如果您经常关注 StorageReview，就会知道我们对存储硬件的测试非常严格。在我们的实验室里，我们测试的产品涵盖了从消费级 SSD 到大型企业级系统的所有产品。对于任何依赖闪存存储的产品，在进行基准测试之前，我们都会执行一个至关重要但却不起眼的步骤：预处理。
KIOXIA 7.68TB XD7P SSD
预处理是指对硬盘进行预配置，使其性能接近实际使用环境，而非像全新未拆封的设备那样。现代固态硬盘 (SSD) 需要持续处理垃圾回收、损耗均衡、后台微调和 NAND 块管理等任务。在这些后台进程达到稳定状态之前，性能可能看起来非常好，也可能非常不稳定。为了避免意外情况并衡量持续性能，我们使用模拟实际使用环境的工作负载对硬盘进行预处理。这并非锦上添花，而是进行有效基准测试和符合 SNIA 固态存储性能测试规范 (PTS) 的必要条件。
大规模预处理问题
传统的存储方式多年来行之有效，但固态硬盘（SSD）正在改变这一切。曾经只有数据中心才能使用的128TB、256TB甚至更大容量，正迅速成为新的常态。虽然这些海量硬盘为人工智能、数据分析和超大规模存储开辟了新的可能性，但也暴露了一个棘手的瓶颈：时间。
在这种大容量下，传统的预处理速度极其缓慢。对一块 128TB 的固态硬盘进行填充、循环充放电，使其达到真正的稳定状态，可能需要 144 小时甚至更久。这意味着在进行任何一次“真正”的性能测试之前，每块硬盘都需要连续六天承受高强度的 I/O 操作。
对于超大规模客户而言，对硬盘集群进行认证会降低所有操作的速度：
- 产品评估
- 部署时间表
- 固件和功能验证
- 持续的质量和回归测试
对于我们 StorageReview 来说，在测试最新的超大容量 SSD 时，这会给我们的评测周期增加几天时间。
Sprandom：闪迪推出的全新方法
为了正面解决这一瓶颈，闪迪推出了 Sprandom，它是对广泛使用的 Flexible IO Tester (FIO) 工具的开源贡献。Sprandom 没有依赖冗长的暴力写入周期和多次测试，而是采用了一种更具针对性的方法。
Sprandom 采用经过计算的伪随机写入模式，旨在以接近最大速度，一次性将 SSD 写入到所需的内部状态。换句话说，它并非简单地填满硬盘；而是智能地填充硬盘，创建出与实际使用后相同的内部状态（碎片、垃圾回收活动、元数据分布等），而无需耗费数天时间。
根据我们的测试以及闪迪公司公布的数据，其影响非常显著：
- 节省高达 90% 的时间： 以前在 128TB SSD 上需要 144 小时以上的时间才能完成的过程，现在只需 6 个多小时即可完成。
- 更高的吞吐量，更少的等待： Sprandom 通过高效的模式，使 SSD 的写入速度接近其最大写入速度，从而将原本需要数天才能完成的任务，变成了一个典型的工作日就能完成的任务。
为什么这对人工智能和数据密集型工作负载意义重大
这不仅仅是一个“巧妙的工程技巧”，对于生活在充斥着海量闪存和人工智能规模数据集的世界里的每个人来说，这都是一项意义重大的变革。
- 人工智能训练和推理： 对存储设备的性能要求要稳定可靠。准备不足的硬盘可能会出现虚高或不稳定的性能数据，而这些数据在实际生产环境中无法得到验证。
- 数据密集型工作负载 —分析、流媒体、日志处理和大规模备份—需要稳定的性能特征来确定系统规模，避免过度配置或配置不足。
- 快速资格认证周期： 这正逐渐成为常态；基础设施团队没有余力让每次驱动器预处理都耗费近一周的时间。
Sprandom 可将预处理时间缩短高达 90%，从而帮助整个流程跟上 SSD 容量和工作负载复杂性的快速增长。
Sandisk Sprandom 的主要优势
Sandisk 的 Sprandom 方法具有以下几个重要优势：
- 节省时间： 预处理可将速度提高 90%，把原本需要几天才能完成的预处理工作缩短到几个小时内即可完成。
- 标准化方法： 适用于 NVMe、SAS 和 SATA SSD，使实验室、供应商和企业能够采用单一一致的方法，而不是处理多个自定义脚本和流程。
- 面向未来： 专为 128TB、256TB 及更大容量的固态硬盘而设计。随着硬盘容量的不断增长，Sprandom 也能随之扩展，而不会让预处理时间失控地增长。
- 行业整合： 由于 Sprandom 与领先的存储性能测试工具 FIO 集成，因此它有望在硬盘供应商、超大规模数据中心、原始设备制造商 (OEM) 和像我们这样的独立测试实验室中得到广泛采用。
对一项沿用数十年的流程进行罕见的重新思考
SSD预处理方法几十年来基本保持不变：写入大量数据，等待很长时间，然后开始测试。Sprandom是近年来对这一流程的首批重大改进之一，而且它的出现恰逢其时——人工智能工作负载、高密度闪存和PB级系统正在挑战“传统”测试方法的极限。
Sprandom 采用更具创新性、模式驱动的预处理方法，帮助测试方法与现代 SSD 的设计和使用模式保持一致。它认识到容量已经呈数量级增长，工具也需要随之发展。
这对 StorageReview（以及对您）意味着什么
从StorageReview的角度来看，Sprandom不仅仅是一种巧妙的优化；它还是我们围绕SSD测试所做的一切工作的实用加速器：
- 我们可以更快地为您带来评测，因为我们无需花费数天时间将车辆调整到可用的测试状态。
- 由于内部驱动状态能够更准确地反映稳态条件，因此我们可以获得更一致、更真实的性能数据。
- 我们可以测试更多驱动器和配置，特别是容量超过 100TB 的大型 SSD，否则这些驱动器和配置将占用我们实验室长达一周的预处理时间。
从更宏观的角度来看，Sprandom 是存储行业亟需的一个很好的例子：开放、实用的工具，能够解决数据中心规模的实际问题，而不仅仅是边缘性的渐进式调整。
随着固态硬盘 (SSD) 的不断发展和工作负载要求的日益提高，预处理技术也必须与时俱进。Sandisk 推出的 Sprandom 标志着其在测试和认证流程这一基础环节的现代化方面迈出了重要一步——最终，从硬盘厂商到企业用户，再到评测人员，当然还有依赖精准性能数据的最终用户，都将从中受益。
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