В серверах, а также в рабочих станциях используется не совсем обычная оперативная память. Основные ее отличия — это поддержка специфических технологий, таких как контроль четности и ECC. Серверная оперативная память не обладает выдающимися скоростными характеристиками. Для нее намного важнее стабильность и безотказность в работе. Рассмотрим подробнее технологии, которые применяют в серверной памяти:
- Error-Correcting Code (ECC);
- Регистр между микросхемами модуля и контроллером памяти.
Память с коррекцией ошибок
ECC (Error-Correcting Code) позволяет исправлять некоторые ошибки в оперативной памяти. В том числе, случайные неточности, то есть те, которые могут возникать под воздействием электромагнитных помех или высокоэнергетических элементарных частиц. Подобная погрешность появляется из-за изменения значения одного бита в машинном слове. Результат может быть самым непредсказуемым: от изменения одного символа в набранном тексте до зависания системы. Применение технологии ECC необходимо для обнаружения и, по-возможности, исправления подобных проблем.
Однобитовые ошибки
Бит представляет собой единую двоичную цифру (1 или 0), причем восемь битов формируют байт — исторически наименьшую единицу адресной памяти, которую компьютеры считают либо как одно число, либо букву. Однобитовая ошибка заключается в том, что электрический заряд бит изменяется, переворачивая его от 0 до 1 или наоборот.
Причины однобитовых ошибок возникают в двух основных вариантах: жестких и мягких.
- Жесткие вызваны такими физическими факторами, как изменение температуры или мощности, а также напряжение на оборудовании.
- Мягкие возникают из-за более сложных факторов, таких как магнитные помехи и даже космические лучи.
В любом случае результат однобитовой ошибки тот же. Неточность, влияющая на одну двоичную цифру, не приведет к концу света, но перевернутый бит может серьезно повлиять на важные данные.
Хотя ошибка может быть безвредной или иметь сравнительно мягкий эффект (например, неправильно окрашенный пиксель в изображении), это может привести к полностью искаженному файлу или сбою всей системы.
В приложениях, обрабатывающих большие объемы чувствительных или высокоценных данных, даже одна однобитовая ошибка может быть катастрофической.
ОЗУ ECC предотвращает однобитовые ошибки, обнаруживая и исправляя их, гарантируя, что данные будут должным образом сохранены.
Принцип работы
ECC модуль имеет дополнительные микросхемы, по одной на каждые 8 чипов. То есть, при одностороннем дизайне модуля, будет задействовано 9 чипов вместо привычных 8. А при двухстороннем — 18 вместо 16. В дополнительных чипах лежат контрольные суммы машинных слов, хранящихся в памяти.
- Если при проверке контрольная сумма машинного слова не совпадает с контрольной сумой, находящейся в чипе-буфере, значит, найдена неточность;
- Если проблема устранена, то система продолжает работу, если коррекция невозможна — отправляется сообщение операционной системе;
- Если ОЗУ использует только технологию ECC, то это не совсем серверная оперативная память. Она рассчитана, в первую очередь, на профессиональные рабочие станции.
Для использования ECC RAM требуется поддержка как со стороны процессора, в котором размещен контроллер памяти, так и со стороны материнской платы. Впрочем, у не самых дешевых CPU и системных плат подобная поддержка нередко есть. Следовательно, память с коррекцией ошибок на них успешно заработает.
Какие преимущества получит обычный домашний или офисный компьютер в этом случае? Теоретически, он будет стабильнее работать. Но стоит учитывать, что применение Error-Correcting Code требует определенных вычислительных мощностей, как следствие, быстродействие снижается, пусть и не намного.
Отличие серверной ОЗУ от обычной
По сравнению с обычной, ОЗУ ECC имеет очевидные преимущества. Из-за встроенных возможностей для исправления ошибок, системы с ОЗУ ECC имеют намного меньше отказов, чем с памятью без коррекции ошибок. На практике это означает меньшую потерю данных, меньшее количество сбоев и больше времени безотказной работы.
Однако из-за дополнительной обработки, требуемой для чипов, ECC может оказать небольшое влияние на производительность. Это вряд ли является серьезной проблемой, когда пользователи уделяют первостепенное внимание минимизации ошибок и максимальному времени бесперебойной работы, которые обеспечивает ECC RAM, даже если она действительно имеет незначительный проигрыш в производительности.
Еще одна очевидная разница между памятью с ECC и без нее — это цена. Благодаря своим расширенным функциям память с ECC стоит дороже, чем обычная, и поддерживается только на специализированных (и дорогостоящих) материнских платах и высокопроизводительных серверных процессорах, таких как Intel Xeon и т.п. И еще ECC RAM нельзя комбинировать с ОЗУ без коррекции ошибок. Поэтому, если вы хотите возможности Error-Correcting Code, вам нужно будет заплатить за них.
Регистровая память
По-настоящему серверной можно считать только регистровую или буферизованную память. Основная ее особенность — это наличие на модуле еще одной микросхемы — регистра. Регистр выполняет роль буфера между микросхемами памяти на модуле и контроллером ОЗУ. Это необходимо для снятия нагрузки с контроллера, что позволяет установить большое количество модулей. Вся регистровая оперативка поддерживает технологию ECC.
Чем еще отличается ОЗУ для сервера?
- Вполне закономерно, что оперативная память для круглосуточно работающего сервера должна иметь максимальную надежность. Поэтому серверные модули проходят тщательное тестирование, в том числе, и в условиях высокого нагрева.
- Использование серверной регистровой оперативной памяти возможно только если процессор и материнская плата поддерживают ее.
- Серверная оперативная память, также как и обычная, выпускается в разных стандартах: ddr2, ddr3, ddr4. Физически, серверные модули сохраняют совместимость с десктопными, но работоспособность в обычных материнских платах невозможна.
- Скорость работы буферизованной RAM ниже, чем у стандартного модуля ОЗУ, а вот цена может оказаться заметно выше.
Нужна ли серверная память в обычном компьютере?
Конечно неприятно, когда ваш домашний компьютер или ноутбук падает из-за ошибки, но это вряд ли будет иметь серьезные долгосрочные последствия.
Собирать домашний компьютер на серверном железе — достаточно спорное решение. Кроме самих модулей серверной памяти, придется установить серверную системную плату. А для нормальной работы системной платы может потребоваться соответствующий корпус и блок питания, что в итоге приведет к неоправданным расходам и даст только избыточную для большинства домашних систем надежность. Однозначный ответ — ненужна.
Где необходима ОЗУ c ECC?
Для бизнес-критических серверных приложений короткий ответ — да. Н а сервере, обрабатывающем конфиденциальную информацию о клиенте или финансовых транзакциях, даже одна ошибка имеет потенциал для катастрофы.
Для защиты от финансовых потерь, вызванных поврежденными данными, или репутационного ущерба, вызванного простоями после сбоя системы, ECC RAM настоятельно рекомендуется организациям, которые обрабатывают большие объемы данных клиентов в Интернете.
Доброго времени суток, мои дорогие читатели и я снова рад общению с вами. Сегодняшнюю тему нельзя назвать популярной, ведь она как бы ни касается обычных компов. Но по факту вопрос, чем отличается серверная оперативная память от обычной RAM стал все чаще волновать рядовых пользователей.
Я бы связал это с неудачными попытками апгрейда, основанными на логичном предположении о том, что железо для техники, работающей в круглосуточном режиме, будет качественней и надежней.
Но по факту, серверная аппаратная часть – это компоненты с узкой специализацией. Поэтому, давайте разбираться.
Между сервером и обычным рабочим или игровым компьютером имеется существенная разница, обусловленная ответственностью за решаемые задачи.
Поэтому требования к устанавливаемому железу в корне отличаются.
Для серверного оборудования, работающего 24 часа ежесуточно, оно должно быть не просто надежным, а отказоустойчивым. В серверной DDR памяти это обеспечивается разными способами.
Аппаратная поддержка
В частности на серверах устанавливается регистровая оперативная память, отличающаяся от обычной наличием дополнительной микросхемы, выполняющей роль буфера. Она меньше по размеру, размещается в центре планки, поэтому вы легко сможете отличить такой модуль. Обычно, на каждые 8 рядовых чипов устанавливается 1 буферный. Для чего это нужно?
Дело в том, что на современных материнских платах контроллер оперативки является неотъемлемым компонентом процессора. Но поскольку при одновременном обращении к нескольким модулям памяти он подвергается серьезным токовым нагрузкам (обусловленным изменением электрической емкости чипа в процессе «записи-считывания»), то ему нужна надежная защита. Эту функцию и выполняет буфер модуля серверной регистровой памяти. Не будь его, процессор сервера при интенсивной работе мог бы запросто выйти из строя.
Программный способ
В процессе считывания информации с микросхем памяти может иметь место ошибка, обусловленная воздействием внешних факторов. Не удивляйтесь, нейтроны космического и мощного электромагнитного излучения способны запросто изменить состояние бита памяти.
Чтобы минимизировать последствия такой ситуации используется функция корректировки ошибочного кода ECC (Error Correcting Code), которая так же применяется некоторых отдельных модификациях обычной памяти. Используемый в ней алгоритм способен математическими методами обработки цифрового кода самостоятельно обнаруживать и исправлять ошибки. Стоит ли говорить, насколько это важно для стабильной работы сервера?
Сразу хочу обратить внимание читателей на маркировку серверной памяти. Возможно, вы и знаете, что модули с ECC обозначаются литерой «E». Но это вовсе не означает что такой модуль – серверный.
Запомните: только регистровая память может быть серверной, а уже ECC является ее обязательным компонентом. Обозначается планка серверной памяти буквами в маркировании «R» или «REG», что значит «Registered». Сам тип такой оперативки называется FB-DIMM (Full Buffered).
Так же стоит добавить, что отказоустойчивость серверной оперативки обеспечивается не только вышеперечисленными способами. В дополнение к этому она проходит специальные тестирования, имитирующие условия длительной эксплуатации (нагрев до 100˚С) под интенсивной нагрузкой. После этого модули памяти проверяются на совместимость с разными программными и аппаратными серверными платформами. Это позволяет за короткий срок выявить дефектные модули. Если их количество больше положенного (2 планки из 10 000 шт.), то бракуется вся партия.
Отличия, имеющие значение
Как видите, надежность серверной оперативной памяти просто поражает и вполне естественно, что некоторые пользователи желают использовать ее на обычном компе. Но, дорогие мои друзья, здесь есть несколько нюансов и я хочу, чтобы вы о них знали:
- Обмен информацией через буфер потребует от процессора дополнительных тактов работы, кроме того задействуется алгоритм ЕСС что так же требует дополнительного времени на обработку. В итоге серверная память демонстрирует гораздо меньшую скорость работы;
- Вы прекрасно понимаете, что наличие дополнительных чипов и высокие требования к качеству/надёжности изделия существенно влияют на конечную стоимость изделия. Поэтому цена серверной памяти намного выше обычной;
- И напоследок, главная информация для тех, кто желает узнать: будет ли работать на обычной материнке регистровая память? Будет. Но не на каждой. И серверные и игровые MotherBoardы поддерживают различные планки. Именно они могут обладать способностью работать с RAM-буфером. Эта технология позволяет существенно увеличить объем оперативной памяти, не создавая дополнительной нагрузки на процессор. Поэтому всегда уточняйте технические характеристики вашей материнки и, возможно, у вас получится установить на ПК надежную серверную память.
Чем отличается серверная оперативная память от обычной вы теперь знаете. Отличий не так много, но они весьма существенные. На этом заканчиваю свой рассказ и прощаюсь с вами. Надеюсь вскоре порадовать вас новыми интересными статьями.
Что к касается объема памяти — ещё никто не жаловался на то, что в сервере слишком много оперативной памяти. Серверная оперативная память имеет гораздо большее значение в плане производительности, в отличие от персональных компьютеров и рабочих станций. Дать типовые рекомендации по объему памяти в серверах, практически не возможно, к решению каждой системы следует подходить индивидуально, исходя из поставленных задач.
Наша компания предлагает модули серверной оперативной памяти форматов: FB-DIMM, LV Registered DDR3, Registered DDR3, DDR3 ECC, LV DDR3, DDR3, Registered DDR2, DDR2 ECC, DDR2, Registered DDR, DDR SDRAM, для серверных решений любой сложности и назначений.
Основные отличия серверной памяти
Современная память для сервера должна отвечать большому числу важных требований, таких как высокая надежность, максимальная производительность, небольшое потребление электроэнергии и умеренная цена.
Fully Buffered DIMM, FB-DIMM (Полностью буферизованная память) — стандарт памяти, используется для повышения надежности, плотности и скорости подсистемы памяти.
Из-за высокой комплексной электрической емкости модулей памяти, время их "зарядки" создает большие затраты на операции записи. Во избежание этого, модули FB-DIMM снабжаются особой микросхемой (буфером), которая быстро сохраняет поступившие данные, тем самым освобождая контроллер. Серверные модули памяти с частичной буферизацией носят название "регистровые"(Registered), а модули с полной буферизацией(Full Buffered) — "FB-DIMM". Говоря о "небуферизованых" имеют в виду обычные модули памяти. Буферизованные модули "FB-DIMM", несовместимы с небуферизованными.
В современных решениях память FB-DIMM вытеснена менее "особенной" Registered DDR3, имеющую большую скорость и меньшее энергопотребления.
Registered Memory, RDIMM (Регистровая память) — вид оперативной памяти, содержащий микросхемы регистров между чипом и системным контроллером памяти для частичной буферизации. Наличие регистров снижает электрическую нагрузку на контроллер, что дает возможность устанавливать больше модулей в одном канале. Наличие дополнительных микросхем и меньшего объема производства, делают регистровые модули памяти более дорогими, в сравнении с небуферизованными. Обычно модули RDIMM используется в серверных решениях, требующих масштабируемости и отказоустойчивости. Однако из-за использования регистров появляется дополнительная задержка в работе памяти.
ECC (Error Correcting Code) — достаточно важный критерий, на который так же следует обратить внимание, при выборе серверной памяти. Эта функция позволяет автоматически выявлять и исправлять ошибки, возникающие в процессе работы памяти. Ошибки, возникающие в работе памяти, оказывают заметный негативный эффект на суммарную производительность сервера и могут привести к самим разным последствиям, вплоть до потери информации.
Память с поддержкой ECC работает несколько медленнее обычной (около 5%) и стоимость ее значительно выше, но для серверного решения, орентированного на максимальную надежность, она является обязательным компонентом. Надо отметить, функция ECC не является полной защитой от нестабильной памяти, а применяется лишь для исправления случайных ошибок, тем самым снижая риск возникновения сбоев в работе сервера. Хотя значительное число модулей серверной памяти является регистровой с использованием ECC, существуют так же регистровые модули без ECC "Registered DDR" и модули памяти с ECC но без регистров "DDR ECC".Наши специалисты, имеющие огромный опыт, ответят на все Ваши вопросы, дадут развернутую консультацию и помогут подобрать серверную оперативную память, наиболее подходящую для Вашей системы и отвечающую всем современным требованиям.