的功率计电性连接，使得为功率计供电的独立电源也为非易失性存储器背板供电；使用远程客户端通过服务器的网络接口和主板的pcie接口连接到非易失性存储器背板的数据接口，使得远程客户端能够向非易失性存储器背板上的非易失性存储器发出读写指令；使用远程客户端连接到功率计的usb数据接口，以在控制非易失性存储器执行读写指令的同时还从功率计持续地或周期性地采集功耗数据；基于读写指令和功耗数据确定非易失性存储器的功耗性价比的技术方案，能够快速评测存储系统在读写情况下的实时功耗和性能，确定存储器功耗性价比。

需要特别指出的是，上述非易失性存储器功耗测试方法的各个实施例中的各个步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换之于非易失性存储器功耗测试方法也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在所述实施例之上。

基于上述目的，本发明实施例的第二个方面，提出了一种能够快速评测存储系统在读写情况下的实时功耗和性能的装置的一个实施例。非易失性存储器功耗测试装置包括：

服务器；

承载非易失性存储器的非易失性存储器背板；

供电延长线，穿过服务器将服务器内的非易失性存储器背板的供电接口通过变压器与服务器外的功率计电性连接；

功率计，用于使独立电源为非易失性存储器背板供电；

远程客户端，通过服务器的网络接口和主板的pcie接口连接到非易失性存储器背板的数据接口，以能够向非易失性存储器背板上的非易失性存储器发出读写指令，远程客户端还连接到功率计的usb数据接口，以在控制非易失性存储器执行读写指令的同时还从功率计持续地或周期性地采集功耗数据，并且基于读写指令和功耗数据确定非易失性存储器的功耗性价比。

在一些实施方式中，供电接口为多引脚接口；服务器的壳体上设置有走线孔，使用穿过所述服务器的供电延长线穿过服务器壳体上的走线孔而将供电接口通过变压器与功率计电性连接。服务器在供电延长线建立电性连接后壳体以不影响非易失性存储器工作环境的方式正常闭合。

在一些实施方式中，远程客户端接收或预先存储有测试配置和采集配置；远程客户端配置为基于测试配置生成读写指令并控制非易失性存储器执行读写指令，同时从功率计基于采集配置来持续地或周期性地采集功耗数据。

在一些实施方式中，读写指令包括使用输入输出测试工具基于测试配置生成的读写指令；功耗数据包括独立电源的输出功率和功率计的消耗功率；远程客户端配置为基于测试配置和读写指令确定每秒输入输出数，基于输出功率和消耗功率确定实际功耗，并基于实际功耗和每秒输入输出数确定功耗性价比。

在一些实施方式中，测试配置包括以下至少之一：存储器数量、块大小、线程数量、队列深度、读写比例、读写模式、测试时间、预热时间；采集配置包括以下至少之一：采集频率、采集指标。

从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的非易失性存储器功耗测试装置，将服务器内的非易失性存储器背板的供电接口通过变压器与服务器外的功率计电性连接，使得为功率计供电的独立电源也为非易失性存储器背板供电；使用远程客户端通过服务器的网络接口和主板的pcie接口连接到非易失性存储器背板的数据接口，使得远程客户端能够向非易失性存储器背板上的非易失性存储器发出读写指令；使用远程客户端连接到功率计的usb数据接口，以在控制非易失性存储器执行读写指令的同时还从功率计持续地或周期性地采集功耗数据；基于读写指令和功耗数据确定非易失性存储器的功耗性价比的技术方案，能够快速评测存储系统在读写情况下的实时功耗和性能，确定存储器功耗性价比。

需要特别指出的是，上述非易失性存储器功耗测试装置的实施例采用了所述非易失性存储器功耗测试方法的实施例来具体说明各模块的工作过程，本领域技术人员能够很容易想到，将这些模块应用到所述非易失性存储器功耗测试方法的其他实施例中。当然，由于所述非易失性存储器功耗测试方法实施例中的各个步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换之于所述非易失性存储器功耗测试装置也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在所述实施例之上。

以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。

应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。