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服务器内存技术
阅读量:2451 次
发布时间:2019-05-10

本文共 2545 字,大约阅读时间需要 8 分钟。

在计算机中使用的内存储设备主要有两种类型:静态随机存储器(SRAM)和动态随机存储器(DRAM)。其中SRAM作为缓存使用,这是因为它的速度快,并可以在关闭电影前一直保存其中的数据;而DRAM芯片装在168脚的DIMM(dual inline memory modules)上。每一个DRAM芯片以电容行或电容列存储数据(即存储单元),对这些存储单元必须不停的进行充电或者更新,否则其中的数据就会丢失。

奇偶校验技术

对于内存中的“奇偶校验(Praity)”技术的介绍要从比特的概念说起。走私数字电路中对象的数据单位就是比特(bit),也叫数据“位”,是内存中的最小单位。

比特是通过“1”和“0”来表示数据高,低电平信号的。在数字电路中我们是将8哥连续的比特叫做一个字句(byte),在不带“奇偶校验”的内存中的每个字节只有8位,若它的某一位存储出现了错误,就会使其中存储的相应数据发生改变而导致应用程序发生错误。而带有“奇偶校验”的内存在每一字节(8位)外有额外增加了一位进行错误检测。当CPU返回读取的存储数据时,它会再次将前8位中存储的数据的计算结果与校验位的值比较是否一致,当CPU发现两者不同时,就视图纠正这些错误。但Parity有一个缺点,当内存查到某个数据位有错误时,却并布一定能取得错误的数据出在那一个位,也就布一定能修正错误,所有带有奇偶校验的内存的主要功能仅是“发现错误”,并能纠正部分简单的错误。

ECC内存纠错技术

ECC的英文全称是“Error Checking and Correcting”(错误检查和纠正)

与奇偶校验技术一样,ECC纠错技术也需要额外的空间来存储校正码,但其中占用的位数跟数据的长度并非成线性关系。具体来说,它是一8位数据,5位ECC码位基准,随后每增加一个8位数据只需增加一位ECC码即可。

ECC码将信息进行8比特位的编码,采用这种方式可以恢复1比特的错误。每当数据写如内存的时候,ECC码使用一种特殊的算法对数据进行计算,其结果称为校验位(check bits).

将所有校验位加在一起的和是“校验和”(check sum),校验和与数据一起存放。当这些数据从内存中读出时,采用同一算法再次计算校验和,并和前面的计算结构相比较。当出现错误时ECC可以从逻辑上分类错误并通知系统,当只出现但比特错误的时候,ECC可以拔错误改正过来而不影响系统运行。

除了能够检查并改正单比特错误之外,ECC码还能检查到(但不改正)单DRAM芯片上发生的任意2哥随机错误,并最多可以检查到4比特的错误。当有多比特错误发生的时候,ECC内存会生成一个不可隐藏的中断(non-maskable interrupt, NMI),系统会中止运行以避免出现数据恶化。

IBM服务器内存技术

Chipkill内存技术

它的原理是这样的:在Chipkill技术的支持下,单一内存芯片无论数据宽度是多少,只有一个给定的ECC识别码,它的影响最多为一比特。举个例子就是,如果使用4比特宽的SDRAM,4比特中的每一位的奇偶性将分别组成不同的ECC识别码,每个ECC单元可以单独用一个数据位来保存,也就是说这些识别码分别保存在不同的内存空间中。因此,即使整个内存芯片出了故障,每个ECC单元也将最多出现一比特坏数据。出现这种情况完全可以通过ECC进行逻辑修复,从而保证了系统的容错性。

Chipkill内存控制器所提供的存储保护概念和具有校验功能的磁盘阵列类似。在写数据的时候,把数据写到多个DIMM内存芯片上。这样,每个DIMM所起的作用和存储陈列相同。如果其中任何一个芯片失效了,它只能影响到一个数据字节的某一比特。因此其他比特存储在另外的芯片上。

大容量高速度技术

IBM的Active Memory(活动内存)的“大内存容量(Large Memory Capacity)”和“高速内存存取(High-Speed Memory Access)”技术的退出解决了内存技术进展落后于磁盘存储,出来器技术和完了带宽发展的速度。

内存保护(Memory ProteXion)

它的工作原理与硬盘的热备份类似。当某个DIMM存储芯片失效的时候,内存保护技术能够自动利用北约的比特位找回数据。改技术可以纠正发生在每个DIMM内存中多达4个连续比特位的错误。当出现随机性的软内存错误时,可以通过使用热备份的比特位来解决;如果出现永久性的硬件错误,也将利用热备份的比特位使得DIMM内存芯片继续工作,直到被替换为止。

它的工作方式有点类似在windows NT的NTFS文件系统下的在线备份磁盘扇区:当操作系统在磁盘上检测到坏的磁盘扇区的时候,它将在另外的扇区中写下这些数据留做备用。我们可以认为内存保护技术就是提供在线备份的数据位。

内存镜像(Memory Mirroring)技术

原理:数据同时写入到两个独立的内存卡中(两个内存卡的配置是一样的),平时内存数据读取只在机会的内存卡中进行。如果一个内存中发生足以引起系统报警的软故障,系统频繁报告系统管理员这个内存条将要出来故障,或者整个内存条都要彻底损坏,服务器就会自动地切换到镜像内存卡,直到有故障的内存被更换。

Hp服务器内存技术

HP新ECC内存技术类似于IBM的Chipkill内存技术。

镜像内存方式

1, 单存储板配置-非热插拔方式(Non-Hot Plug)

2, 双存储板配置的镜像内存模式

热插拔RAID内存(Hot Plug RAID Memory)技术

下一代服务器的内存系统架构-FB-DIMM

FB-DIMM是inter开发的一种内存模租技术,并不是一种新的内存芯片技术,它改变了传统DIMM并行断线连接的内存子系统的系统架构。FB-DIMM采用的是一种新型的串行点对点连接的结构,类似于PCI Express的信号总线。

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