测试探究SSD固态硬盘性能下降的谜题

I/O密集型压力测试过程

正如前面提到的，我们先在干净的磁盘上执行基准测试，然后执行I/O密集型压力测试，最后再次执行基准测试，并将前后两次基准测试的结果进行对比，基准测试的设置已经讨论过了，但“折磨”(压力)测试还需要进一步说明。

I/O密集型测试的目的是为了考验底层存储介质的性能，顺带也测试了文件系统的性能，注意我们要测试的是一块英特尔SSD，从测试结果看各种提高性能的技术究竟对性能有何影响，因此I/O密集型测试也要针对各种文件大小和记录大小进行测试，我们选择的测试工具是IOR，它是一款基于MPI的I/O基准测试工具，支持N-N(N个客户端读/写N个文件)和N-1(N个客户端读/写单个文件)性能测试。根据测试的类型，IOR有很多选项，但最基本的是方法是将文件分解成多个段，段再按顺序分解成块，块上的数据以“t”为单位进行传输(t表示传输大小)，下图显示了一个文件是如何用这些参数构造的。

图1 IOR文件布局

为简单起见，段大小和块大小设为一样，即一个段只包含一个块。

我们运行了两个IOR命令，每个重复执行10次，第一个IOR命令如下：

　　mpirun -np 4 -machinefile ./machinefile ./IOR -a POSIX -b 64k -F -i 10 -s 200000 -t 4k

其中“mpirun -np 4 -machinefile ./machinefile”全部是MPI命令选项。

　　-np 4：表示进程数为4。

　　-machinefile ./machinefile：指定主机名列表的位置，由于我们是在单机上测试，因此只列出了本系统的主机名，每个测试对应一条，因此总共有4条记录。

　　./IOR：可执行文件的名称。

IOR的真正运行参数是放在可执行文件IOR之后的，参数解释如下：

　　-a POSIX：告诉IOR使用POSIX API(不是MPI-IO或其它API)。
　　-b 64k：块大小，这里是64KB。
　　-F：告诉IOR每个进程使用一个文件。
　　-i 10：告诉IOR运行10次测试。
　　-s 200000：告诉IOR段的数量，这里是200000。
　　-t 4k：告诉IOR传输大小，这里是4KB。
　　-vv：告诉IOR输出详细信息。

IOR将会使用前面的参数执行读和写测试，你可以根据块大小计算出文件的大小，每个段的块数，以及段的数量，下面我们略去了IOR的输出内容。但是从输出结果可以看出文件的总大小是48.83GB，需要注意的是，文件大小必须控制在64GB以内，因为磁盘格式化后的总大小才58.7GB，在前面的部分测试中，IOR在测试系统上运行时用时7分钟。

第二个IOR命令和第一个类似，但块大小，传输大小和段数量不同，命令如下：

　　mpirun -np 4 -machinefile ./machinefile ./IOR -a POSIX -b 1M -F -i 10 -s 14000 -t 256k

下面我们同样略去了大部分代码，只展示部分输出结果如下：

　　Operation Max (MiB) Min (MiB) Mean (MiB) Std Dev Max (OPs) Min (OPs) Mean (OPs) Std Dev Mean (s)Op grep #Tasks tPN reps fPP reord reordoff reordrand seed segcnt blksiz xsize aggsize

　　--------- --------- --------- ---------- ------- --------- --------- ---------- ------- -------

　　write 197.95 197.68 197.79 0.09 0.06 0.06 0.06 0.00 283.12821 4 4 10 1 0 1 0 0 14000 1048576 262144 58720256000 -1 POSIX EXCEL

　　read 242.10 241.06 241.56 0.31 0.07 0.07 0.07 0.00 231.82731 4 4 10 1 0 1 0 0 14000 1048576 262144 58720256000 -1 POSIX EXCEL

　　Max Write: 197.95 MiB/sec (207.56 MB/sec)

　　Max Read: 242.10 MiB/sec (253.86 MB/sec)

　　Run finished: Tue Sep 28 11:57:59 2010

这次IOR测试使用更大的文件(54.69GB)，测试耗时近90分钟。

和I/O密集型测试一样，这两个IOR命令各运行了10次，但文件大小更大，给磁盘带来的压力也更大。