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服务器基础知识—服务器内存73
发表时间：2024-01-08 15:14 服务器内存也是内存(RAM)，它与普通PC（个人电脑）机内存在外观和结构上没有什么明显实质性的区别，主要是在内存上引入了一些新的特有的技术，如ECC、ChipKill、热插拔技术等，具有极高的稳定性和纠错性能。 (1)ECC 在普通的内存上，常常使用一种技术，即Parity，同位检查码（Parity check codes）被广泛地使用在侦错码（error detectioncodes）上，它们增加一个检查位给每个资料的字元（或字节），并且能够侦测到一个字符中所有奇（偶）同位的错误，但Parity有一个缺点，当计算机查到某个Byte有错误时，并不能确定错误在哪一个位，也就无法修正错误。基于上述情况，产生了一种新的内存纠错技术，那就是ECC，ECC本身并不是一种内存型号，也不是一种内存专用技术，它是一种广泛应用于各种领域的计算机指令中，是一种指令纠错技术。ECC的英文全称是“ Error Checking and Correcting”，对应的中文名称就叫做“错误检查和纠正”，从这个名称我们就可以看出它的主要功能就是“发现并纠正错误”，它比奇偶校正技术更先进的方面主要在于它不仅能发现错误，而且能纠正这些错误，这些错误纠正之后计算机才能正确执行下面的任务，确保服务器的正常运行。之所以说它并不是一种内存型号，那是因为并不是一种影响内存结构和存储速度的技术，它可以应用到不同的内存类型之中，就象前讲到的“奇偶校正”内存，它也不是一种内存，最开始应用这种技术的是EDO内存，现在的SD也有应用，而ECC内存主要是从SD内存开始得到广泛应用，而新的DDR、RDRAM也有相应的应用，目前主流的ECC内存其实是一种SD内存。 (2)Chipkill Chipkill技术是IBM公司为了解决目前服务器内存中ECC技术的不足而开发的，是一种新的ECC内存保护标准。我们知道ECC内存只能同时检测和纠正单一比特错误，但如果同时检测出两个以上比特的数据有错误，则一般无能为力。目前ECC技术之所以在服务器内存中广泛采用，一则是因为在这以前其它新的内存技术还不成熟，再则在目前的服务器中系统速度还是很高，在这种频率上一般来说同时出现多比特错误的现象很少发生，正因为这样才使得ECC技术得到了充分地认可和应用，使得ECC内存技术成为几乎所有服务器上的内存标准。 但随着基于Intel处理器架构的服务器的CPU性能在以几何级的倍数提高，而硬盘驱动器的性能同期只提高了少数的倍数，因此为了获得足够的性能，服务器需要大量的内存来临时保存CPU上需要读取的数据，这样大的数据访问量就导致单一内存芯片上每次访问时通常要提供4（32位）或8（64位）比特以上的数据，一次性读取这么多数据，出现多位数据错误的可能性会大大地提高，而ECC又不能纠正双比特以上的错误，这样就很可能造成全部比特数据的丢失，系统就很快崩溃了。IBM的Chipkill技术是利用内存的子结构方法来解决这一难题。内存子系统的设计原理是这样的，单一芯片，无论数据宽度是多少，只对于一个给定的ECC识别码，它的影响最多为一比特。举个例子来说明的就是，如果使用4比特宽的DRAM，4比特中的每一位的奇偶性将分别组成不同的ECC识别码，这个ECC识别码是用单独一个数据位来保存的，也就是说保存在不同的内存空间地址。因此，即使整个内存芯片出了故障，每个ECC识别码也将最多出现一比特坏数据，而这种情况完全可以通过ECC逻辑修复，从而保证内存子系统的容错性，保证了服务器在出现故障时，有强大的自我恢复能力。采用这种内存技术的内存可以同时检查并修复4个错误数据位，服务器的可靠性和稳定得到了更加充分的保障。 (3)Register Register即寄存器或目录寄存器，在内存上的作用我们可以把它理解成书的目录，有了它，当内存接到读写指令时，会先检索此目录，然后再进行读写操作，这将大大提高服务器内存工作效率。带有Register的内存一定带Buffer(缓冲)，并且目前能见到的Register内存也都具有ECC功能，其主要应用在中高端服务器及图形工作站上，如IBM Netfinity 5000。 (4)FB-DIMM FB-DIMM(Fully Buffered-DIMM，全缓冲内存模组)是Intel在DDR2、DDR3的基础上发展出来的一种新型内存模组与互联架构，既可以搭配现在的DDR2内存芯片，也可以搭配未来的DDR3内存芯片。FB-DIMM可以极大地提升系统内存带宽并且极大地增加内存最大容量。 FB-DIMM技术是Intel为了解决内存性能对系统整体性能的制约而发展出来的，在现有技术基础上实现了跨越式的性能提升，同时成本也相对低廉。在整个计算机系统中，内存可谓是决定整机性能的关键因素，光有快的CPU，没有好的内存系统与之配合，CPU性能再优秀也无从发挥。这种情况是由计算机原理所决定的，CPU在运算时所需要的数据都是从内存中获取，如果内存系统无法及时给CPU供应数据，CPU不得不长时间处在一种等待状态，硬件资源闲置，性能自然无从发挥。对于普通的个人电脑来说，由于是单处理器系统，目前的内存带宽已经能满足其性能需求；而对于多路的服务器来说，由于是多处理器系统，其对内存带宽和内存容量是极度渴求的，传统的内存技术已经无法满足其需求了。这是因为目前的普通DIMM采用的是一种“短线连接”(Stub-bus)的拓扑结构，这种结构中，每个芯片与内存控制器的数据总线都有一个短小的线路相连，这样会造成电阻抗的不继续性，从而影响信号的稳定与完整，频率越高或芯片数据越多，影响也就越大。虽然Rambus公司所推出的的XDR内存等新型内存技术具有极高的性能，但是却存在着成本太高的问题，从而使其得不到普及。而FB-DIMM技术的出现就较好的解决了这个问题，既能提供更大的内存容量和较理想的内存带宽，也能保持相对低廉的成本。FB-DIMM与XDR相比较，虽然性能不及全新架构的XDR，但成本却比XDR要低廉得多。 与现有的普通DDR2内存相比，FB-DIMM技术具有极大的优势:在内存频率相同的情况下目前能提供四倍于普通内存的带宽，并且能支持的最大内存容量也达到了普通内存的24倍，系统最大能支持192GB内存。FB-DIMM最大的特点就是采用已有的DDR2内存芯片(以后还将采用DDR3内存芯片)，但它借助内存PCB上的一个缓冲芯片AMB(Advanced Memory Buffer，高级内存缓冲)将并行数据转换为串行数据流，并经由类似PCI Express的点对点高速串行总线将数据传输给处理器。 与普通的DIMM模块技术相比，FB-DIMM与内存控制器之间的数据与命令传输不再是传统设计的并行线路，而采用了类似于PCI-Express的串行接口多路并联的设计，以串行的方式进行数据传输。在这种新型架构中，每个DIMM上的缓冲区是互相串联的，之间是点对点的连接方式，数据会在经过第一个缓冲区后传向下一个缓冲区，这样，第一个缓冲区和内存控制器之间的连接阻抗就能始终保持稳定，从而有助于容量与频率的提升。 |