T-CESA《企业级非易失性存储器(NVMe)固态盘模拟应用场景性能测试方法》

ICS31.200

CCSL56

团体标准

T/CESAXXXX—202X

企业级非易失性存储器(NVMe)固态盘

模拟应用场景性能测试方法

Simulatedapplicationscenariotestmethodsof

EnterpriseNVMeSSD

征求意见稿

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

已授权的专利证明材料为专利证书复印件或扉页，已公开但尚未授权的专利申

请证明材料为专利公开通知书复印件或扉页，未公开的专利申请的证明材料为专利

申请号和申请日期。

202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施

中国电子工业标准化技术协会发布

T/CESAXXXX—202X

目次

前  言...............................................................................1

1范围.................................................................................2

2规范性引用文件.......................................................................2

3术语和定义、缩略语...................................................................2

3.1术语和定义.........................................................................2

3.2缩略语.............................................................................3

4测试说明.............................................................................3

4.1测试物理环境要求..................................................................3

4.2测试硬件环境要求..................................................................3

4.3测试软件环境要求..................................................................3

4.4测试注意事项......................................................................4

4.5重复等级划分......................................................................4

4.6测试参数选用......................................................................4

4.7测试原理架构图....................................................................5

5性能测试.............................................................................5

5.1顺序/随机读写性能测试..............................................................5

5.2性能稳定性测试.....................................................................6

5.3文件系统性能测试...................................................................7

5.4写饱和测试.........................................................................7

5.5交差刺激恢复测试...................................................................8

5.6小区域读写压力验证测试.............................................................8

6读写一致性测试.......................................................................9

6.1文件多级读写一致性测试.............................................................9

6.2重启数据一致性....................................................................10

6.3遍历块大小数据一致性测试..........................................................10

7稳定性测试..........................................................................11

7.1热重启测试........................................................................11

7.2ACreboot测试.....................................................................12

7.3DCreboot测试.....................................................................12

7.4工作状态下发管理命令..............................................................13

7.5大压力测试........................................................................14

7.6主控重启测试......................................................................14

7.7服务质量指标QoS...................................................................15

7.8复位压力测试......................................................................16

8保护特性测试........................................................................16

8.1过热降速保护测试..................................................................16

8.2意外掉电保护测试..................................................................17

9可靠性测试..........................................................................18

9.1电压拉偏读写测试..................................................................18

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9.2高低温读写测试....................................................................19

9.3环境压力测试......................................................................19

T/CESAXXXX—202X

企业级非易失性存储器(NVMe)固态盘

模拟应用场景性能测试方法

1范围

本文件规定了企业级NVMe固态盘（以下简称NVMeSSD）的功能、性能、稳定性等测试方法。

本文件有别于针对企业级NVMeSSD产品设计层面的基本功能测试，主要适用于企业级NVMeSSD

在联机事务处理、人工智能、高性能计算、大数据分析、云计算等应用场景的模拟测试。

2规范性引用文件

本文件没有规范性引用文件。

3术语和定义、缩略语

3.1术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1.1

企业级NVMe固态盘EnterpriseNVMeSSD

可满足企业或数据中心应用需求的NVMe固态盘。

3.1.2

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。

3.1.3

线程数Thread

操作系统能够进行运算调度的最小单位。

3.1.4

队列深度Iodepth

在端口队列中等待服务的I/O请求数量。

3.1.5

容量capacity

被测SSD的相关说明上标注的存储空间大小。

注：用PB、TB、GB、MB、KB或PiB、PiB、TiB、GiB、MiB、KiB表示，其中：

a）1KB=103byte；

b）1MB=106byte；

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c）1GB=109byte；

d）1TB=1012byte；

e）1PB=1015byte；

f）1KiB=210byte；

g）1MiB=220byte；

h）1GiB=230byte；

i）1TiB=240byte；

j）1PiB=250byte。

3.2缩略语

下列缩略语适用于本文件。

AC：交流（AlternatingCurrent）

BS：块大小（BlockSize）

DC：直流（DirectCurrent）

FOB：全新的盘（FreshOutofBox）

I/O：输入/输出（Input/output）

IOPS：每秒输入输出次数（I/OPerSecond）

LBA：逻辑块地址（LogicBlockAddress）

Lat：延时（Latency）

NVMe：非易失性存储器标准（Non-VolatileMemoryExpress）

OS：操作系统（OperatingSystem）

PCIe：高速外设部件互联（PeripheralComponentInterconnect-Express）

P/E：编程/擦除（Program/Erase）

QoS：服务质量（QualityofService）

QD：队列深度（Queuedepth）

SSD：固态硬盘（SolidStateDisk）

SMART：自动检测分析及报告技术（Self-MonitoringAnalysisandReportingTechnology）

SPEC：规格（Specification）

4测试说明

4.1测试物理环境要求

除另有规定外，推荐测试标准大气条件为：

——温度：如无温度要求，测试环境温度为15℃～35℃；

——相对湿度：25%～75%；

——气压：86kPa～106kPa。

4.2测试硬件环境要求

符合被测SSD规格测试要求的服务器平台，如通用型服务器。

4.3测试软件环境要求

本标准要求的所有测试在未加特殊说明时，均应在下述环境下进行。

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a）软件环境至少包括操作系统和软件测试工具。

b）操作系统应符合被测SSD的使用要求。

c）所用的软件测试工具应满足以下条件：

1）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。

2）既能发送随机的I/O请求，也能发送顺序的I/O请求。

3）能够指定测试过程中所访问的LBA范围。

4）能够设置I/O传输的BS。

5）能够设置I/O读写比例。

6）能够设置I/O的随机比例。

7）能够设置队列深度。

8）能够针对不同的测试指标提供相应的输出信息。

9）保证所有测试步骤连续，防止被测SSD的状态在测试间歇产生不可预期的变化。

4.4测试注意事项

测试期间，为了确保测试结果真实可靠，应符合以下技术条件：

a）测试期间，应避免外界干扰对测试准确度的影响，测试设备引起的测试误差应符合器件产品

技术要求的规定。

b）测试期间，施于被测器件的电源电压误差应在规定值的±5％以内，施于被测器件的其它电

参量的准确度应符合器件产品技术要求的规定。

c）给器件加电前，应检查施加的电源电压和负载电流未超过被测器件产品技术要求的使用极限

条件，不能接反电源电压极性。

d）被测器件与测试系统连接或断开时，不应超过器件的使用极限条件。

e）测试期间，测试设备或操作者应避免因静电放电而引起器件失效。

f）测试期间，外界温度应符合4.1.1要求，SSD本身工作温度应该满足厂商提供的技术规格，

避免因温度变化而影响测试结果。

4.5重复等级划分

测试期间涉及重复次数等级可参考下表应符合表1的规定，如需增加或缩短测试时间可参考下表酌情

提高或减小重复等级。

表1重复等级表

重复等级重复次数

1级50

2级100

3级300

4级500

5级1000

4.6测试参数选用

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本测试方法选用的块大小、队列深度、线程数、读写形式、温度、时间等参数均为业内常用参数，

可以根据实际情况进行修改。

4.7测试原理架构图

待测固

升温工具（选用）

态盘

测试平台测试工具

图1测试原理架构图

5性能测试

5.1顺序/随机读写性能测试

5.1.1目的

验证SSD顺序/随机读写性能。

5.1.2测试原理

待测SSD接入测试平台后，使用测试工具模拟IO，对固态盘进行性能测试。

5.1.3测试条件

本测试项目需符合以下测试条件：

a）被测SSD与测试系统连接，确认被测SSD能正常工作。

b）测试平台已安装相关测试工具。

c）准备不同操作系统的服务器。

5.1.4测试步骤

本测试项目测试步骤如下：

a）根据被测SSD支持的PCIe协议，安装到服务器对应的PCIe插槽上。

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b）进入操作系统，安全擦除被测SSD，记录检测信息。

c）对全盘进行顺序写，直至被测SSD进入稳态。

d）遍历块大小（14816321282565121024）KiB，线程数可选遍历（148163264128），

队列深度可选遍历（148163264128），读写形式（顺序读1min，顺序写10min）

e）查看顺序读写性能测试报告、检测信息、日志信息，制作顺序读写性能图谱。

f）安全擦除被测SSD，记录检测信息。

g）对全盘进行随机写，直至被测SSD进入稳态。

h）遍历块大小（14816321282565121024）KiB，线程数可选遍历（148163264128），

队列深度可选遍历（148163264128），读写形式（随机读1min，随机写10min）。

i）查看随机读写性能测试报告、检测信息、日志信息，制作随机读写性能图谱。

j）挂载文件系统（ext4，xfs等）重复a-i。

k）测试平台挂载多盘，重复a-j。

l）在不同操作系统下再次进行测试，重复步骤a-k。

m）记录以上步骤的读写性能值。

注:对被测SSD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性能稳定性测试

5.2.1目的

验证SSD读写性能稳定性。

5.2.2测试原理

待测SSD接入测试平台后，使用测试工具模拟IO，对固态盘进行性能稳定性测试。

5.2.3测试条件

本测试项目需符合以下测试条件：

a）被测SSD与测试系统连接，确认被测SSD能正常工作。

b）测试平台已安装相关测试工具。

c）准备不同操作系统的服务器。

5.2.4测试步骤

本测试项目测试步骤如下：

a）根据被测SSD支持的PCIe协议，安装到服务器对应的PCIe插槽上。

b）进入操作系统，安全擦除被测SSD，记录检测信息、日志信息。

c）对被测SSD进行256KiB，1线程，128QD，顺序写4小时。

d）对被测SSD进行256KiB，1线程，128QD，顺序读0.5小时。

e）对被测SSD进行4KiB，8线程，32QD，随机写4小时。

f）对被测SSD进行4KiB，8线程，32QD，随机读0.5小时。

g）查看性能报告、检测信息、日志信息，制作性能稳定性图谱报告。

h）在不同操作系统下再次进行测试，重复步骤a-g。

i）取稳态状态下的性能平均值，统计性能变化幅度。

注:对被测SSD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SSD的相关说

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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文件系统性能测试

5.3.1目的

验证SSD文件系统性能。

5.3.2测试原理

待测SSD接入测试平台后，使用测试工具模拟IO，对固态盘进行文件系统性能测试。

5.3.3测试条件

本测试项目需符合以下测试条件：

a）被测SSD与测试系统连接，确认被测SSD能正常工作。

b）测试平台已安装相关测试工具。

c）准备不同操作系统的服务器。

5.3.4测试步骤

本测试项目测试步骤如下：

a）根据被测SSD支持的PCIe协议，安装到服务器对应的PCIe插槽上。

b）进入操作系统，安全擦除被测SSD。

c）对全盘进行读写，直至被测SSD进入稳态。然后通过测试工具进行文件系统性能测试。

d）查看读写性能报告。

e）在不同的操作系统，不同文件系统下再次测试，重复步骤a-d。

f）记录以上步骤文件系统读写性能值。

注:对被测SSD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SSD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写饱和测试

5.4.1目的

验证SSD读写饱和稳定性，测试SSD由FOB状态的连续刺激（例如RND4KiB写入）后达到稳态

后的反应。

5.4.2测试原理

待测SSD接入测试平台后，使用测试工具模拟IO，对固态盘进行写饱和测试。

5.4.3测试条件

本测试项目需符合以下测试条件：

a）被测SSD与测试系统连接，确认被测SSD能正常工作。

b）测试平台已安装相关测试工具。

c）准备不同操作系统的服务器。

5.4.4测试步骤

本测试项目测试步骤如下：

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a）根据被测SSD支持的PCIe协议，安装到服务器对应的PCIe插槽上。

b）进入操作系统，安全擦除被测SSD，记录检测信息、日志信息。

c）对被测SSD进行4KiB,4倍容量随机写（或者24小时）。

d）每隔1s记录IOPS的时间曲线。

e）查看SMART信息无报错及异常。

f）绘制IOPS性能图谱，观察曲线下降幅度及振幅。

g）在不同操作系统下再次进行测试，重复步骤a-f。

h）统计IOPS性能的下降幅度及振幅。

注:对被测SSD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SSD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。

5.5交差刺激恢复测试

5.5.1目的

验证SSD从大块顺序写到小块随机写和返回到大块顺序写的转换的性能。

5.5.2测试原理

待测SSD接入测试平台后，使用测试工具模拟IO，对固态盘进行交差刺激恢复测试。

5.5.3测试条件

本测试项目需符合以下测试条件：

a）被测SSD与测试系统连接，确认被测SSD能正常工作。

b）测试平台已安装相关测试工具。

c）准备不同操作系统的服务器。

5.5.4测试步骤

本测试项目测试步骤如下：

a）根据被测SSD支持的PCIe协议，安装到服务器对应的PCIe插槽上。

b）进入操作系统，安全擦除被测SSD，记录检测信息、日志信息。

c）对被测SSD进行1024KiB顺序写8小时

d）对被测SSD进行8KiB随机写6小时

e）对被测SSD进行1024KiB顺序写8小时

f）每隔1s记录IOPS的时间曲线。

g）查看SMART信息无报错及异常。

h）绘制IOPS性能图谱，观察曲线下降幅度及振幅。

i）在不同操作系统下再次进行测试，重复步骤a-h。

j）查看日志信息，硬盘信息是否正确，统计读写性能和变化幅度。

注:对被测SSD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SSD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。

5.6小区域读写压力验证测试

5.6.1目的

验证SSD小区域读写压力性能。

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5.6.2测试原理

待测SSD接入测试平台后，使用测试工具模拟IO，小区域读写压力验证，写入盘片时，需要设置

主机端dio=1，以便使数据直达盘片。

5.6.3测试条件

本测试项目需符合以下测试条件：

a）被测SSD与测试系统连接，确认被测SSD能正常工作。

b）测试平台已安装相关测试工具。

c）准备不同操作系统的服务器。

5.6.4测试步骤

本测试项目测试步骤如下：

a）盘片样本量为4pcs，对盘进行全盘100%顺序写入2遍:bs=128KiB,QD=1，直至被测SSD进入稳

态。

b）对盘片进行小数据块全盘随机写2小时：4KiBQD=32。

c）对盘片进行1G限定范围内的持续读写操作，举例：随机，R:W=7：3，bs=4KiB,QD=32，job=1，

持续180小时；切换至随机，R:W=3：7，bs=4KiB,QD=32,job=1，持续180小时。

d）检查盘片状态。

e）检查被测SSD状态、速率等信息，查看系统日志。

f）查看硬盘信息、系统日志有无报错，统计读写性能和变化幅度。

注:对被测SSD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SSD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。

6读写一致性测试

6.1文件多级读写一致性测试

6.1.1目的

验证SSD文件多级读写一致性。

6.1.2测试原理

待测SSD接入测试平台后，使用测试工具模拟IO，对固态盘进行文件多级读写一致性测试，多次

读写的数据保持完全相同。

6.1.3测试条件

本测试项目需符合以下测试条件：

a）被测SSD与测试系统连接，确认被测SSD能正常工作。

b）测试平台已安装相关测试工具。

c）准备不同操作系统的服务器。

6.1.4测试步骤

本测试项目测试步骤如下：

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a）根据被测SSD支持的PCIe协议，安装到服务器对应的PCIe插槽上。

b）进入操作系统，安全擦除被测SSD。

c）记录被测SSD检测信息、日志信息。

d）被测SSD创建分区，格式化文件系统，挂载。

e）切换到被测SSD挂载的目录下，创建子目录，写入1GB二进制文件到子目录。

f）循环复制子目录，直到接近写满被测SSD。

g）分别将第100、500、1000、最后一个创建的子目录与首个创建的子目录中的文件进行对比，

数据保持完全一致。

h）查看被测SSD的检测信息、日志信息，并和最开始收集的信息做比对。

i）不同的操作系统，再次测试，重复步骤a-h。

j）硬盘检查信息正确，系统日志无报错，信息比对一致，则本项测试通过，否则本项测试不通

过。

6.2重启数据一致性

6.2.1目的

验证SSD多次重启后的数据一致性。

6.2.2测试原理

待测SSD接入测试平台后，对固态盘进行多次重启，验证文件数据一致性。

6.2.3测试条件

本测试项目需符合以下测试条件：

a）被测SSD与测试系统连接，确认被测SSD能正常工作。

b）测试平台已安装相关测试工具。

c）准备不同操作系统的服务器。

6.2.4测试步骤

本测试项目测试步骤如下：

a）根据被测SSD支持的PCIe协议，安装到服务器对应的PCIe插槽上。

b）进入操作系统，安全擦除被测SSD。

c）记录被测SSD检测信息、日志信息。

d）对被测SSD进行写操作。

e）重启服务器。

f）对被测SSD进行读操作，并校验数据。

g）重复步骤d-f，重复次数参考章节4.1.5，本项测试重复等级暂设为1级。

h）查看被测SSD的检测信息、日志信息，并和最开始收集的信息做比对。

i）在不同的操作系统再次进行测试，重复步骤a-h。

j）若每次重启后日志无报错，数据校验正确，硬盘可以被正常识别并使用，则本项测试通过，

否则本项测试不通过。

6.3遍历块大小数据一致性测试

6.3.1目的

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验证SSD遍历块大小的数据一致性。

6.3.2测试原理

待测SSD接入测试平台后，使用测试工具模拟IO遍历块大小，验证数据一致性。

6.3.3测试条件

本测试项目需符合以下测试条件：

a）被测SSD与测试系统连接，确认被测SSD能正常工作。

b）测试平台已安装相关测试工具。

c）准备不同操作系统的服务器。

6.3.4测试步骤

本测试项目测试步骤如下：

a）根据被测SSD支持的PCIe协议，安装到服务器对应的PCIe插槽上。

b）进入操作系统，安全擦除被测SSD。

c）记录被测SSD检测信息、日志信息。

d）使用测试工具对被测SSD施加压力，遍历块大小（0.5123481024）KiB，队列深度为1，

线程为1，并校验数据。

e）查看被测SSD的检测信息、日志信息，并和最开始收集的信息做比对。

f）在不同的操作系统再次进行测试，重复步骤a-e。

g）硬盘信息检查正确，日志信息无报错，数据校验均正确，则本项测试通过，否则本项测试不

通过。

7稳定性测试

7.1热重启测试

7.1.1目的

验证SSD热重启后读写性能正常，日志信息正常。

7.1.2测试原理

待测SSD接入测试平台后，使用测试工具对测试平台进行热重启，并查看被测SSD的读写性能及

相关信息。

7.1.3测试条件

本测试项目需符合以下测试条件：

a）被测SSD与测试系统连接，确认被测SSD能正常工作。

b）测试平台已安装相关测试工具。

c）准备不同操作系统的服务器。

7.1.4测试步骤

本测试项目测试步骤如下：

a）若干被测SSD插入服务器插槽，服务器上电。

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b）重启服务器重新识别盘序，确定盘序正确。

c）记录被测SSD检测信息、日志信息。

a）多次重启服务器，重复次数参考章节4.1.5，本项测试重复等级暂设为4级。

d）每次重启检测被测SSD的盘序、检测信息、日志信息是否异常。

e）每次开机后对被测SSD施加读写操作。

f）对比每次被测SSD检测信息，读写性能。

g）在不同的操作系统再次进行测试，重复步骤a-f。

h）查看硬盘信息、日志信息有无报错，记录读写性能。

注:对被测SSD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SSD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。

7.2ACreboot测试

7.2.1目的

验证SSDACreboot后读写性能正常，日志信息正常。

7.2.2测试原理

待测SSD接入测试平台后，使用测试工具对测试平台进行冷重启，并查看被测SSD的读写性能及

相关信息。

7.2.3测试条件

本测试项目需符合以下测试条件：

a）被测SSD与测试系统连接，确认被测SSD能正常工作。

b）测试平台已安装相关测试工具。

c）准备不同操作系统的服务器。

7.2.4测试步骤

本测试项目测试步骤如下：

a）若干被测SSD插入服务器插槽，服务器上电。

b）重启服务器重新识别盘序，确定盘序正确。

c）记录被测SSD检测信息、日志信息。

d）使用测试工具对服务器进行ACreboot，重复不低于500次，重复等级可参考章节4.1.5。

e）每次开机后检查被测SSD的盘序、检测信息、日志信息是否异常。

f）每次开机后对被测SSD施加读写操作。

g）对比每次被测SSD检测信息，读写性能。

h）在不同的操作系统再次进行测试，重复步骤a-g。

i）查看硬盘信息、日志信息有无报错，记录读写性能。

注:对被测SSD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SSD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。

7.3DCreboot测试

7.3.1目的

验证SSDDCreboot后读写性能正常，日志信息正常。

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7.3.2测试原理

待测SSD接入测试平台后，使用测试工具对测试平台进行冷重启，并查看被测SSD的读写性能及

相关信息。

7.3.3测试条件

本测试项目需符合以下测试条件：

d）被测SSD与测试系统连接，确认被测SSD能正常工作。

e）测试平台已安装相关测试工具。

f）准备不同操作系统的服务器。

7.3.4测试步骤

本测试项目测试步骤如下：

a）若干被测SSD插入服务器插槽，服务器上电。

b）重启服务器重新识别盘序，确定盘序正确。

c）记录被测SSD检测信息、日志信息。

d）使用测试工具对服务器进行DCreboot，重复不低于500次，重复等级可参考章节4.1.5。

e）每次开机后检查被测SSD的盘序、检测信息、日志信息是否异常。

f）每次开机后对被测SSD施加读写操作。

g）对比每次被测SSD检测信息，读写性能。

h）在不同的操作系统再次进行测试，重复步骤a-g。

i）查看硬盘信息、日志信息有无报错，记录读写性能。

注:对被测SSD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SSD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。

7.4工作状态下发管理命令

7.4.1目的

验证SSD工作状态下发管理命令，读写性能波动正常，日志信息正常。

7.4.2测试原理

待测SSD接入测试平台后，使用测试工具被测SSD进行模拟IO，下发管理命令，查看被测SSD的

IO性能和日志信息。

7.4.3测试条件

本测试项目需符合以下测试条件：

a）被测SSD与测试系统连接，确认被测SSD能正常工作。

b）测试平台已安装相关测试工具。

c）准备不同操作系统的服务器。

7.4.4测试步骤

本测试项目测试步骤如下：

a）根据被测SSD支持的PCIe协议，安装到服务器对应的PCIe插槽上。

b）进入操作系统，安全擦除被测SSD。

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c）记录被测SSD检测信息、日志信息。

d）读写压力起来后，对SSD下发NVMe管理命令。

e）查看被测SSD读写性能。

f）查看被测SSD的检测信息、日志信息，并和最开始收集的信息做比对。

g）在不同的操作系统再次进行测试，重复步骤a-f。

注:对被测SSD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SSD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。

7.5大压力测试

7.5.1目的

验证SSD的大压力IO下的读写性能。

7.5.2测试原理

待测SSD接入测试平台后，使用测试工具被测SSD进行模拟大压力IO，查看被测SSD的IO性能和

日志信息。

7.5.3测试条件

本测试项目需符合以下测试条件：

a）被测SSD与测试系统连接，确认被测SSD能正常工作。

b）测试平台已安装相关测试工具。

c）准备不同操作系统的服务器。

7.5.4测试步骤

本测试项目测试步骤如下：

a）根据被测SSD支持的PCIe协议，安装到服务器对应的PCIe插槽上。

b）进入操作系统，安全擦除被测SSD。

c）记录被测SSD检测信息、日志信息。

d）对被测SSD下发大压力顺序写10分钟命令(bs=512k,线程为12,队列深度为1024),内存锁定为

1G。

e）对被测SSD下发大压力随机写10分钟命令(bs=512k,线程为12,队列深度为1024),内存锁定为

1G。

f）查看被测SSD的检测信息、日志信息，并和最开始收集的信息做比对。

g）在不同的操作系统再次进行测试，重复步骤a-f。

h）查看硬盘信息、日志信息有无报错，记录读写性能。

注:对被测SSD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SSD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。

7.6主控重启测试

7.6.1目的

验证SSD的主控重启。

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T/CESAXXXX—202X

7.6.2测试原理

待测SSD接入测试平台后，使用测试工具被测SSD进行模拟IO，并对被测SSD的主控进行重启，

查看IO性能和日志信息。

7.6.3测试条件

本测试项目需符合以下测试条件：

a）被测SSD与测试系统连接，确认被测SSD能正常工作。

b）测试平台已安装相关测试工具。

c）准备不同操作系统的服务器。

7.6.4测试步骤

本测试项目测试步骤如下：

a）根据被测SSD支持的PCIe协议，安装到服务器对应的PCIe插槽上。

b）进入操作系统，安全擦除被测SSD。

c）记录被测SSD检测信息、日志信息。

d）对被测SSD施加读写操作。

e）对被测SSD主控进行重启。

f）重复步骤c-e，重复次数参考章节4.1.5，本项测试重复等级暂设为1级。

g）查看被测SSD的检测信息、日志信息，并和最开始收集的信息做比对。

h）在不同的操作系统再次进行测试，重复步骤a-g。

i）查看硬盘信息、日志信息有无报错，记录读写性能。

注:对被测SSD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SSD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。

7.7服务质量指标QoS

7.7.1目的

验证SSD的服务质量QoS。

7.7.2测试原理

待测SSD接入测试平台后，使用测试工具被测SSD进行模拟IO，查看被测SSD的QoS是否符合SPEC

规范。

7.7.3测试条件

本测试项目需符合以下测试条件：

a）被测SSD与测试系统连接，确认被测SSD能正常工作。

b）测试平台已安装相关测试工具。

c）准备不同操作系统的服务器。

7.7.4测试步骤

本测试项目测试步骤如下：

a）根据被测SSD支持的PCIe协议，安装到服务器对应的PCIe插槽上。

b）进入操作系统，安全擦除被测SSD。

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T/CESAXXXX—202X

c）全盘顺序写至被测SSD进入稳态，对被测SSD进行4KiB，QD=1/128顺序读写，记录平均时延，

99%，99.99%的延迟时间。

d）全盘随机写至被测SSD进入稳态，对被测SSD进行4KiB，QD=1/128随机读写，记录平均时延，

99%，99.99%的延迟时间。

e）整理汇总延时数据。

f）在不同的操作系统再次进行测试，重复步骤a-e。

g）记录时延数据。

注:对被测SSD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SSD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。

7.8复位压力测试

7.8.1目的

验证SSD的复位压力性能。

7.8.2测试原理

待测SSD接入测试平台后，使用测试工具被测SSD进行模拟IO、Copy及Compare。

7.8.3测试条件

本测试项目需符合以下测试条件：

a）被测SSD与测试系统连接，确认被测SSD能正常工作。

b）测试平台已安装相关测试工具。

c）准备不同操作系统的服务器。

7.8.4测试步骤

本测试项目测试步骤如下：

a）根据被测SSD支持的PCIe协议，安装到服务器对应的PCIe插槽上。

b）进入操作系统，安全擦除被测SSD，恢复FOB状态。

c）对被测SSD写入文件。

d）使用测试脚本进行copy及compare。

e）测试平台进行reboot，重复次数参考章节4.1.5，重复等级暂设为2级。

f）每次重启查询被测SSD信息及日志信息，校验复制的文件与原文件是否一致。

g）在不同的操作系统再次进行测试，重复步骤a-f。

h）被测SSD信息检查正确，日志信息无报错，文件校验正确，则本项测试通过，否则本项测试

不通过。

8保护特性测试

8.1过热降速保护测试

8.1.1目的

验证SSD的过热降速保护。

8.1.2测试原理

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待测SSD接入测试平台后，使用升温工具对被测SSD进行升温，使用测试工具对被测SSD施加IO，

查看被测SSD的IO性能曲线及日志信息。

8.1.3测试条件

本测试项目需符合以下测试条件：

a）被测SSD与测试系统连接，确认被测SSD能正常工作。

b）测试平台已安装相关测试工具。

c）准备不同操作系统的服务器。

d）准备升温工具。

8.1.4测试步骤

本测试项目测试步骤如下：

a）根据被测SSD支持的PCIe协议，安装到服务器对应的PCIe插槽上。

b）进入操作系统，安全擦除被测SSD，对被测盘顺序写至被测SSD进入稳态。

c）对被测SSD施加IO，并记录实时带宽信息。

d）记录被测SSD温度，并记录实时温度信息。

e）对被测SSD进行升温。

f）温度升至过热保护阈值后，记录温度警告计数是否正常。

g）温度升至严重过热保护阈值后，等待被测SSD的IO性能及温度恢复正常。

h）制作带宽、温度随时间变化的图谱曲线。

i）在不同的操作系统再次进行测试，重复步骤a-h。

j）被测SSD达到阈值温度后性能变低，记录阈值温度、性能变化策略。

注:对被测SSD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SSD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。

8.2意外掉电保护测试

8.2.1目的

验证SSD的意外掉电保护。

8.2.2测试原理

待测SSD接入测试平台后，使用测试工具对测试平台意外掉电，查看被测SSD的IO性能及日志信

息。

8.2.3测试条件

本测试项目需符合以下测试条件：

a）被测SSD与测试系统连接，确认被测SSD能正常工作。

b）测试平台已安装相关测试工具。

c）准备不同操作系统的服务器。

8.2.4测试步骤

本测试项目测试步骤如下：

a）根据被测SSD支持的PCIe协议，安装到服务器对应的PCIe插槽上。

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T/CESAXXXX—202X

b）记录被测盘检测信息、日志信息。

c）对被测SSD分别作为空盘时、写入数据25%时、写入数据50%时、写入数据85%以及写入数据100%

时分别异常掉电测试，每次掉电和通电时间间隔为3秒。

d）当正常写入数据时，对被测SSD进行异常掉电。

e）当删除数据时进行异常掉电。

f）当被测SSD读取文件时异常掉电。

g）当正常关机过程中异常掉电。

h）当正常启动操作系统时异常掉电。

i）重新上电检查被测SSD能否被识别，正常工作，硬盘信息是否正确，已写入的数据是否丢失，

系统日志信息是否报错等。

j）被测SSD可以被正常识别，硬盘信息检查正确，日志信息无报错，已写入信息无丢失，则本

项测试通过，否则本项测试不通过。

9可靠性测试

9.1电压拉偏读写测试

9.1.1目的

验证SSD的电压拉偏情况下的读写性能。

9.1.2测试原理

待测SSD接入测试平台后，使用测试工具对测试平台进行电压拉偏，查看被测SSD的IO性能及日

志信息。

9.1.3测试条件

本测试项目需符合以下测试条件：

a）被测SSD与测试系统连接，确认被测SSD能正常工作。

b）测试平台已安装相关测试工具。

c）准备不同操作系统的测试平台。

9.1.4测试步骤

本测试项目测试步骤如下：

a）根据被测SSD支持的PCIe协议，安装到测试平台对应的PCIe插槽上。

b）记录被测SSD检测信息、日志信息。

c）高温（70℃）进行高低电压拉偏（±10%）。

d）施加24小时读写IO，记录性能。

e）低温（0℃）进行高低电压拉偏（±10%）。

f）施加24小时读写IO，记录性能。

g）查看日志信息、硬盘检测信息、IO速度等。

h）更换测试系统，测试平台重复步骤a-g。

i）查看硬盘信息、日志信息有无报错，记录读写性能。

注:对被测SSD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SSD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。

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T/CESAXXXX—202X

9.2高低温读写测试

9.2.1目的

验证SSD的高低温读写测试

9.2.2测试原理

待测SSD接入测试平台后，改变测试平台环境温度，查看被测SSD的IO性能及日志信息。

9.2.3测试条件

本测试项目需符合以下测试条件：

a）被测SSD与测试系统连接，确认被测SSD能正常工作。

b）测试平台已安装相关测试工具。

c）准备不同操作系统的测试平台。

9.2.4测试步骤

本测试项目测试步骤如下：

a）根据被测SSD支持的PCIe协议，安装到测试平台对应的PCIe插槽上。

b）被测SSD进行格式化，预处理。

c）使被测SSD在高温70℃下全盘写满，连续读24小时。

d）使被测SSD在低温0℃下全盘写满，连续读24小时。

e）查看日志信息、硬盘检测信息、IO速度等。

f）更换测试系统，测试平台重复步骤a-e。

g）查看硬盘信息、日志信息有无报错，记录读写性能。

注:对被测SSD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SSD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。

9.3环境压力测试

9.3.1目的

验证SSD的在不同温度环境下的硬盘性能。

9.3.2测试原理

待测SSD接入测试平台后，使用测试工具改变测试平台的环境温度，对被测盘的施加IO，检查SPEC

性能，查看日志信息。

9.3.3测试条件

本测试项目需符合以下测试条件：

a）被测SSD与测试系统连接，确认被测SSD能正常工作。

b）测试平台已安装相关测试工具。

c）准备不同操作系统的测试平台。

9.3.4测试步骤

本测试项目测试步骤如下：

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T/CESAXXXX—202X

a）根据被测SSD支持的PCIe协议，安装到测试平台对应的PCIe插槽上。

b）记录被测SSD检测信息、日志信息。

c）通过连接线的方式将被测SSD单独放置到温度箱中,无其他散热装置。

d）128KiB顺序写，队列深度32，运行测试程序。

e）通过SMART或者sensor监测SSD的实时温度。

f）将温度箱设置为时长1小时，温度从0℃升到x℃(湿度80%非凝露，x为设备SPEC温度+5度)，

g）运行时间1小时并记录运行结果。

h）将温度箱设置为时长1小时，温度从x℃降到-5℃(x为设备SPEC温度)，运行时间1小时并记录

运行结果。

i）查看硬盘信息、日志信息有无报错，记录读写性能。

注:对被测SSD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SSD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。

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中国电子工业标准化技术协会

团体标准《企业级非易失性存储器(NVMe)固态盘模拟应用场

景性能测试方法》（征求意见稿）编制说明

一、工作简况

1、项目来源和工作单位

2023年5月9日，根据中国电子工业标准化协会下达《关于公布2023年第四批

团体标准制修订项目的通知》(中电标通〔2023〕013号)，团体标准《企业级非

易失性存储器(NVMe)固态盘模拟应用场景性能测试方法》制定项目正式立项，该

项目计划号为CESA-2023-047。任务下发后，由江苏华存电子科技有限公司牵头，

起草单位包括江苏华存电子科技有限公司、中国长城科技集团股份有限公司、江

苏航天七零六信息科技有限公司、广州广电五舟科技股份有限公司、百信信息技

术有限公司、天固信息安全系统(深圳)有限公司、深圳市朗科科技股份有限公

司、无锡中微腾芯电子有限公司、中国电子技术标准化研究院、中国电子科技集

团公司第五十八研究所等。归口单位为中国电子工业标准化技术协会和江苏华存

电子科技有限公司。

2、主要工作过程：

（一）标准预研

近几年来，随着闪存存储模块产品的技术持续推进与价格越发亲民，大规模

的应用随之而起，从个人外接式应用(如存储卡、U盘等)，到行动装置内嵌式应

用(如eMMC、UFS等)，再到个人计算器的取代机械式硬盘(如SATA固态硬盘、PCIe

固态硬盘等)，目前就连服务器的存储也改用PCIe固态硬盘，以加速服务器内存

储子系统的效能。在即将到来的5G是万物智能联网的时代，加上AI算法在云端/

边缘高速计算后回传给智能装置，万物互连会形成一个大的AI数据网络，而网内

的云端服务器/边缘装置，将需要一个可以优化服务器的PCIe固态硬盘来当作储

存装置。

在固态盘产品领域，盘控芯片相当于计算机的CPU，决定了固态盘的效能，

也决定了信息安全的关卡。虽然在不同接口的应用场景下，国际的标准协会有针

对部分接口协议制定标准，但是盘控芯片与固态盘其他部分测试流程标准并无统

中国电子工业标准化技术协会

一规范。亟待开展国内高性能存储器标准编制，让国内盘控芯片与固态盘厂商共

同遵循我国自主制定的标准。

2023年由江苏华存电子科技有限公司牵头，联合产业链参与单位对企业级

NVMeSSD的各种应用场景需求进行了调研和分析，初步确定了企业级非易失性存

储器(NVMe)固态盘模拟应用场景性能测试方法的标准方案。

（二）标准立项

2023年4月，由江苏华存电子科技有限公司牵头，联合中国长城科技集团股

份有限公司、江苏航天七零六信息科技有限公司、广州广电五舟科技股份有限公

司、百信信息技术有限公司、天固信息安全系统(深圳)有限公司、深圳市朗科

科技股份有限公司、无锡中微腾芯电子有限公司、中国电子技术标准化研究院、

中国电子科技集团公司第五十八研究所等多家单位，在中国电子工业标准化技术

协会内申请立项，并通过评审，成为协会正式标准制定项目。

（三）标准编制过程

2023年6月，江苏华存电子科技有限公司组织参编单位启动第一轮标准编制

工作。具体工作包括确定研讨方向，制定标准框架，邀请相关单位和参会人员，

确定研讨会召开方式和时间安排，根据参会者工作背景分组以便开展方案详细论

证。

2023年1月份以来，企业级NVMe固态盘模拟应用场景性能测试方法编制工作

组组织开展了相关的方案讨论。具体讨论内容包括：

1.标准申请类型及流程。

2.标准申请的时间计划。

3.标准申请的准备事项。

4.企业级NVMeSSD性能测试。

5.企业级NVMeSSD读写一致性测试。

6.企业级NVMeSSD稳定性测试。

7.企业级NVMeSSD保护特性测试。

8.企业级NVMeSSD可靠性测试。

标准编制组通过相关方案的讨论后，完成了初版，现拟向社会征求意见。

3、主要起草人及其所做的工作

中国电子工业标准化技术协会

本标准由江苏华存电子科技有限公司牵头组织编制，参与标准编制的成员单

位有江苏华存电子科技有限公司、中国长城科技集团股份有限公司、广州广电五

舟科技股份有限公司、中国电子科技集团公司第五十八研究所、无锡中微腾芯电

子有限公司、江苏航天七零六信息科技有限公司、百信信息技术有限公司、天固

信息安全系统（深圳）有限公司、深圳市朗科科技股份有限公司等多家单位。中

国电子技术标准化研究院牵头负责标准化工作的组织、协调和标准文本的编制工

作，江苏华存电子科技有限公司提供了企业级NVMeSSD性