深入浅出SSD测试：固态存储测试流程、方法与工具

这是一本涵盖了基础知识、原理、工具、全流程（从产品立项到生命周期维护）测试管理方法、行业发展趋势、创新技术等所有从事SSD测试必备知识的专业指导书。这是继《深入浅出SSD》之后，由《深入浅出SSD》部分核心作者联合SSD测试专家撰写的又一部经典之作。本书延续了“深入浅出SSD”系列图书的行文风格，内容从浅入深，讲解透彻，目的是帮助读者快速建立SSD测试知识体系，可以独立针对SSD测试项目或者难题制定解决方案。本书不仅可以作为SSD测试入门书，还可以作为置于案头随时供查阅的工具书。 无论是存储方向的入门者、在校学生、爱好者，还是从事SSD及存储系统研发或测试工作的专业技术人员，都可以通过阅读本书获得想要的知识，提升自身能力，解决工作中的问题。 本书的主要内容如下。 SSD测试概述（第1章），介绍SSD和SSD测试相关的基础知识，包括什么是SSD测试、SSD测试的目的和重要性、对SSD测试从业者和团队的基本要求等重点内容。 SSD产品测试（第2~5章），首先基于立项、计划、设计与开发、执行、总结这几个阶段介绍SSD测试的主要工作内容及对应实现方法，然后分享SSD测试的分类以及不同类型测试的设计与实现方法，最后解读SSD的通用测试平台、测试软件和专业测试平台。 主控芯片测试（第6章），剖析用于主控芯片测试的主要软硬件平台，及在对应平台上进行主控芯片测试的方法。 闪存测试（第7章），深入分析闪存的失效模式，以及闪存测试的主要方法。 测试认证（第8章），完整解读业界主要的SSD认证测试项目，包括PCI-SIG、UNH-IOL、WHQL以及国内测试标准等。 仪器与设备（第9章），重点介绍用于SSD测试的仪器设备，包括RDT可靠性测试设备、协议分析仪等。

阿伦<br />就职于国内存储企业，具有10余年SSD测试经验，对SSD的测试设计、开发和管理具有深入理解，主导或参与过多个大型项目的研发管理和实践工作。<br />攻城狮<br />《深入浅出SSD：固态存储核心技术、原理与实战》作者，SSDFans联合创始人，资深SSD研发和测试专家。<br />储鹤<br />毕业于东南大学，20年闪存行业的研发和测试经验，在Flash文件系统和SSD固件的开发方面经验尤其丰富。曾就职于Intel、美光等知名企业，均从事存储相关研发工作。近年来，聚焦于NVMe SSD测试工具的研发，并创立了GYTech公司。GYTech公司自主开发的PyNVMe3测试软件现已成为行业领先的解决方案，可为全球SSD生产商提供高效、可靠的测试平台和技术支持。<br />胡波<br />毕业于华中科技大学控制系，在固态存储行业从业近20年，现就职于Solidigm，从事企业级SSD相关工作，曾就职于美光、戴尔、联芸等，负责研发、PM、市场、销售、质量、AE/FAE等工作，涉及的产品有NAND、DRAM、SSD、UFS、控制器等。业余时间热衷写作和分享交流，希望为推动国内固态存储生态和技术发展贡献自己的力量。<br />大毛<br />国内某存储企业研发工程师，有10余年SSD、eMMC、UFS领域的固件开发及测试经验。对SSD产品的测试组织、质量管理、自动化工具等有较深入的理解和研究，目前仍活跃于测试一线。

目　　录<br />赞誉<br />推荐序一<br />推荐序二<br />推荐序三<br />前言<br />致谢<br />第1章　SSD测试概览　1<br />1.1　SSD概述　1<br />1.1.1　SSD的基础知识　1<br />1.1.2　SSD的分类　5<br />1.1.3　SSD的发展趋势　6<br />1.2　SSD测试概览　10<br />1.2.1　SSD测试是什么　10<br />1.2.2　SSD测试的目的和重要性　11<br />1.2.3　SSD测试中的VU命令　12<br />1.2.4　SSD测试工程师的基本素养　14<br />1.2.5　测试团队的职能定位　19<br />1.2.6　SSD测试总结　22<br />第2章　SSD测试流程　23<br />2.1　测试立项阶段　24<br />2.1.1　BRD　24<br />2.1.2　MRD　27<br />2.1.3　PRD　31<br />2.2　测试计划阶段　40<br />2.2.1　测试需求分析　40<br />2.2.2　测试资源的准备　45<br />2.3　测试设计与开发阶段　58<br />2.3.1　测试用例与脚本的区别　58<br />2.3.2　测试用例设计　60<br />2.3.3　测试标准制定　63<br />2.3.4　脚本开发　71<br />2.3.5　测试工具开发　71<br />2.3.6　测试驱动开发　73<br />2.3.7　测试自动化开发　74<br />2.4　测试执行阶段　74<br />2.4.1　测试平台搭建　75<br />2.4.2　测试用例执行　80<br />2.4.3　测试缺陷管理　80<br />2.5　测试总结阶段　82<br />2.5.1　测试结果评审　82<br />2.5.2　遗留问题的跟踪与闭环　86<br />第3章　SSD测试管理　88<br />3.1　测试与固件的分工与合作　88<br />3.1.1　明确角色和责任　89<br />3.1.2　建立沟通机制　90<br />3.1.3　串讲与反串讲　92<br />3.1.4　测试标准意见一致　93<br />3.1.5　测试如何协同固件进行<br />问题定位　93<br />3.1.6　客诉问题的处理　96<br />3.2　测试自动化　98<br />3.2.1　测试自动化的意义　98<br />3.2.2　测试平台管理　98<br />3.2.3　测试SSD盘片管理　100<br />3.2.4　测试资源自动化调度　101<br />3.2.5　测试问题单管理　102<br />3.2.6　持续集成自动化　103<br />3.3　生命周期维护管理　105<br />3.3.1　常见RMA失效模式　106<br />3.3.2　生命周期维护阶段的<br />测试工作　107<br />第4章　SSD测试分类、设计与<br />实现　109<br />4.1　SSD测试的分类　109<br />4.1.1　SSD白盒测试与黑盒测试　109<br />4.1.2　项目不同阶段的SSD测试　109<br />4.1.3　按照测试内容分类　112<br />4.2　SSD测试的设计与实现　116<br />4.2.1　SSD协议符合性测试与<br />认证测试　116<br />4.2.2　SSD功能测试　119<br />4.2.3　SSD上下电测试　127<br />4.2.4　SSD性能测试　129<br />4.2.5　SSD兼容性测试　132<br />4.2.6　SSD压力测试　133<br />4.2.7　SSD功耗测试　135<br />4.2.8　SSD可靠性与数据保持<br />测试　136<br />4.3　SSD生产阶段的测试　137<br />4.3.1　SSD生产阶段测试的内容　137<br />4.3.2　SSD生产阶段测试的流程　138<br />4.3.3　SSD生产阶段测试的监控　139<br />4.3.4　SSD生产阶段测试的工具与<br />平台　141<br />4.3.5　SSD生产阶段测试与研发阶段<br />测试的区别　142<br />4.4　SSD导入阶段的测试　143<br />4.4.1　消费级OEM SSD导入测试和<br />厂商测试流程　143<br />4.4.2　企业级SSD产品导入测试和<br />厂商测试流程　146<br />4.4.3　案例1：大普微R6100 PCIe <br />5.0 x4企业级SSD导入部分<br />测试　151<br />4.4.4　案例2：江波龙企业级SSD<br />厂商测试流程　153<br />4.5　SSD测试中的注意事项　158<br />4.5.1　针对SSD竞品的测试　158<br />4.5.2　SSD测试的核心：<br />数据正确性　159<br />4.5.3　SSD测试的管理　160<br />4.6　SSD产品评测　161<br />4.7　案例：长江存储消费级<br />PC41Q PCIe 4.0 x4 QLC SSD　163<br />4.7.1　X3-6070 QLC NAND　164<br />4.7.2　PC41Q PCIe 4.0 x4 QLC SSD　165<br />4.7.3　日常PC使用的存储负载<br />分析　170<br />第5章　SSD测试工具和平台　171<br />5.1　测试的硬件平台　171<br />5.2　SSD测试软件　172<br />5.2.1　CrystalDiskMark　173<br />5.2.2　f?io　175<br />5.2.3　PyNVMe3　179<br />5.2.4　测试软件对比　181<br />5.3　专业测试平台　182<br />5.3.1　研发测试和产品检测　182<br />5.3.2　研发测试的需求　183<br />5.3.3　测试平台介绍　185<br />5.3.4　专业测试平台的设计　187<br />5.4　PyNVMe3脚本开发　191<br />5.4.1　平台介绍　191<br />5.4.2　类和方法概述　195<br />5.4.3　驱动的特性　199<br />5.4.4　实例解析　204<br />第6章　主控芯片验证　221<br />6.1　主控芯片验证概述　221<br />6.2　硅前验证　223<br />6.2.1　FPGA原型验证　224<br />6.2.2　Emulator仿真加速器　226<br />6.2.3　硬件/软件联合仿真　227<br />6.3　硅后验证　228<br />6.3.1　PVT测试　228<br />6.3.2　PCIe接口验证　230<br />6.3.3　闪存接口验证　236<br />6.3.4　LDPC解码能力验证　240<br />6.3.5　DDR验证　243<br />6.3.6　电源轨及功耗验证　246<br />6.4　DFT与ATE　248<br />6.4.1　DFT　248<br />6.4.2　ATE　252<br />第7章　闪存及其测试　254<br />7.1　闪存概述　254<br />7.1.1　闪存组织结构　254<br />7.1.2　3D闪存未来发展之路　259<br />7.1.3　3D闪存发展的未来挑战　264<br />7.2　闪存失效模式　266<br />7.2.1　用户使用角度的闪存失效<br />模式　266<br />7.2.2　内部角度的闪存失效模式　267<br />7.3　闪存测试　270<br />7.3.1　闪存芯片测试流程　271<br />7.3.2　闪存品质测试　275<br />7.3.3　闪存导入测试　282<br />7.3.4　闪存性能测试　290<br />7.3.5　闪存功耗测试　290<br />第8章　SSD相关测试认证　292<br />8.1　PCI-SIG合规性测试　292<br />8.1.1　物理层测试　293<br />8.1.2　协议测试　296<br />8.1.3　互操作测试　298<br />8.2　UNH-IOL的NVMe认证测试　299<br />8.3　WHQL测试与认证　300<br />8.3.1　WHCK与WHLK　300<br />8.3.2　WHLK测试平台架构　302<br />8.3.3　WHLK部署方案　302<br />8.3.4　WHLK搭建测试环境的步骤　303<br />8.4　雅典娜测试与认证　309<br />8.4.1　雅典娜计划　309<br />8.4.2　关键测试指标　310<br />8.4.3　RVP测试平台　310<br />8.4.4　测试内容举例　311<br />8.5　Chromebook测试与认证　312<br />8.6　国密认证　312<br />8.6.1　认证依据　312<br />8.6.2　认证模式　313<br />8.6.3　认证单元划分　313<br />8.6.4　认证实施　313<br />8.6.5　认证时限　316<br />8.6.6　认证证书　316<br />8.7　国内SSD测试标准　317<br />8.7.1　国家标准——<br />GB/T 36355—2018　317<br />8.7.2　行业标准　318<br />第9章　SSD测试仪器与设备　322<br />9.1　SSD RDT可靠性测试设备　322<br />9.1.1SSD RDT可靠性测试内容　323<br />9.1.2　全球SSD RDT可靠性设备<br />行业标杆——爱德万MPT3000EV2　325<br />9.1.3　国产SSD RDT可靠性设备<br />标杆——德伽G6508P　329<br />9.1.4　SSD RDT可靠性测试设备——<br />鸾起Phoenix系列　338<br />9.2　SSD研发测试设备　339<br />9.3　PCIe协议分析仪和训练器　344<br />9.3.1　PCIe协议分析仪和训练器的<br />功能　344<br />9.3.2　力科PCIe协议分析仪和<br />训练器　345<br />9.4　误码仪和示波器等高速设备　348<br />9.5　功耗电源测试设备　349