【专利解密】爱德万测试提出ZNS SSD测试方法

【爱集微点评】爱德万测试的固态驱动器自动测试专利，提供了自动执行大量ZNS SSD上的DUT测试的系统和方法。使得在系统内，计算机进程可以检测ZNS器件及其器件/区域参数等特性，并对ZNS器件的读写性能进行测试。

集微网消息，随着5G、物联网、人工智能等发展，为半导体市场带来了庞大的需求，同时也促进自动化测试需求上涨。

固态驱动器（SSD）已普遍用于大型数据中心和企业软件应用。 最近，引入了一种新型SSD，在商业上称为分区命名空间（ZNS）SSD。相较与传统SSD的随时写入和读取，ZNS SSD的区域是使用不同的操作参数配置的，这些参数限制了区域如何能写入或以其他方式访问。ZNS SSD密切反映了底层闪存存储的物理布局，从而显著简化了ZNS SSD中的闪存转换层FTL。这种改进可以大大减少ZNS SSD所需的DRAM的量，并显著降低ZNS SSD的成本。然而，现有的NVMe测试方法不能用于测试ZNS器件。这些现有方法无法考虑ZNS SSD的特定操作参数，也无法测试这些器件。

为此，爱德万测试于2022年5月19日申请了一项名为“对分区命名空间固态驱动器的并行自动测试的系统和方法”的发明专利（申请号：202210544596.6），申请人为爱德万测试公司。

图1 ZNS SSD器件逻辑块寻址范围的框图

图1是本专利提出的被划分为区域的ZNS SSD器件逻辑块寻址范围100。ZNS SSD器件逻辑块寻址范围可以包括任意X个区域（例如，区域105、110、115、120、125）。在图1的示例中，地址空间的区域具有相同的大小，并且每个区域具有小于区域大小的容量。每个区域一般从区域起始逻辑块地址（LBA）开始被顺序写入（直到区域容量），不支持随机写入区域。在大多数情况下，对区域的写入只能按顺序执行到写入指针130跟踪的写入位置，可以执行区域重置操作135来倒回区域位置指针，使用写入操作140来写入数据并前进区域写入位置。

图2 用于并行测试大量ZNS SSD的示例性测试器FPGA的框图

图2是用于并行测试大量ZNS SSD的示例性测试器现场可编程门阵列（FPGA）205。在图2中，测试器FPGA205包括PCIe交换机210，该PCIe交换机210耦合到多个ZNS SSD。

图3 使用多个FPGA并行测试大量ZNS SSD的示例性测试系统

PCIe交换机是源自CPU（图3中的325）并针对ZNS SSD 215、220和225的ZNS NVMe命令和API的通道。ZNS SSD 215、220和225托管NVMe子系统，以用于存储和访问来自ZNS区域的数据。在CPU 325上运行的测试器软件检测耦合的ZNS SSD215、220和225以及相应的器件特性（例如，区域参数），并执行行使耦合器件的独特特征的写入和读取测试。

运行在CPU 325上的测试器软件跟踪大量ZNS区域的状态，并基于测试规范处理每个区域。这包括查询每个ZNS SSD以获得器件参数。在某些情况下，每个ZNS SSD的区域的数量是数十万个，而运行在CPU 325上的测试器软件总共可以测试数百万个区域。

简而言之，爱德万测试的固态驱动器自动测试专利，提供了自动执行大量ZNS SSD上的DUT测试的系统和方法。使得在系统内，计算机进程可以检测ZNS器件及其器件/区域参数等特性，并对ZNS器件的读写性能进行测试。

爱德万测试主要包括三个维度的业务板块：半导体和元件测试系统、机电一体化系统以及服务/支持和其他细分市场等。在过去几年内，爱德万测试除了提高测试机的硬件指标之外，还逐渐向半导体方向拓展。未来半导体测试市场不断扩大，希望爱德万测试可以把握好机会，创造更多的价值。

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（校对/赵月）