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【精密鼓风干燥烤箱】固态常规评测与高温老化测试方案——以建兴睿速T9分析

作家:吴思古

最近看了很多固态测试。笔者也做了一个简单的整理,摸索出了固体测试的一些惯例和非正式,正好以几年前最近曝光较多的建兴和速度T9为例进行整理。

先晒一下产品照片:

建兴(LITEON) 睿速系列 T9 128G SATA3 固态硬盘

对于一般的用户,粗略的测试固态使用以下两款软件就可以了:

一、AS SSD Benchmark:检测AHCI和Trim (SSD固态硬盘速度检测工具)

本质是一款SSD性能测试软件。通过跑分,并和正常数据对比,我们也能够判断SSD是否运行在正常状态下。

以T9为例:

1、Seq(连续读写):即持续测试,AS SSD会先以16MB的尺寸为单位,持续向受测分区写入,生成1个达到1GB大小的文件,然后再以同样的单位尺寸读取这个文件,最后计算橱平均成绩,给出结果。测试完毕会立刻删除测试文件;

2、4K(4k单队列深度):即随机单队列深度测试,测试软件以512KB的单位尺寸,生成1GB大小的测试文件,然后在其地址范围(LBA)内进行随机4KB单位尺寸进行写入和读取测试,直到跑遍这个范围为止,最后计算平均成绩给出结果。由于有生成步骤,本测试对硬盘会产生一共2GB的数据写入量,测试完毕之后文件会暂时保留;

3、4K-64Thrd(4k 64队列深度):即随机64队列深度测试,软件会生成64个16MB大小的测试文件(共计1GB),然后同时以4KB的单位尺寸,同时在这64个文件中进行写入和读取,最后以平均成绩为结果,产生2GB的数据写入量。测试完毕之后会立刻删除测试的文件;

4、Acc.time(访问时间):即数据存取时间测试,以4KB为单位尺寸随机读取全盘地址范围(LBA),以512B为写入单位尺寸,随机写入保留的1GB地址范围内,最后以平均成绩给出测试结果。

5、左上角部分以判断固态是否安装正常:ahci是否OK,下面的数字是否为1024的倍数。

二、CrystalDiskInfo:检测SSD信息

CystalDiskInfo通过读取S.M.A.R.T来判断硬盘的健康状态,我们可以通过CrystalDiskInfo查看SSD的通电时间、Trim支持、P/E次数等特性。每一个品牌对于CDI的设定都不同。这里以T9简单举例一下。建兴的SMART读取是非常封闭的,总结了一些规律:上方会是一些固态的常见信息:如健康度、温度、固件版本、通电情况等。

传输模式:我特地将固态插到SATA2下給大家看到一些区别,这里我们会看到两个值,SATA/300和SATA/600。白话说,前者为你的接口,如SATA/300代表你的固态插到了SATA2接口上,而后者为你的固态所支持的接口,一般现在都是SATA3.

B1:这里是一个磨损技术,如果是建兴T9新版的固件,每掉1个值,就代表你消耗了100个PE(值得注意的是,100-99时其实是不足100个pe的,所以会比较快)

C7:如果C7发生错误,或数值一直在长,一般代表你的数据线或接口有问题。

F1:这里可以简单计算固态的写入,建兴的计算为数值*32/1024为你实际写入值。

因为建兴对外宣传使用原厂eMLC颗粒,达到10000次PE。可近日有媒体测试填盘6500次PE后,做高温老化测试(计划测试85度360小时,测试到24小时为一个阶段)发生掉盘。这引发了笔者的兴趣,由于高温老化测试非一般用户可以进行(受限于设备、测试方案),本着实事求是的态度,笔者查阅了一些文献,制作了一版固态高温老化测试方案。

注:常规的用户测试受限于设备、专业度一定会存在误差,本文作抛砖引玉固态的高温老化测试,需基于JESD(固态半导体工业可靠性标准)。

在JESD47中,有如下表格:

写到”Cycles per NVCE”,我们简单做一下翻译:如果需要做HTDR(dataretention)之前,需要先完成相对应的NVCE(endurance)测试,换句话说,HTDR的测试温度与时间跟NVCE。在什么温度下测试是有相关联的。

即固态在如果需要满足在125度下高温老化测试10个小时(相当于55度下存放一年,85度下存放360小时),一定要搭配NVCE 85C + 各特地的 delay time才行。在原文中有这样的记叙:

其实这样的测试对于普通用户是无法进行的。我取用了媒体测试中的几张图:

经过上文的普及,大家已经可以看到NVCE测试温度为50度(其实不是恒温也是不严谨的,文中提到最高超过55度)。这应该是比较符合民间测试的一个测试环境,那么此处应该使用的标准为?我们继续看JESD标准:应该是要根据 JESD218A 的测试方式,66C 96hrs / 52C500hrs,而不是85C 360hrs。

严格说起來,其实如上面媒体的测试环境,连endurance 测试的方式也不是完全follow JESD218A 的测试方式。不过JESD218这已经是最为准确也最接近常规测试环境的标准(如一直在说的,民用级别无法完全达到工业的测试标准)。

基于以上的文献背景,我们发现高温老化测试是一个需要严格变量控制的测试,也有自己的测试准则,我们开始制定固态的高温老化测试方案:

首先我们需要进行填盘测试:

我们可以通过Anvil's Storage Utilities的Endurance test耐久性测试功能进行。该功能可以连续不断地对SSD进行写入,并记录、显示已对SSD总共写入了多少数据量、每小时、每天写入的数据量等详细信息。然后进行高温老化部分,企业级和消费级的消费级在标准上是有一定区别的,我简单注释了一下JESD 218的方案:

由于T9使用的为eMLC颗粒,所以选用企业级的标准,推算40度下存放3个月在高温下所对应的时间。

T9 系列的资料保存定义为40C保存3个月,所以为2160小时,另外,从JDEC Spec.中可得到SSD老化的AF(AccelerationFactor),因此可以换算假设在55C时,Data Retention为340小時,假设在85C时,则Data Retention为13小时。AF推算公式:

备注:同时,我也推算了消费级的温度表:

综上,我们得出的方案为:

三、选用的老化工具:

对于一般用户,很难使用到工业级别的恒温烤箱:

网上有一些不严谨示范:如使用开放式恒温台(无法保证受热均匀及排除环境温度影响)

笔者也在网上查找了一下:选取了这一款电容恒热干燥箱

光合电热恒温干燥箱实验室烘箱冷胶工业烤箱汽车大灯烘箱恒温鼓风...

这类烤箱一般会分为电热丝和电热管:

我简单做了一张表格来区别:

一般200度以内的测试,会选用电热丝,由于固态高温老化测试多使用60-85度(极端125度),所以我们选用电热丝的即可,也比较便宜。

综上,完成填盘、高温老化测试之后,重新上机使用我们最初说的两种入门工具查看固态信息和掉速情况,即可完成一次“民用级”的高温老化测试。

最后做个小结,固态硬盘作为近几年增长速度最快的电脑硬件,确实比之前HDD更值得玩味,而用户对于固态的研究也逐步从最初的开箱跑分到现在的老化测试,确实数据是无价的。不过任何的测试,都需要基于严格的准则,严谨的执行方案,这样才能做到真正的有的放矢。以此文和电脑硬件的爱好者共勉。

责任编辑: 鲁达

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