тип памяти с кодом коррекции ошибок

Серверная память: DDR3/4, Buffered, …unBuffered, ECC? Помогаем разобраться с выбором памяти для различных платформ

Пока компьютерный прогресс бежит сломя голову, в стане серверов остаются доступными совершенно различные конфигурации, как современные, так и 5-10 летние железки. И в момент подбора комплектующих для апгрейда возникает закономерный вопрос, а какую память и в каком количестве доустанавливать или менять? Помимо привычного разъема DIMM используется и SO-DIMM, а о том, что бывает память с ECC и без нее, буферизованная и нет, знает каждый школьник.

Платформы Intel

За более чем 40-летнюю историю существования компания Intel разработала и выпустила десятки серверных платформ. Сейчас две из них пользуются повышенным вниманием: V3/V4 Xeon процессоры распространены благодаря относительно дешевым ценам в пересчете на 1 ядро, а также Xeon Scalable из-за неимоверного разнообразия процессоров.

Чтобы не запутаться в версиях/ревизиях посмотрим на типы процессоров Intel, разделив их на большие группы по архитектуре.

LGA 1151

1151 сокет использовался для 3 платформ продолжительное время. Начальным этапом стали процессоры Skylake-S, содержащие 4 физических ядра. Потом их сменили процессоры Kaby Lake-S, и наконец завершающим семейством стали CPU Coffee Lake-S WS. Все поколения оснащались 2-канальным контроллером памяти. По мере совершенствования архитектуры он перешел с частоты 1866 МГц к 2666 МГц. Платы на LGA 1151 поддерживают до 4 разъемов DIMM (2 модуля Х 2 канала), как с ECC, так и без нее. Совсем редко попадаются конфигурации с DDR3L памятью (от 1333 до 1600 МГц). Максимальный объем памяти 64 Гбайт.

Для Skylake, Kaby Lake и Coffee Lake LGA 1151 можно использовать DDR4 память с ECC частотой от 1866МГц до 2666 МГц (как не буферизированная, так и регистровая). Существует 2 типа плат: с 2 разъемами и с 4 разъемами DIMM. Для 2 разъемов используйте парные модули, чтобы задействовать оба канала. Для 4 разъемов устанавливайте память парами (2х DIMM в 2 канала или 4х DIMM в 2 канала). В зависимости от версии процессора используйте максимально разрешенную частоту для достижения максимальной производительности подсистемы памяти.

LGA 2066

Платформа LGA 2066 с процессорами Skylake-W поддерживают до 8 разъемов DIMM (2×4 канала), ECC с частотой от 1600 до 2666 МГц. Тип памяти DDR4. Максимальный объем памяти 512 Гбайт.

Для Skylake LGA 2066 можно использовать DDR4 память (ECC RDIMM, Registered ECC RDIMM, Registered ECC LRDIMM, Registered ECC LRDIMM) частотой 1600-2666МГц. Существует 2 основных конфигурации с 4 слотами и 8.

В материнскую плату с 4/8 слотами лучше всего устанавливать память по 4 модуля для максимальной производительности. Для достижения максимальной емкости задействуйте 8 слотов. В зависимости от версии процессора используйте максимально разрешенную частоту для достижения максимальной производительности подсистемы памяти.

LGA 3647

Платформа LGA 3647 поддерживает до 12 разъемов DIMM (2×6 каналов), ECC с частотой от 2133 до 2666 МГц. Тип памяти DDR4. В список не включены процессоры Xeon Platinum 92ХХ.

8 слотов памяти при 6 (А, B, C, D, E, F) каналах. Два канала разделены на ранги (А1 ранг + А2 ранг и D1 + D2), типичная ситуация, когда «А» и «D» канал делят пополам. Допускается установка различных конфигураций, но наиболее производительная – установка 6 модулей без «2» рангов.

4 слота памяти при 6 (А, B, C, D, E, F) каналах. Из 6 каналов чаще всего выброшен канал «С» и «F». Другими словами, система из 6 канальной превращается в 4 канальную. Соответственно уменьшается пропускная способность и суммарная производительность.

6 и 12 слотов памяти прекрасно соотносятся с 6 канальными контроллерами памяти. Здесь все просто – для достижения максимальной скорости ПСП используем 6 или 12 модулей.

LGA 1200

Для Comet Lake-S LGA 1200 нужно использовать DDR4 память с и без ECC частотой до 2933 МГц. Существует 2 типа плат: с 2 разъемами и с 4 разъемами DIMM (SO-DIMM). Для 2 разъемов используйте парные модули, чтобы задействовать оба канала. Для 4 разъемов устанавливайте память парами (2х DIMM в 2 канала или 4х DIMM в 2 канала). В зависимости от версии процессора используйте максимально разрешенную частоту для достижения максимальной производительности подсистемы памяти.

LGA 4189 (v2)

Наиболее производительные платформы от Intel. Оговоримся сразу, Socket LGA 4189 и LGA 4189v2 не совместимы между собой. «Свежайшие» Ice Lake-SP появились совсем недавно и поддерживают память с частотой 3200 МГц. Фактическое размещение модулей может быть разным, как и конфигурации DIMM на материнских платах. В таблице нет ошибки с наименованиями. Intel действительно выпустила 2 поколения процессоров под разные сокеты с похожими названиями:
ark.intel.com/content/www/us/en/ark/products/codename/189143/cooper-lake.html#@Server
ark.intel.com/content/www/us/en/ark/products/codename/74979/ice-lake.html#@Server

Мало того, даже названия самих процессоров слишком похожи. Добавляет путаницы общее принадлежность CPU к «3rd Generation Intel Xeon Scalable Processors». В любом случае разбирать конфигурацию памяти лучше раздельно, из-за различий в количестве поддерживаемых каналов. Первая ревизия LGA 3647 оснащена контроллером памяти с 6 каналами. На рынке присутствуют платы со слотами кратными 3, и 6, где память подключается логично. Но встречаются модели с меньшим числом слотов DIMM. 4х DIMM вариант просто не задействует 2 из 6 каналов, а 8-ми модульные системы разделяют А и D канал на 2 банка (А1+А2, D1+D2). Выбор частот совместимых модулей велик – от 2666 до 3200 МГц.

Процессоры Ice Lake-SP поддерживают 8 каналов памяти, значит устанавливаются модули кратно 4 и 8. Конечно сейчас появятся в продаже материнские платы с конфигурацией DIMM 2+2 слота (это минус 4 канала памяти), ли с разделяемыми каналами на банки.

Тонкости подбора модулей в различных конфигурациях

Начиная с конца 2019 года производители микросхем постепенно начали переходить на нормы тех. процесса менее 20 нм. Это позволило удвоить объем памяти на модуле. К сожалению не все процессоры Intel способны работать с новыми планками. При выборе памяти для старых платформ убедитесь, что материнская плата получила обновление BIOS в котором заявлена совместимость с 16 Гбит микросхемами.

Список новых 16 Гбит модулей Kingston:

Простое правило наращивания частоты никто не отменял. Чем больше использованных каналов и выше частота памяти, тем выше производительность сервера. В конфигурациях, где материнская плата не реализует часть каналов скорость работы с памятью существенно ниже.

Пример установки 384Гб памяти в плату тремя различными способами. В первых двух неправильно заполненные каналы приводят к двукратному снижению ПСП. Оптимальный режим – это установка высокочастотной памяти по 1 планке в каждый канал без использования второго банка. Причем о ранговости обязательно нужно помнить!

2-ранговая память всегда будет быстрее 1-ранговой. Однако учтите, что не все системы могут работать с 2-ранговой памятью, установленной во все слоты памяти. Не стоит использовать 2-ранговуе модули в разделенных канала. И тем более смешивать их с 1-ранговыми.

Платы с разделенными каналами позволяют покупать сервера в минимальной комплектации экономя средства на начальном этапе. Дальнейший апгрейд подсистемы памяти часто происходит с ошибками. Практически любая материнская плата позволяет работать с 1 модулем, но в дальнейшем добавление модулей строго регламентируется производителем. Конечно идеальный вариант – это доустановка аналогичных планок, чтобы задействовать все каналы. Но стоимость комплектующих зачастую неподъемна. Поэтому, выбирая начальную конфигурацию с памятью, которая использует 1 банк из канала учитывайте особенности апгрейда. Деление каналов позволяет суммарно установить больше памяти в ущерб производительности.

Вернемся к конечному подбору модулей памяти. Быстрый и эффективный способ – выяснить причастность процессора/ов к определенному семейству. Для этого используйте сайт ark.intel.com. После определения посетите страницу сервера или материнской платы. Запишите название, и продолжите подбор на сайте в разделе «Manufacturer Qualification». Далее по названию вашей материнской платы «Motherboard» найдите подходящие модули памяти. Если в сервере уже установлено какое-то количество планок, то через сторонние утилиты или открыв сервер и найдя память запишите и выясните конфигурацию модуля. Вам важно понять ранговость, частоту, наличие ECC и т.п. А далее можно смело переходить на страницу выбора памяти с фиксированным BOM.

FAQ по серверной памяти

По умолчанию вся серверная память «де-факто» имеет поддержку ECC. Другое дело остальные характеристики. Их значения не всегда правильно трактуются.

UDIMM — обычная память для настольных компьютеров. У такой памяти в маркировке присутствует буква U (Unbuffered). Почему мы включаем такую память в обзор? Многие серверные 1-процессорные платы поддерживают помимо процессоров Xeon десктопные CPU. В них нет совместимости с ECC, поэтому допускается установка UDIMM в такие системы со всеми вытекающими последствиями.

ECC — любая память может быть с ЕСС и без. В сервера устанавливается только с ECC. Большинство ошибок при работе памяти удается исправить во время работы, даже если они появляются, не теряя данные.

Registered DIMM (FBDIMM) — регистровая память с коррекцией ошибок (ECC). Позволяет масштабировать емкость используемых рангов без появления ошибок и перегрузки контроллера памяти в процессоре. Установленная микросхема берет на себя управление адресами.

LRDIMM — эволюционное развитие Registered DIMM (FBDIMM). На такие модули ставят вспомогательный контроллер. Он управляет как адресами, так и питанием модуля. Дополнительный бонус – создание памяти глубиной до 4 рангов и более высокая частота работы в сравнении с Registered DIMM. В результате LRDIMM обладает массой положительных свойств за исключением цены.

Видимый эффект от применения LRDIMM в сравнении с Registered DIMM.

Неочевидные характеристики

Частота и тайминги: покупать память с частотой выше поддерживаемой вашим сервером не приведет к росту пропускной способности. Это 100% аксиома, потому что редкий случай, когда материнская плата позволяет менять частоту. Классический вариант – поддерживаемая частота считывается из SPD микросхемы и выбирается поддерживаемая процессором.

Ранги памяти: 1R,2R и 4R.

Модули памяти могут быть одно, двух, четырех или даже восьмиранговыми. Самые распространенные – это 1-2 ранговые модули, которые не накладывают множество ограничений в отличие от 4-8 ранговых. Производители материнских плат в инструкциях подробно расписывают поддерживаемые конфигурации пулов памяти при различной ранговости памяти. Часть оборудования позволяет устанавливать разноранговые модули, но не во все разъемы.

Чип RCD: Rambus или IDT.

Register Clock Driver (RCD) – микросхема управления, устанавливаемая на модули. Есть 2 крупных производителя (Rambus и IDT). Нет никаких ограничений в выборе того или иного производителя. Используется в паре с буферами и температурными сенсорами.

Схема подбора памяти

Выводы

→ В разделе «Manufacturer Qualification» выбирается память по производителю системной платы:
выбрать

→ В разделе памяти с фиксированным BOM подбирается память исходя из требуемых характеристик: подобрать

Для получения дополнительной информации о продуктах Kingston обращайтесь на официальный сайт компании.

Источник

ECC vs non-ECC: так ли медлительна память с коррекцией ошибок? (страница 2)

CrystalMark

Хоть тестовый пакет CrystalMark является устаревшим, он позволяет протестировать как процессор, так и память с видеокартой.

реклама

Но ни один из шести тестов не показал существенной разницы между ECC- и non-ECC- памятью. Зато зависимость интегрированного графического ядра от пропускной способности памяти снова налицо – в графическом тесте OGL разница составила около 10% в пользу двухканального режима.

Fritz

В целом, ситуация в Fritz не меняется – коррекция ошибок не накладывает существенных штрафов на производительность процессора.

При одноканальном доступе разница составила 1.27% в пользу обычной памяти, при двухканальном – 0.4% (что по большому счету находится в рамках погрешности самого тестового пакета LinX: от прохода к проходу значение «гигафлопсов» колеблется в этих диапазонах).

Стоит заметить, что одноканальный доступ не позволяет раскрыть весь потенциал стендового процессора – при двухканальном режиме работы ИКП производительность CPU поднимается на 55%. То есть у LinX есть высокая зависимость от ПСП, но при этом ECC не оказывает никакого влияния на производительность ЦП.

wPrime

реклама

Несмотря на многопоточность теста, влияния ПСП на скорость вычислений не наблюдается – если уж wPrime не видит разницы между ПСП в 12.8 и 25.6 Гбайт/с, то что говорить о памяти с коррекцией ошибок и с чуть большей латентностью?

AIDA64 Extreme

Начнем с основных тестов.

В целом, все повторяется – процессору без разницы с каким типом памяти работать. Зато зависимость от ПСП есть в тесте CPU PhotoWorxx – здесь двухканальный доступ повышает производительность ЦП практически вдвое относительно одноканального. При этом, несмотря на такую сильную зависимость от ПСП на ECC-память реакции нет.

GPGPU-вычисления все больше и больше набирают обороты и здесь (AIDA64 GPGPU Benchmark) будет интересно посмотреть на влияние ECC-памяти на них.

А разницы нет. Более того стоит заметить, что видеоядро также не показывает зависимости от ПСП. То есть при графической нагрузке видеокарта показывает зависимость от ПСП и при переходе с одноканального доступа на двухканальный поднимает свою производительность на 15-30%, а при вычислительной ей хватает и одного канала памяти. По крайней мере, это касается P4600.

Выполнение GPGPU-теста на процессоре не показывает влияния типа памяти на его производительность, с другой стороны, и ПСП также не влияет на нее в данном тесте.

Заключение

Подводя итог, необходимо сначала привести цифры: среднеарифметическая разница по всем тестам для одноканального режима составила 0.29% в пользу обычной памяти, а для двухканального – 0.06% в пользу ECC-памяти. Таким образом, тип памяти не влияет на производительность как процессора, так и встроенного графического ядра – причем даже в тех тестах, где наблюдается сильная зависимость от ПСП. По крайней мере, данное утверждение верно для ECC-памяти и двухканального контроллера Haswell.

Суммируя все вышесказанное, существенным отличием ECC-памяти от обычной является только ее стоимость. В абсолютных цифрах планка на 8 Гбайт с коррекцией ошибок стоит на 30-35% дороже относительно ОЗУ со схожими характеристиками. Но этот вопрос следует рассматривать в разрезе общей стоимости рабочей станции – тогда покупка памяти с коррекцией ошибок лишь незначительно повышает ее общую стоимость – не более 5%.

И если выбор стоит между обычной памятью и ECC, а важным критерием является производительность рабочей станции, то можно взять, не боясь, память с коррекцией ошибок. Такой вариант незначительно скажется на общем ценнике, но при этом предоставляет большую надежность, что будет полезным.

Источник

Что такое серверная оперативная память и чем она отличается от обычной

В этой статье мы разберемся, что такое серверная оперативная память. Узнаем, чем память для сервера отличается от обычной и что такое поддержка ECC. Поймем, можно ли вставить планку серверной памяти в обычный компьютер и запустить его.

В серверах и рабочих станциях используется не совсем обычная оперативная память.

Основные ее отличия — это поддержка специфических технологий, таких как контроль четности и ECC (коррекция ошибок).

Серверная оперативная память не обладает выдающимися скоростными характеристиками. Для нее намного важнее стабильность и безотказность в работе. Применяется в тех областях, где критически важна бесперебойная работа. Например, финансы и облачные вычисления.

Рассмотрим подробнее технологии, которые применяют в серверной памяти ⇓

Память с коррекцией ошибок

ECC (Error-Correcting Code) позволяет исправлять некоторые ошибки в процессе работы 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 такой ошибки может быть самым непредсказуемым. От изменения одного символа в набранном тексте до зависания всей системы.

Применение технологии ECC необходимо для обнаружения и если это возможно, то исправления подобных проблем. Память, не имеющая поддержки коррекции ошибок, обозначается non-ECC.

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. При возможности устранить проблему, система продолжает работу, но если коррекция невозможна, то операционной системе отправляется сообщение.

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 ОЗУ 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.

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 ⇓

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 с ECC предотвращает однобитовые ошибки, обнаруживая и исправляя их, гарантируя, что данные будут должным образом сохранены.

Регистровая память

По-настоящему серверной можно считать только регистровую (registered) или буферизованную (buffered) память. Основная ее особенность — это наличие на модуле еще одной микросхемы — регистра.

Регистровая оперативная память DDR4

Регистр выполняет роль буфера между микросхемами памяти на модуле и контроллером ОЗУ. Это необходимо для снятия электрической нагрузки с контроллера, что позволяет установить большое количество модулей.

Наличие регистров уменьшает электрическую нагрузку на контроллер памяти, что позволяет устанавливать большее количество модулей памяти на один канал. Таким образом, обеспечение максимального объема памяти, поддерживаемого современными процессорами, возможно только при использовании регистровой памяти

Вся регистровая оперативка в обязательном порядке поддерживает технологию ECC. Такие модули обычно имеют маркировку ECC reg. Отличие памяти с ECC от регистровой, заключается только в отсутствии микросхемы регистра и компоновке чипов памяти на планке.

Первое поколение ОЗУ DDR PC2700 ECC REG

Чем отличается серверная оперативная память от обычной

В первую очередь такая оперативка предназначена для бизнеса и профессиональных задач, где критически важна работа с данными и точностью их обработки и передачи.

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 коррекцией ошибок стоит дороже, чем обычная и поддерживается только на специализированных (дорогостоящих) материнских платах и ​​высокопроизводительных серверных процессорах, таких как Intel Xeon и т.п. В обычную метеринку вставить ее можно, но она там не заработает.

Определить серверная память или нет, можно легко визуально по наличию дополнительных чипов памяти и расположению микросхем на модуле.

ECC RAM нельзя комбинировать с памятью без коррекции ошибок. Поэтому, если вы хотите возможности Error-Correcting Code, вам придется заменить всю оперативку на новые модули.

Чем еще отличается ОЗУ для сервера

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.

Почему серверная память не работает на обычных компьютерах

Где необходима ОЗУ c ECC?

Для бизнес-критических серверных приложений короткий ответ — да. На сервере, обрабатывающем конфиденциальную информацию о клиенте или финансовых транзакциях, даже одна ошибка имеет потенциал для катастрофы.

ECC reg RAM настоятельно рекомендуется организациям, которые обрабатывают большие объемы данных клиентов в Интернете, для защиты от финансовых потерь, вызванных поврежденными данными, или репутационного ущерба, вызванного простоями после сбоя системы.

Источник