评估噪声环境下硬盘性能的方法、装置、设备及可读介质
阅读说明：本技术 评估噪声环境下硬盘性能的方法、装置、设备及可读介质 (Method, device and equipment for evaluating performance of hard disk in noise environment and readable medium ) 是由 陈强 王羽茜 于 2021-08-21 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种评估噪声环境下硬盘性能的方法、装置、设备及可读介质,该方法包括：建立硬盘不同读写性能的基准曲线；将硬盘实测噪声信号进行PSD转换以得到硬盘噪声曲线；将硬盘噪声曲线与基准曲线进行比较并基于预设计算公式对硬盘性能进行测试。通过使用本发明的方案,能够实现根据噪声预测硬盘读写性能,能够对降噪优化提供精确有效的指导,能够提升产品竞争力。(The invention provides a method, a device, equipment and a readable medium for evaluating the performance of a hard disk in a noise environment, wherein the method comprises the following steps: establishing reference curves of different read-write performances of the hard disk; carrying out PSD conversion on the actually measured noise signal of the hard disk to obtain a hard disk noise curve; and comparing the hard disk noise curve with the reference curve and testing the performance of the hard disk based on a preset calculation formula. By using the scheme of the invention, the read-write performance of the hard disk can be predicted according to the noise, accurate and effective guidance can be provided for noise reduction optimization, and the product competitiveness can be improved.)
技术领域
本领域涉及计算机领域，并且更具体地涉及一种评估噪声环境下硬盘性能的方法、装置、设备及可读介质。
背景技术
机械硬盘作为一种高转速大容量存储设备，被大量应用于各种服务器或数据中心等设备。同时由于高功耗带来的散热挑战，各种高转速风扇被广泛应用，导致硬盘长期处于高噪声环境。实验数据表明，高噪声会极大的影响机械硬盘的读写性能，甚至在固定设备中，噪声成为影响机械硬盘读写以及寿命的最重要因素之一。但是由于近些年机械硬盘愈加精密，磁道更窄，使得噪声对硬盘读写性能的影响愈加明显，噪声对硬盘性能影响近几年才开始日益凸显，并成为当今机械硬盘设计和使用不可回避的主要问题之一。与此同时，噪声与硬盘性能相关的技术研究刚刚起步，更没有噪声与硬盘性能的相关性研究。因此建立噪声与硬盘性能的相关性研究对于硬盘的降噪优化具有很重要的意义。
在实际技术实践中，仅仅是基于噪声对硬盘读写性能存在影响的原则，然后进行简单的降噪设计，目的在于降低整体噪声声压级。但是这种简单降噪的实现往往需要增加较大的制造安装成本，也造成很大的资源浪费。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种评估噪声环境下硬盘性能的方法、装置、设备及可读介质，通过使用本发明的技术方案，能够实现根据噪声预测硬盘读写性能，能够对降噪优化提供精确有效的指导，能够提升产品竞争力。
基于上述目的，本发明的实施例的一个方面提供了一种评估噪声环境下硬盘性能的方法，包括以下步骤：
建立硬盘不同读写性能的基准曲线；
将硬盘实测噪声信号进行PSD(Power Spectral Density，功率谱密度)转换以得到硬盘噪声曲线；
将硬盘噪声曲线与基准曲线进行比较并基于预设计算公式对硬盘性能进行测试。
根据本发明的一个实施例，建立硬盘不同读写性能的基准曲线包括：
在预设频率范围内以1/9倍频程的方式将预设频率划分为若干频率区间；
在每个频率区间内通过专业声源设备发出1/9倍频程单个频带的声音信号，并采集硬盘的IOPS值；
基于各个频率区间和获取到的IOPS值建立基准曲线。
根据本发明的一个实施例于，预设频率范围为2000HZ至12000HZ。
根据本发明的一个实施例，在每个频率区间内通过专业声源设备发出1/9倍频程单个频带的声音信号，并采集硬盘的IOPS值包括：
在每个频率区间内以预设声压步长在预设声音信号强度范围内调节声音信号强度，并采集每个信号强度下的硬盘的IOPS值。
根据本发明的一个实施例，预设声压步长为3db。
根据本发明的一个实施例，预设声音信号强度范围为60db至120db。
根据本发明的一个实施例，预设计算公式为：
其中，YIOPS为硬盘IOPS的损失值，k为正比例系数，n为敏感频率带上实际噪声信号超过基准曲线的波峰数量，αi表示最严酷基准曲线所对应的计算权重，ΔXSPL为噪声超过最严酷基准曲线的声压级差值。
本发明的实施例的另一个方面，还提供了一种评估噪声环境下硬盘性能的装置，装置包括：
建立模块，建立模块配置为建立硬盘不同读写性能的基准曲线；
转换模块，转换模块配置为将硬盘实测噪声信号进行PSD转换以得到硬盘噪声曲线；
测试模块，测试模块配置为将硬盘噪声曲线与基准曲线进行比较并基于预设计算公式对硬盘性能进行测试。
根据本发明的一个实施例，建立模块还配置为：
在预设频率范围内以1/9倍频程的方式将预设频率划分为若干频率区间；
在每个频率区间内通过专业声源设备发出1/9倍频程单个频带的声音信号，并采集硬盘的IOPS值；
基于各个频率区间和获取到的IOPS值建立基准曲线。
根据本发明的一个实施例，预设频率范围为2000HZ至12000HZ。
根据本发明的一个实施例于，建立模块还配置为：
在每个频率区间内以预设声压步长在预设声音信号强度范围内调节声音信号强度，并采集每个信号强度下的硬盘的IOPS值。
根据本发明的一个实施例，预设声压步长为3db。
根据本发明的一个实施例，预设声音信号强度范围为60db至120db。
根据本发明的一个实施例，预设计算公式为：
其中，YIOPS为硬盘IOPS的损失值，k为正比例系数，n为敏感频率带上实际噪声信号超过基准曲线的波峰数量，αi表示最严酷基准曲线所对应的计算权重，ΔXSPL为噪声超过最严酷基准曲线的声压级差值。
本发明的实施例的另一个方面，还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括：
至少一个处理器；以及
存储器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机指令，指令由处理器执行时实现上述任意一项方法的步骤。
本发明的实施例的另一个方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项方法的步骤。
本发明具有以下有益技术效果：本发明实施例提供的评估噪声环境下硬盘性能的方法，通过建立硬盘不同读写性能的基准曲线；将硬盘实测噪声信号进行PSD转换以得到硬盘噪声曲线；将硬盘噪声曲线与基准曲线进行比较并基于预设计算公式对硬盘性能进行测试的技术方案，能够实现根据噪声预测硬盘读写性能，能够对降噪优化提供精确有效的指导，能够提升产品竞争力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为根据本发明一个实施例的评估噪声环境下硬盘性能的方法的示意性流程图；
图2为根据本发明一个实施例的基准曲线的示意图；
图3为根据本发明一个实施例的实际噪声曲线与基准曲线对比图的示意图；
图4为根据本发明一个实施例的评估噪声环境下硬盘性能的装置的示意图；
图5为根据本发明一个实施例的计算机设备的示意图；
图6为根据本发明一个实施例的计算机可读存储介质的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
基于上述目的，本发明的实施例的第一个方面，提出了一种评估噪声环境下硬盘性能的方法的一个实施例。图1示出的是该方法的示意性流程图。
如图1中所示，该方法可以包括以下步骤：
S1建立硬盘不同读写性能的基准曲线。
在2000HZ至12000HZ的频率范围内通过1/9倍频程的方式将预设频率划分为若干频率区间，在每个频率区间内通过专业声源设备发出1/9倍频程单个频带的声音信号，并且以声压增大步长为3db在信号强度60db至120db的范围内逐渐增大信号强度，在上述条件下采集硬盘的IOPS值，最后基于各个频率区间和获取到的IOPS值建立基准曲线，如图2所示。
S2将硬盘实测噪声信号进行PSD转换以得到硬盘噪声曲线。
在任何环境下实测待测试硬盘的噪声信号，将测得的噪声信号以现有技术中的任何方式进行PSD转换将得到与上述基准曲线类似的噪声曲线。
S3将硬盘噪声曲线与基准曲线进行比较并基于预设计算公式对硬盘性能进行测试。
将硬盘噪声曲线与基准曲线进行比较(图3所示)可以得到敏感频率带上实际噪声信号超过基准曲线的波峰数量，然后根据公式可以计算出硬盘IOPS的损失值，可以根据该损失值评价硬盘的性能，其中YIOPS为硬盘IOPS的损失值，k为正比例系数，n为敏感频率带上实际噪声信号超过基准曲线的波峰数量，αi表示最严酷基准曲线所对应的计算权重，ΔXSPL为噪声超过最严酷基准曲线的声压级差值。
通过本发明的技术方案，能够实现根据噪声预测硬盘读写性能，能够对降噪优化提供精确有效的指导，能够提升产品竞争力。
在本发明的一个优选实施例中，建立硬盘不同读写性能的基准曲线包括：
在预设频率范围内以1/9倍频程的方式将预设频率划分为若干频率区间；
在每个频率区间内通过专业声源设备发出1/9倍频程单个频带的声音信号，并采集硬盘的IOPS值；
基于各个频率区间和获取到的IOPS值建立基准曲线。
在本发明的一个优选实施例中，预设频率范围为2000HZ至12000HZ。
在本发明的一个优选实施例中，在每个频率区间内通过专业声源设备发出1/9倍频程单个频带的声音信号，并采集硬盘的IOPS值包括：
在每个频率区间内以预设声压步长在预设声音信号强度范围内调节声音信号强度，并采集每个信号强度下的硬盘的IOPS值。
在本发明的一个优选实施例中，预设声压步长为3db。
在本发明的一个优选实施例中，预设声音信号强度范围为60db至120db。例如，在第一个频率区间内，声音信号强度为60db测试硬盘的IOPS，然后在声音信号强度为63db测试硬盘的IOPS，直到在声音信号强度为120db下测试硬盘的IOPS，然后开始第二个频率区间的测试，直到所有的频率区间都测试完成。
在本发明的一个优选实施例中，预设计算公式为：
其中，YIOPS为硬盘IOPS的损失值，k为正比例系数，n为敏感频率带上实际噪声信号超过基准曲线的波峰数量，αi表示最严酷基准曲线所对应的计算权重，ΔXSPL为噪声超过最严酷基准曲线的声压级差值。
通过本发明的技术方案，能够实现根据噪声预测硬盘读写性能，能够对降噪优化提供精确有效的指导，能够提升产品竞争力。
需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，上述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中存储介质可为磁碟、光盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)或随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)等。上述计算机程序的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。
此外，根据本发明实施例公开的方法还可以被实现为由CPU执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被CPU执行时，执行本发明实施例公开的方法中限定的上述功能。
基于上述目的，本发明的实施例的第二个方面，提出了一种评估噪声环境下硬盘性能的装置，如图4所示，装置200包括：
建立模块201，建立模块201配置为建立硬盘不同读写性能的基准曲线；
转换模块202，转换模块202配置为将硬盘实测噪声信号进行PSD转换以得到硬盘噪声曲线；
测试模块203，测试模块203配置为将硬盘噪声曲线与基准曲线进行比较并基于预设计算公式对硬盘性能进行测试。
根据本发明的一个实施例，建立模块201还配置为：
在预设频率范围内以1/9倍频程的方式将预设频率划分为若干频率区间；
在每个频率区间内通过专业声源设备发出1/9倍频程单个频带的声音信号，并采集硬盘的IOPS值；
基于各个频率区间和获取到的IOPS值建立基准曲线。
根据本发明的一个实施例，预设频率范围为2000HZ至12000HZ。
根据本发明的一个实施例于，建立模块201还配置为：
在每个频率区间内以预设声压步长在预设声音信号强度范围内调节声音信号强度，并采集每个信号强度下的硬盘的IOPS值。
根据本发明的一个实施例，预设声压步长为3db。
根据本发明的一个实施例，预设声音信号强度范围为60db至120db。
根据本发明的一个实施例，预设计算公式为：
其中，YIOPS为硬盘IOPS的损失值，k为正比例系数，n为敏感频率带上实际噪声信号超过基准曲线的波峰数量，αi表示最严酷基准曲线所对应的计算权重，ΔXSPL为噪声超过最严酷基准曲线的声压级差值。
基于上述目的，本发明实施例的第三个方面，提出了一种计算机设备。图5示出的是本发明提供的计算机设备的实施例的示意图。如图5所示，本发明实施例包括如下装置：至少一个处理器S21；以及存储器S22，存储器S22存储有可在处理器上运行的计算机指令S23，指令由处理器执行时实现以下方法：
建立硬盘不同读写性能的基准曲线；
将硬盘实测噪声信号进行PSD转换以得到硬盘噪声曲线；
将硬盘噪声曲线与基准曲线进行比较并基于预设计算公式对硬盘性能进行测试。
在本发明的一个优选实施例中，建立硬盘不同读写性能的基准曲线包括：
在预设频率范围内以1/9倍频程的方式将预设频率划分为若干频率区间；
在每个频率区间内通过专业声源设备发出1/9倍频程单个频带的声音信号，并采集硬盘的IOPS值；
基于各个频率区间和获取到的IOPS值建立基准曲线。
在本发明的一个优选实施例中，预设频率范围为2000HZ至12000HZ。
在本发明的一个优选实施例中，在每个频率区间内通过专业声源设备发出1/9倍频程单个频带的声音信号，并采集硬盘的IOPS值包括：
在每个频率区间内以预设声压步长在预设声音信号强度范围内调节声音信号强度，并采集每个信号强度下的硬盘的IOPS值。
在本发明的一个优选实施例中，预设声压步长为3db。
在本发明的一个优选实施例中，预设声音信号强度范围为60db至120db。
在本发明的一个优选实施例中，预设计算公式为：
其中，YIOPS为硬盘IOPS的损失值，k为正比例系数，n为敏感频率带上实际噪声信号超过基准曲线的波峰数量，αi表示最严酷基准曲线所对应的计算权重，ΔXSPL为噪声超过最严酷基准曲线的声压级差值。
基于上述目的，本发明实施例的第四个方面，提出了一种计算机可读存储介质。图6示出的是本发明提供的计算机可读存储介质的实施例的示意图。如图6所示，计算机可读存储介质S31存储有被处理器执行时执行如下方法的计算机程序S32：
建立硬盘不同读写性能的基准曲线；
将硬盘实测噪声信号进行PSD转换以得到硬盘噪声曲线；
将硬盘噪声曲线与基准曲线进行比较并基于预设计算公式对硬盘性能进行测试。
在本发明的一个优选实施例中，建立硬盘不同读写性能的基准曲线包括：
在预设频率范围内以1/9倍频程的方式将预设频率划分为若干频率区间；
在每个频率区间内通过专业声源设备发出1/9倍频程单个频带的声音信号，并采集硬盘的IOPS值；
基于各个频率区间和获取到的IOPS值建立基准曲线。
在本发明的一个优选实施例中，预设频率范围为2000HZ至12000HZ。
在本发明的一个优选实施例中，在每个频率区间内通过专业声源设备发出1/9倍频程单个频带的声音信号，并采集硬盘的IOPS值包括：
在每个频率区间内以预设声压步长在预设声音信号强度范围内调节声音信号强度，并采集每个信号强度下的硬盘的IOPS值。
在本发明的一个优选实施例中，预设声压步长为3db。
在本发明的一个优选实施例中，预设声音信号强度范围为60db至120db。
在本发明的一个优选实施例中，预设计算公式为：
其中，YIOPS为硬盘IOPS的损失值，k为正比例系数，n为敏感频率带上实际噪声信号超过基准曲线的波峰数量，αi表示最严酷基准曲线所对应的计算权重，ΔXSPL为噪声超过最严酷基准曲线的声压级差值。
此外，根据本发明实施例公开的方法还可以被实现为由处理器执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被处理器执行时，执行本发明实施例公开的方法中限定的上述功能。
此外，上述方法步骤以及系统单元也可以利用控制器以及用于存储使得控制器实现上述步骤或单元功能的计算机程序的计算机可读存储介质实现。
本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。
在一个或多个示例性设计中，功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则可以将功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质来传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，该通信介质包括有助于将计算机程序从一个位置传送到另一个位置的任何介质。存储介质可以是能够被通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为例子而非限制性的，该计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁性存储设备，或者是可以用于携带或存储形式为指令或数据结构的所需程序代码并且能够被通用或专用计算机或者通用或专用处理器访问的任何其它介质。此外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴线缆、光纤线缆、双绞线、数字用户线路(DSL)或诸如红外线、无线电和微波的无线技术来从网站、服务器或其它远程源发送软件，则上述同轴线缆、光纤线缆、双绞线、DSL或诸如红外线、无线电和微波的无线技术均包括在介质的定义。如这里所使用的，磁盘和光盘包括压缩盘(CD)、激光盘、光盘、数字多功能盘(DVD)、软盘、蓝光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘利用激光光学地再现数据。上述内容的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。
以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。