Серверная оперативная память и её отличия от обычной
Можно ли использовать модули оперативной памяти (ОЗУ) от обычного компьютера в сервере? И наоборот? Чем серверная оперативная память отличается от обычной?
Следует сразу сказать, что не какой-то особой «серверной» памяти. Есть различные виды оперативной памяти, некоторые из которых подходят для серверов, а некоторые – только для обычных персональных компьютеров.
Основное отличия оперативной памяти для серверов в том, что последняя должна поддерживать технологию ECC (Error Correction Code), кода коррекции ошибок. Эта память способна обнаруживать и исправлять возникающие ошибки данных в битах памяти. Для обычных пользовательских компьютеров распознавание и автоматическая коррекция ошибок некритичны, поскольку нагрузка серверов и обычных компьютеров несравнимы между собой по объёму потоков данных, поэтому битовые сбои в обычных компьютерах происходят гораздо реже, чем в серверах.
Есть и другие отличия серверной памяти, например, буферизованная и не буферизованная память, но эти различия больше относятся к различным видам серверной памяти как таковой.
Поддержка ЕСС (Error Correction Code) – главная особенность серверной памяти, которая значительно удорожает на 10-30% цену памяти для серверов. Бывают системные администраторы, которые, желая сэкономить деньги компании, ставят в сервер память для обычного десктопа, и сервер при этом иногда работает. Но обычно это случается, во-первых, лишь для серверов начального класса, а во-вторых, возможность сбоев работы сервера значительно возрастает.
ECC даёт возможность исправлять ошибок одиночных битов в оперативной памяти. Если для обычных десктопов такие ошибки не очно критичны, то для серверов, с высокой интенсивностью вычислений, такие ошибки могут приводить к серьёзным сбоям бизнес-процессов и к убыткам предприятий.
ECC-память содержит специальные контрольные биты и дополнительные контроллеры памяти, которые управляют этими битами в специальной микросхеме модуля памяти. В них хранится код ЕСС, вносимый при записи данных. Во время считывания данных код ECC, созданный при записи корректных данных, сопоставляется с кодом ECC, созданным при чтении данных. Если код, созданный при чтении, не соответствует коду при записи, то при его дешифровке можно определить, какой бит подвергся искажению, после чего этот бит немедленно исправляется.
Рис. 1. Принцип работы ЕСС.
ECC, используется в компьютерах с повышенными требованиями устойчивости к повреждению битов данных, например, для научных или финансовых вычислений, а также в корпоративных серверах.
Некоторые системные платы и процессоры для менее критичных приложений могут не поддерживать использование памяти ЕСС, и их цена может быть ниже. Некоторые системы могут поддерживать не буферизованные модули памяти ECC, но при этом могут также работать и с не-ЕСС памятью. В этом случае, функционал ECC обеспечивается системным встроенным ПО (firmware) и такие системы могут стоить дороже.
Модули памяти с ЕСС предназначены для обеспечения большей стабильности, чем обычные модули памяти. Однако, у них есть и некоторые недостатки.
Во-первых, не каждый компьютер может поддерживать память ECC. Большинство серверов и рабочих станций поддерживает ЕСС, но мало какие обычные пользовательские компьютеры её поддерживают. Либо, они вообще с такой память не будут работать, либо функционал ECC не будет задействован.
Во-вторых, вследствие наличие дополнительного чипа ЕСС, и вообще более сложной структуры памяти ЕСС, она стоит дороже, чем обычная, на 10-30%.
В-третьих, ECC RAM немного медленнее, чем не-ЕСС, однако, ненамного, в среднем на 2-5%.
Рис. 2. Модули память ЕСС и не-ЕСС.
Итак, наличие ЕСС – основное отличие серверной оперативной памяти от обычной. Чтобы понять, чем они ещё отличаются, рассмотрим подробнее, какие вообще бывают виды оперативной памяти ОЗУ, или RAM (Random Access Memory), и какие виды, где используются.
Принцип работы оперативной памяти
Оперативная память для домашнего компьютера
Для корректного функционирования компьютеру нужен быстрый буфер, в котором находятся данные, которые временно используются Вашим компьютером (какие-то программы, разные документы и т.п.). Таким образом, оперативная память и является таким буфером, поскольку скорость передачи данных гораздо быстрее чем с жесткого диска. Но из-за этого она энергозависима и не может сохранять данные после прекращения подачи электричества.
Поскольку для корректной связи процессора и всех его компонентов и нужен такой быстрый буфер, функционирование компьютера без него невозможно.
Поэтому оперативная память очень важна для корректной работы ПК, а так же увеличения его быстродействия.
Серверная оперативная память
Для стабильной работы серверов оперативная память должна держать огромные нагрузки и быть отказоустойчивой. Поэтому да, она априори надёжней и производительней чем память для домашнего компьютера.
Но она специализируется на узком диапазоне задач, в котором она стабильно трудится с высокой производительностью. В связи с чем требования к компонентам оперативной памяти (особенно к встроенным) очень различаются.
Поэтому она подойдёт не к каждому компьютеру.
В серверной оперативке используется регистровая память (её чипы находятся на планке) контролирует качество этого буфера. Расположение на планках обусловлено расположением контроллеров для оперативки на матплатах. Наибольшей загрузке (током) подвержен чип контроллера, когда единомоментно требуется справиться с записью, чтением и т.д. В регистровой памяти как раз и расположен чип (буферный) который контролирует какие-либо изменения в ёмкости.
Данная особенность делает серверную оперативку отказоустойчивой. Так же это даёт защиту от различных сбоев, давая большую надёжность этого элемента.
Так же есть нюансы в программной части сервера. Например ECC (Корректировка Ошибочного Кода), это специальная функциональная часть, которая автоматом проводит поиск и исправление ошибок в данных в реальном времени.
Схожесть двух видов оперативной памяти
Оперативная память для домашнего ПК и для сервера, по сути, решает одинаковые задачи, такие как: хранение каких-либо данных (временное), обмен данными между компонентами ПК, и от неё зависит с какой скоростью компьютер решает разные задачи. Только решается это чуть разными путями и чуть разными уловками (такими как буферный чип в серверной памяти)
Чем отличается серверная оперативная память?
Серверная оперативная память отличается от обычной по следующим пунктам:
- Серверная оперативка может работать далеко не со всеми материнскими платами.
- Скорость работы серверной памяти ниже чем у обычной.
- Домашний ПК и сервер решают ежедневно разные задачи.
- Регистровый чип памяти способен корректировать ошибки, в связи с чем она более стабильна.
- Стоимость – новая оперативная память для ПК будет стоить дешевле нежели свои собратья для серверов. Но можно найти много Б/У надёжной серверной памяти на АлиЭкспресс.
Отличия между серверной и десктопной памятью
Производители
Количество брендов на этом рынке гораздо скромнее, чем на «настольном» поле. Для того чтобы не запутаться в том, кто, что и для кого делает, разобьем компании, выпускающие СП, на несколько подкатегорий.
А-бренды — память, созданная под конкретных производителей серверов с нанесением их уникальной маркировки на чипы и модули. Все разработчики первого эшелона (HP, Dell и т. д.) обычно применяют подобный подход, позволяющий увеличить общую прибыль. Заострять особое внимание на том, кто конкретно выпускает тот или иной модуль и/или микросхему, в этом случае, пожалуй, не стоит (им может быть любая компания, выигравшая тендер или имеющая прямые контракты). Самое главное, что надо знать: модули, продаваемые, к примеру, под торговой маркой Dell, с серверами Dell точно совместимы, и со 100%-ной вероятностью будут в них работать.
Чиповые А-бренды (производители микросхем памяти и модулей на них) — компании, занимающиеся выпуском как микросхем, так и модулей памяти под собственной торговой маркой. К такой категории можно отнести Micron, Samsung, Hynix, Quimonda (бывший Infineon). По большому счету, именно они регулируют рынок памяти в целом, так как суммарно производят порядка 70% микросхем DRAM. У всех вышеперечисленных фирм имеются продуктовые линейки серверных модулей любых стандартов. Разумеется, жесткая привязка к производству позволяет иметь более конкурентоспособные цены по сравнению с компаниями, ориентирующимися исключительно на серверные бренды, но в данном случае есть и другая сторона медали — сложности с сертификацией. К примеру, изменение серий или поколений микросхем приводит к смене маркировки (иногда только чипов, а иногда и модулей), что требует проведения новых тестов у производителей серверов для выдачи заключения о том, пригодна ли новая память для эксплуатации в их системах или нет. Бывают ситуации, когда под идентичной маркировкой на рынке присутствуют в сущности два разных по своим характеристикам изделия (причем оба оригинальные), что доставляет немало головной боли сборщикам серверов.
Модульные А-бренды (производители модулей на сторонних чипах) — наиболее распространенная категория. Среди них можно назвать такие известные имена, как Kingston, Corsair, Transcend, Apacer. Собственно, подобные компании по отношению к СП часто называют «тестовыми», потому что их инженеры большую часть времени занимаются именно тестированием модулей на работоспособность с существующими в продаже серверными платформами. В результате возникает ситуация, во многом аналогичная с СП от серверных A-брендов, кроме того, у таких фирм гораздо меньше проблем, связанных с маркировкой. Поэтому конечный потребитель или сборщик сервера может легко получить информацию о том, что модуль с «такой» маркировкой подходит для использования в «таком-то» сервере, и неважно, на базе микросхем какого производителя он сделан.
Все три подхода имеют свои положительные и отрицательные стороны, но в ближайшее время ждать каких-либо изменений в присутствии или расстановке брендов на рынке СП не приходится.
Отказоустойчивость
В отношении СП такой, скорее десктопный, термин, как «надежность», обычно заменяют на «отказоустойчивость» , что точнее отражает смысл. Поскольку подобное оборудование должно безостановочно работать 99,9% времени с момента его ввода в эксплуатацию, при производстве и тестировании используют значительно более строгие подходы, чем при изготовлении десктопных продуктов.
К примеру, технология «искусственного старения» обеспечивает выявление производственных изъянов в течение двухдневного срока — в ходе тестирования серверные модули нагревают до 100 °С, что позволяет быстро привести их в состояние, соответствующее двум месяцам эксплуатации. Далее в наборе тестов, сильно нагружающих подсистему памяти, идет проверка на совместимость модулей с различными серверными платформами, на что уходит еще примерно день. В результате в канал попадает СП с процентом брака порядка 0,02% (один модуль на пять тысяч).
В этом же разделе стоит сказать несколько слов о таком понятии, как «удачная модель», опять-таки пришедшем из десктопного мира. Известный факт, что существуют «удачные» видеокарты, одинаково хорошо работающие на любых платформах, «удачные» жесткие диски, совместимые с большинством контроллеров, и «удачные» модули памяти, обеспечивающие стабильную работу практически со всеми материнскими платами. Что касается СП, то все с точностью до наоборот. Основной критерий, которым руководствуется производитель, — отсутствие «неудачных» моделей, ведь качественно созданная планка СП должна работать везде и всегда и без каких-либо оговорок. Так, если продукт от бренда X не заработал с сервером бренда Y, то такую СП скорее всего не пустят на конвейер, пока не определят причину. Разумеется, позволить себе аналогичный подход в отношении комплектующих для массовых компьютеров не может никто.
Критерии выбора
Конечный покупатель, выбирая память при сборке или модернизации своего компьютера, как правило, руководствуется следующими критериями: бренд (сюда же входит гарантия), цена, результаты тестов. Другими словами, ему важно, кто производитель, какие можно будет получить тайминги и частоты, и сколько за все это придется заплатить. Если же подняться на ступеньку выше и посмотреть, какими же принципами руководствуется компания-сборщик, то тут на первое место сразу выходит цена. Она, ввиду очень жесткой конкуренции на рынке, обычно выбирает самый дешевый вариант из беспроблемных.
С СП же ситуация следующая — интеграторы, как правило, в первую очередь руководствуются опытом эксплуатации тех или иных модулей в определенных платформах и ориентируются на одного (максимум двух) поставщиков, способных строго выполнять такие условия, как стабильность поставок и быстрое решение технических вопросов с производителем в случае их возникновения. Цена хотя и является, безусловно, важной составляющей, но она уже далеко не определяющий фактор. Если СП от одного бренда окажется на 20% дороже другого, но при этом обеспечит и лучшую совместимость, то выбор падет, скорее всего, на нее.
Что определяет спрос на память: мнения производителей серверов
Что общего
Оперативка для обычного компьютера и сервера выполняет одни и те же задачи: временно хранит данные для выполнения поставленных задач, обеспечивает качественный обмен информацией, влияет на скорость выполнения операций. Только в разных условиях и на разных рабочих станциях. Пусть поставленные задачи и практически одинаковы, но их реализация различна, поэтому серверной памятью лучше комплектовать аппаратно-программные комплексы, а обычной – персональные компьютеры.
Основных отличий несколько:
- у серверной ddr памяти гораздо уже рабочая специализация. Планки, зачастую, не подходят большинству ПК;
полноценное серверное устройство кардинально отличается от домашнего, рабочего или игрового компьютера ежедневно поставленными и решаемыми задачами;
требования к встроенным электронным компонентам совершенно разные из-за разного предназначения. Отличия в том, что регистровая память может исправлять ошибки, у нее такие встроенные возможности изначально, поэтому стабильней работа основных узлов и меньше отказов, сбоев, простоев;
благодаря серверной памяти обеспечена высокая устойчивость к отказам серверных машин, так как она специально «заточена» под устройства, работающие под высокими нагрузками «без выходных», серверы не прерывают свою работу, поэтому исключены осложнения в рабочем процессе: из-за простоя получение недостоверной информации;
эффективная буферизация серверного оборудования обеспечена за счет дополнительной компактной микросхемы (регистра) не обычной, а серверной регистровой памяти;
цена – дешевле обычные оперативки, дороже – серверная оперативная память.
Даже в экстремальных условиях серверное оборудование работает максимально эффективно и безотказно: когда нагрузка достигает пиковых значений, происходит повышенный нагрев. Но, несмотря на это, для персональных компьютеров лучше подбирать обычную оперативку, которая создана под нужды конкретного устройства и гарантирует его эффективную работу. Регистровой памятью можно укомплектовать ПК, если предварительно проверить, чтобы она была согласована с материнской платой, однако по скорости работы платы будут существенно уступать обычным из-за своей специфики.
Если нельзя, но очень хочется — то можно
Железо корпоративного класса не настолько отличается от «гражданских» аналогов, чтобы признать его непригодным к работе в качестве домашнего ПК, просто всегда нужно исходить из того, стоит ли овчинка выделки. Потому что ситуация обстоит следующим образом:
• Покупать платформу, в которой используется регистровая память с коррекцией ошибок (ECC) для дома — плохая идея. Избыток долговечности не компенсирует дорогостоящие комплектующие и средний (в сравнении с геймерскими аналогами) уровень производительности не будут радовать, тем более, что и цены на серверную память заметно выше, чем на среднестатистический модуль DDR3/DDR4.
• Накопители корпоративного класса в домашнем компьютере нужны, если вы параноик, экстремально тревожитесь о сохранности данных в случае перебоев с электроэнергией и переживаете касательно надёжности современных SSD вообще. Накопители, ориентированные на организации, позволят вам «выкрутить на максимум» показатели надёжности, чтобы душа была спокойной.
• Серверный процессор для игр… любопытная и достаточно эффективная идея, но только лишь в том случае, когда речь идёт о более дешёвой (в сравнении с мейнстрим-аналогами) и, что главное, высокочастотной модели. Либо об апгрейде старого компьютера на серверный CPU «малой кровью», то есть, почти за бесценок. И да, в идеале платформа должна быть позаимствована у «обычной» Extreme-серии массовых процессоров.
• Профессиональные видеокарты отлично справляются не только с моделированием, но и с играми. Но следует помнить, что в мобильных рабочих станциях (с «задушенным» TDP) профессиональный видеоускоритель среднего класса сможет конкурировать в геймерских дисциплинах только с игровыми видеокартами бюджетного класса. А десктопные профессиональные видеокарты, в свою очередь, хоть и быстрые во всех сценариях работы, стоят заградительно дорого, и уж точно не годятся на роль эконом-варианта для «поработать и поиграть».
Как бы то ни было, на качественной и быстрой оперативной памяти экономить нельзя… Но сегодня — можно! Напоминаем, что с 2 по 20 февраля на все комплекты памяти HyperX Savage DDR4 и HyperX Predator DDR4 в Юлмарте действует скидка 10% по промокоду DDR4FEB. Памяти много не бывает, а производительной и крутой памяти для новых платформ ПК — тем более!
Для получения дополнительной информации о продукции Kingston и HyperX обращайтесь на официальный сайт компании. В выборе своего комплекта HyperX поможет страничка с наглядным пособием.
Оперативная память домашнего ПК
Обычным или игровым компьютерам для выполнения поставленных задач требуется быстрая ОЗУ, в которой содержатся данные о программах, используемых в конкретный момент работы. Это могут быть документы, игры, файлы, программы и т.д. По-другому это называется буфером: именно он ответственен за высокую скорость передачи данных – значительно быстрее, чем с жесткого диска устройства. Ключевая особенность для данного случая – высокая энергозависимость. Как только прекращается подача электричества, используемые на текущий момент данные стираются до следующего включения.
Серверная оперативная память по своей природе должна быть отказоустойчивой и максимально надежной, что в корне отличает ее от аналогичной у домашних компьютеров. Отсюда вытекают значительные различия в требованиях к устанавливаемому железу. Для DDR памяти серверного оборудования существует ряд особенностей и способов, которые обеспечивают необходимые критерии работы.
Можно ли использовать обычную оперативную память в серверах и наоборот
Многие пользователи, видя, какая отказоустойчивость у серверных планок ОЗУ, желают установить такую оперативную память себе на игровой «борт». Это ошибочное представление загоняет геймеров в тупик, поэтому далее будет приведено несколько аргументов, опровергающих слухи, что серверная оперативная память может существовать в игровом компьютере.
Несмотря на всю свою мощь и надежность, серверное ОЗУ обладает совершенно другими параметрами для работы с цифрами и вычислениями.
Не зря на серверной материнской плате устанавливается по два, а то и четыре процессора, так как передача данных требует от процессора дополнительных тактов для работы. Также, при обмене данными, оперативная память задействует протоколы ECC, что значительно замедляет работу ОЗУ.
Заключение
В итоге моя сборка обошлась в 23 250 руб.:
- 3 планки памяти DDR4, 16Гб, 2133 МГц обошлись в 10500 руб. (3500 руб. каждая).
- Процессор Intel Xeon 2650 v3 стоил 4750 руб.
- Материнская плата Huananzhi x99-F8 – 8000 руб. Плата бралась на вырост т. к. поддерживает также процессоры 26XX-v4.
Cборки на Зионах достаточно популярны и позволяют собрать производительный домашний компьютер в два-три раза дешевле по сравнению с десктопными аналогами. Конечно, ограничение по частоте оперативной памяти, отсутствие гарантии и возможности быстрой замены в случае поломки немного портят картину. Надеемся, представленная информация поможет сделать правильный выбор при апгрейде ПК.
Больше полезной информации вы найдете на наших телеграм-каналах «Библиотека программиста» и «Книги для программистов».
