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服务器内存

    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。

    服务器内存主要技术:

    (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。

    服务器内存典型类型

    目前服务器常用的内存有SDRAMDDR,DDR2三种内存。

    (1)SDRAM

    (2)DDR SDRAM

    (3)DDR2 SDRAM

    以下是SDRAM和DDR SDRAM的对比图表:

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    由于服务器内存在各种技术上相对兼容机来说要严格得多,它强调的不仅是内存的速度,而是它的内在纠错技术能力和稳定性。所以在外频上目前来说只能是紧跟兼容机或普通台式内存之后。目前台式机的外频一般来说已到了150MHz以上的时代,但133外频仍是主流。而服务器由于受到整个配件外频和高稳定性的要求制约,主流外频还是100MHz,但133MHz外频已逐步在各档次服务器中推行,在选购服务器时当然最好选择133MHz外频的了!内存、其它配件也一样,要尽量同步进行,否则就会影响整个服务器的性能。目前主要的服务器内存品牌主要有Kingmax、kinghorse、现代、三星、kingstone、IBM、VIKING、NEC等,但主要以前面几种在市面上较为常见,而且质量也能得到较好的保障。

相关术语:

    *ECC内存