服務器內(nèi)存基礎知識

早期內(nèi)存通過存儲器總線和北橋相連，北橋通過前端總線與CPU通信。服務器的內(nèi)存基礎知識有哪些？這里給大家分享一些關(guān)于服務器內(nèi)存基礎知識，希望對大家能有所幫助。

服務器內(nèi)存是什么

服務器內(nèi)存也是內(nèi)存(RAM)，它與普通PC(個人電腦)機內(nèi)存在外觀和結(jié)構(gòu)上沒有什么明顯實質(zhì)性的區(qū)別，主要是在內(nèi)存上引入了一些新的特有的技術(shù)，如ECC、ChipKill、熱插拔技術(shù)等，具有極高的穩(wěn)定性和糾錯性能。

服務器內(nèi)存和普通內(nèi)存有什么區(qū)別?

1、板載的內(nèi)存顆粒數(shù)量不同：

服務器的內(nèi)存條多了一顆ECC錯誤校驗儲存芯片(儲存芯片數(shù)為奇數(shù))，這使得服務器在運轉(zhuǎn)中更安全穩(wěn)定。而普通內(nèi)存條儲存芯片數(shù)為偶數(shù)。

2、支持技術(shù)不同：

服務器的內(nèi)存條支持ECC錯誤校驗技術(shù)，經(jīng)過錯誤校驗、糾正，無形中也就保證了服務器系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠。

普通內(nèi)存條檢測到錯誤時，并不能確定錯誤在哪一位，也無法修正錯誤。

3、內(nèi)存條的容量不同：

服務器的內(nèi)存條容量通常是以4GB起步，服務器里面也會根據(jù)實際情況選擇安裝大容量的內(nèi)存條。

普通內(nèi)存條容量通常是以2GB起步，現(xiàn)在的電腦上面4~8GB的內(nèi)存已經(jīng)夠用。

4、用途不同：

通常情況下，服務器的內(nèi)存條只能用于服務器，普通內(nèi)存條只能用于臺式機，它們之間不能互換，否則將不能正常開機。

5、價格不同：

對于同一品牌、規(guī)格、容量的內(nèi)存條，服務器的內(nèi)存價格通常會比普通內(nèi)存價格高很多。

服務器內(nèi)存主要技術(shù)：

(1)ECC

在普通的內(nèi)存上，常常使用一種技術(shù)，即Parity，同位檢查碼(Parity check codes)被廣泛地使用在偵錯碼(error detectioncodes)上，它們增加一個檢查位給每個資料的字元(或字節(jié))，并且能夠偵測到一個字符中所有奇(偶)同位的錯誤，但Parity有一個缺點，當計算機查到某個Byte有錯誤時，并不能確定錯誤在哪一個位，也就無法修正錯誤?；谏鲜銮闆r，產(chǎn)生了一種新的內(nèi)存糾錯技術(shù)，那就是ECC，ECC本身并不是一種內(nèi)存型號，也不是一種內(nèi)存專用技術(shù)，它是一種廣泛應用于各種領域的計算機指令中，是一種指令糾錯技術(shù)。ECC的英文全稱是“ Error Checking and Correcting”，對應的中文名稱就叫做“錯誤檢查和糾正”，從這個名稱我們就可以看出它的主要功能就是“發(fā)現(xiàn)并糾正錯誤”，它比奇偶校正技術(shù)更先進的方面主要在于它不僅能發(fā)現(xiàn)錯誤，而且能糾正這些錯誤，這些錯誤糾正之后計算機才能正確執(zhí)行下面的任務，確保服務器的正常運行。之所以說它并不是一種內(nèi)存型號，那是因為并不是一種影響內(nèi)存結(jié)構(gòu)和存儲速度的技術(shù)，它可以應用到不同的內(nèi)存類型之中，就象前講到的“奇偶校正”內(nèi)存，它也不是一種內(nèi)存，最開始應用這種技術(shù)的是EDO內(nèi)存，現(xiàn)在的SD也有應用，而ECC內(nèi)存主要是從SD內(nèi)存開始得到廣泛應用，而新的DDR、RDRAM也有相應的應用，目前主流的ECC內(nèi)存其實是一種SD內(nèi)存。

(2)Chipkill

Chipkill技術(shù)是IBM公司為了解決目前服務器內(nèi)存中ECC技術(shù)的不足而開發(fā)的，是一種新的ECC內(nèi)存保護標準。我們知道ECC內(nèi)存只能同時檢測和糾正單一比特錯誤，但如果同時檢測出兩個以上比特的數(shù)據(jù)有錯誤，則一般無能為力。目前ECC技術(shù)之所以在服務器內(nèi)存中廣泛采用，一則是因為在這以前其它新的內(nèi)存技術(shù)還不成熟，再則在目前的服務器中系統(tǒng)速度還是很高，在這種頻率上一般來說同時出現(xiàn)多比特錯誤的現(xiàn)象很少發(fā)生，正因為這樣才使得ECC技術(shù)得到了充分地認可和應用，使得ECC內(nèi)存技術(shù)成為幾乎所有服務器上的內(nèi)存標準。

但隨著基于Intel處理器架構(gòu)的服務器的CPU性能在以幾何級的倍數(shù)提高，而硬盤驅(qū)動器的性能同期只提高了少數(shù)的倍數(shù)，因此為了獲得足夠的性能，服務器需要大量的內(nèi)存來臨時保存CPU上需要讀取的數(shù)據(jù)，這樣大的數(shù)據(jù)訪問量就導致單一內(nèi)存芯片上每次訪問時通常要提供4(32位)或8(64位)比特以上的數(shù)據(jù)，一次性讀取這么多數(shù)據(jù)，出現(xiàn)多位數(shù)據(jù)錯誤的可能性會大大地提高，而ECC又不能糾正雙比特以上的錯誤，這樣就很可能造成全部比特數(shù)據(jù)的丟失，系統(tǒng)就很快崩潰了。IBM的Chipkill技術(shù)是利用內(nèi)存的子結(jié)構(gòu)方法來解決這一難題。內(nèi)存子系統(tǒng)的設計原理是這樣的，單一芯片，無論數(shù)據(jù)寬度是多少，只對于一個給定的ECC識別碼，它的影響最多為一比特。舉個例子來說明的就是，如果使用4比特寬的DRAM，4比特中的每一位的奇偶性將分別組成不同的ECC識別碼，這個ECC識別碼是用單獨一個數(shù)據(jù)位來保存的，也就是說保存在不同的內(nèi)存空間地址。因此，即使整個內(nèi)存芯片出了故障，每個ECC識別碼也將最多出現(xiàn)一比特壞數(shù)據(jù)，而這種情況完全可以通過ECC邏輯修復，從而保證內(nèi)存子系統(tǒng)的容錯性，保證了服務器在出現(xiàn)故障時，有強大的自我恢復能力。采用這種內(nèi)存技術(shù)的內(nèi)存可以同時檢查并修復4個錯誤數(shù)據(jù)位，服務器的可靠性和穩(wěn)定得到了更加充分的保障。

(3)Register

Register即寄存器或目錄寄存器，在內(nèi)存上的作用我們可以把它理解成書的目錄，有了它，當內(nèi)存接到讀寫指令時，會先檢索此目錄，然后再進行讀寫操作，這將大大提高服務器內(nèi)存工作效率。帶有Register的內(nèi)存一定帶Buffer(緩沖)，并且目前能見到的Register內(nèi)存也都具有ECC功能，其主要應用在中高端服務器及圖形工作站上，如IBM Netfinity 5000。

(4)FB-DIMM

FB-DIMM(Fully Buffered-DIMM，全緩沖內(nèi)存模組)是Intel在DDR2、DDR3的基礎上發(fā)展出來的一種新型內(nèi)存模組與互聯(lián)架構(gòu)，既可以搭配現(xiàn)在的DDR2內(nèi)存芯片，也可以搭配未來的DDR3內(nèi)存芯片。FB-DIMM可以極大地提升系統(tǒng)內(nèi)存帶寬并且極大地增加內(nèi)存最大容量。

FB-DIMM技術(shù)是Intel為了解決內(nèi)存性能對系統(tǒng)整體性能的制約而發(fā)展出來的，在現(xiàn)有技術(shù)基礎上實現(xiàn)了跨越式的性能提升，同時成本也相對低廉。在整個計算機系統(tǒng)中，內(nèi)存可謂是決定整機性能的關(guān)鍵因素，光有快的CPU，沒有好的內(nèi)存系統(tǒng)與之配合，CPU性能再優(yōu)秀也無從發(fā)揮。這種情況是由計算機原理所決定的，CPU在運算時所需要的數(shù)據(jù)都是從內(nèi)存中獲取，如果內(nèi)存系統(tǒng)無法及時給CPU供應數(shù)據(jù)，CPU不得不長時間處在一種等待狀態(tài)，硬件資源閑置，性能自然無從發(fā)揮。對于普通的個人電腦來說，由于是單處理器系統(tǒng)，目前的內(nèi)存帶寬已經(jīng)能滿足其性能需求;而對于多路的服務器來說，由于是多處理器系統(tǒng)，其對內(nèi)存帶寬和內(nèi)存容量是極度渴求的，傳統(tǒng)的內(nèi)存技術(shù)已經(jīng)無法滿足其需求了。這是因為目前的普通DIMM采用的是一種“短線連接”(Stub-bus)的拓撲結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)中，每個芯片與內(nèi)存控制器的數(shù)據(jù)總線都有一個短小的線路相連，這樣會造成電阻抗的不繼續(xù)性，從而影響信號的穩(wěn)定與完整，頻率越高或芯片數(shù)據(jù)越多，影響也就越大。雖然Rambus公司所推出的的XDR內(nèi)存等新型內(nèi)存技術(shù)具有極高的性能，但是卻存在著成本太高的問題，從而使其得不到普及。而FB-DIMM技術(shù)的出現(xiàn)就較好的解決了這個問題，既能提供更大的內(nèi)存容量和較理想的內(nèi)存帶寬，也能保持相對低廉的成本。FB-DIMM與XDR相比較，雖然性能不及全新架構(gòu)的XDR，但成本卻比XDR要低廉得多。

與現(xiàn)有的普通DDR2內(nèi)存相比，F(xiàn)B-DIMM技術(shù)具有極大的優(yōu)勢:在內(nèi)存頻率相同的情況下目前能提供四倍于普通內(nèi)存的帶寬，并且能支持的最大內(nèi)存容量也達到了普通內(nèi)存的24倍，系統(tǒng)最大能支持192GB內(nèi)存。FB-DIMM最大的特點就是采用已有的DDR2內(nèi)存芯片(以后還將采用DDR3內(nèi)存芯片)，但它借助內(nèi)存PCB上的一個緩沖芯片AMB(Advanced Memory Buffer，高級內(nèi)存緩沖)將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)流，并經(jīng)由類似PCI Express的點對點高速串行總線將數(shù)據(jù)傳輸給處理器。

與普通的DIMM模塊技術(shù)相比，F(xiàn)B-DIMM與內(nèi)存控制器之間的數(shù)據(jù)與命令傳輸不再是傳統(tǒng)設計的并行線路，而采用了類似于PCI-Express的串行接口多路并聯(lián)的設計，以串行的方式進行數(shù)據(jù)傳輸。在這種新型架構(gòu)中，每個DIMM上的緩沖區(qū)是互相串聯(lián)的，之間是點對點的連接方式，數(shù)據(jù)會在經(jīng)過第一個緩沖區(qū)后傳向下一個緩沖區(qū)，這樣，第一個緩沖區(qū)和內(nèi)存控制器之間的連接阻抗就能始終保持穩(wěn)定，從而有助于容量與頻率的提升。

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