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2022-01-01 00:00:00 SSD性能测试的“劳斯莱斯”--FIO
线程指的是同时有多少个读或写任务在并行执行，一般来说，CPU里面的一个核心同一时间只能运行一个线程。如果只有一个核心，要想运行多线程，只能使用时间切片。每个线程跑一段时间片，所有线程轮流使用这个核心。Linux使用Jiffies 来代表一秒钟被划分过了多少个时间片，一般来说Jiffies是1000或100，所以时间片就是毫秒或10毫秒。
一般电脑发送一个读写命令到SSD只需要几微秒。但是SSD要花几百微秒甚至几毫秒才能执行完这个命令。如果发一个读写命令，然后线程一直休眠，等待结果回来才唤醒处结果，这叫作同步模式。可以想象，同步模式是很浪费SSD性能的，因为SSD 里面有很多并行单元，比如一般企业级SSD内部有8~16个数据通道，每个通道内部有4~16个行逻辑单元(LUN，Plane)，所以同一时间可以执行32~256个读写命令。同步模式就味着，只有其中一个并行单元在工作，暴殄天物。
为了提高并行性，大部分情况下SSD读写采用的是异步模式。就是用几微秒发送命令，发完线程不会傻傻地在那里等，而是继续发后面的命令。如果前面的命令执行完了，SSD通知会通过中断或者轮询等方式告诉CPU，由CPU来调用该命令的回调函数来处理结果。这样的好处是，SSD里面几十上百个并行单元都能分到活干，效率暴增。
不过，在异步模式下，CPU不能一直无限地发命令到SSD。比如SSD 执行读写如果发生了卡顿。那有可能系统会一直不停地发命令。几千个，甚至几万个，这样一方面 SSD扛住，另一方面这么多命令会很占内存，系统也要挂掉了。这样，就带来一个参数叫作队列深度。举个例子，队列深度64就是说，系统发的命令都发到一个大小为64的队列，如果填满了就不能再发。等前面的读写命令执行完了，队列里面空出位置来，才能继续填命令。
一个 SSD 或者文件有大小，测试读写的时候设置 Offset 就可以从某个偏移地址开始测试。比如从 offset=4G 的偏移地址开始。Linux读写的时候，内核维护了缓存，数据先写到缓存，然后再后台写到SSD。读的时候他优先读缓存里的数据。这样速度可以加快，但是一旦掉电，缓存里的数据就没了。所以有一种模式叫作DirectiO，跳过缓存，直接读写SSD。
Linux 读写SSD 等块设备使用的是BIO(Block-IO)，这是个数据结构，包含了数据块逻辑地址 LBA，数据大小和内存地址等。一般Linux系统是自带FIO的，如果没有或者版本太老，要自己从https://github.com/axboe/fio下载安装，FIO功能非常强大，可以通过man来查看每一个功能，也有网页版。
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