Серверная и обычная память — разве есть разница

Следует ли покупать память ECC?

Джефф Этвуд, возможно, самый читаемый программист-блоггер, опубликовал пост против использования памяти ECC. Как я понимаю, его доводы такие:

1. В Google не использовали ECC, когда собирали свои серверы в 1999 году.
2. Большинство ошибок ОЗУ — это ошибки систематические, а не случайные.
3. Ошибки ОЗУ возникают редко, потому что аппаратное обеспечение улучшилось.
4. Если бы память ECC имела на самом деле важное значение, то она использовались бы везде, а не только в серверах. Плата за такого рода опциональный материал явно слишком сомнительна.

Аппаратная поддержка

В частности на серверах устанавливается регистровая оперативная память, отличающаяся от обычной наличием дополнительной микросхемы, выполняющей роль буфера. Она меньше по размеру, размещается в центре планки, поэтому вы легко сможете отличить такой модуль. Обычно, на каждые 8 рядовых чипов устанавливается 1 буферный. Для чего это нужно?

Дело в том, что на современных материнских платах контроллер оперативки является неотъемлемым компонентом процессора. Но поскольку при одновременном обращении к нескольким модулям памяти он подвергается серьезным токовым нагрузкам (обусловленным изменением электрической емкости чипа в процессе «записи-считывания»), то ему нужна надежная защита. Эту функцию и выполняет буфер модуля серверной регистровой памяти. Не будь его, процессор сервера при интенсивной работе мог бы запросто выйти из строя.

Конструктивные отличия серверной памяти

Серверная память, в особенности, RDIMM и LRDIMM, может отличаться по типоразмерам от памяти для рабочих компьютеров. Кроме того, что модулях серверной памяти бывает напаяно больше компонентов, там могут ещё устанавливаться и теплоотводы, поскольку при работе памяти в сервер выделяется больше тепла, как процессором, так и памятью. Для серверных модулей памяти может также понадобиться больше пространства над ними, для отведения тепловых потоков. Иногда, это обстоятельство вынуждает приобретать специальные низкопрофильные модули VLP (Very Low Profile). Многие пользователи именно такие модули и стараются приобретать, поскольку они в любом случае обеспечивают лучший теплоотвод.

Как видим, память серверов имеет некоторые особенности по сравнению с памятью для обычных компьютеров. Прежде всего, это необходимость использования кодов коррекции ошибок ЕСС. Если использовать для сервера обычную память без ЕСС, то либо такая система не заработает, либо её работа будет связана с рисками сбоев, что в корпоративных ИТ-системах недопустимо.

Кроме того, для серверов обычно используется буферизованная память, которая оснащена дополнительным чипом для выполнения промежуточных операции между CPU и чипами модулей DIMM.

Иногда серверная память может иметь и конструктивные особенности, например, размещаться в низкопрофильных DIMM для лучшего теплоотвода внутри корпуса сервера.

Стоит ли использовать ЕСС память

Объективных причин для использования такой ОЗУ на домашнем ПК нет.

Несмотря на то, что земной диск медленно дрейфует по Космическому океану, покоясь на спинах трех китов, вероятность искажения данных под воздействием вредоносных лучей, на самом-то деле крайне мала. При этом самое страшное, что может случиться при таких неполадках – вылет операционной системы в синий экран.

Впрочем, это может быть действительно страшно – например, в случае, если вы в течение пары часов монтировали видеоролик, забывая сохраняться в процессе, или же у вас последний и решительный бой, от которого зависит судьба клана, в какой-нибудь ММОРПГ.

Такая память работает медленнее обычной – в среднем, на 2-3%, так как для проверки контрольных сумм необходим один дополнительный такт контроллера. Такой режим работы требует больше логических ресурсов.

Как уже сказано выше, в основном такая память почти всегда регистровая (Registered), то есть имеет дополнительный регистр для считывания и хранения двоичных кодов. Существуют модули ECC памяти без регистров (UDIMM), которые можно использовать в домашних ПК.

Однако учтите, что такое удовольствие обойдется дороже, так как цена на такие модули ОЗУ обычно выше. Кроме того, требуется наличие материнской платы, чипсета и процессора (к слову, такие модели есть и у Intel, и у AMD), поддерживающих ЕСС память. Стоят они внезапно тоже, как правило, дороже.

И если вы решили проапгрейдить комп для использования ЕСС памяти, проверьте спецификации упомянутых выше компонентов. Если в описании написано что нет поддержки такого режима, деталь придется менять на более подходящую, что значит дополнительные расходы.

Не исключено, что придется менять и мать, и «камень», и планки оперативки. При сборке нового компьютера несколько проще: можно сразу купить соответствующие компоненты. Однако, на мой взгляд, это уже лишнее – страховка от мнимых сбоев не стоит потери быстродействия.

Также советую на эту тему ознакомиться с публикациями «Влияние тактовой частоты оперативной памяти в компьютере»(уже на блоге) и «Тайминги и частота оперативной памяти: кто важнее и влиятельней?». Буду признателен всем, кто расшарит эту статью в социальных сетях. До завтра!

Тестовый стенд

Для данного обзора использовалась следующая конфигурация:

• Материнская плата: Supermicro X10SAE (Intel C226, LGA 1150);
• Процессор: Xeon E3-1245V3 (Turbo Boost – off, EIST – off, HT – on);
• Оперативная память:
  • 2x Kingston DDR3-1600 ECC 8 Гбайт (KVR16LE11/8 CL11, 1.35 В);
  • 2x Kingston DDR3-1600 8 Гбайт (KVR16LN11/8 CL11, 1.35 В);

  Почему нет смысла в регистровой памяти в настольных системах

  В настольных ПК использование регистровой памяти нецелесообразно не только по причинам высокой стоимости комплектующих, но и по техническим аспектам — большинство материнских плат не умеют работать с регистровой памятью.

  Серверные материнки, в свою очередь, умеют работать только с регистровой памятью. Контролировать ошибки и наращивать мощность, в силу специфики, для серверных станций гораздо важнее. Не нужна настольному компьютеру и коррекция ошибок

  В редких случаях регистровую память покупают геймеры, которые создают системы на основе Xeon, чтобы немного сэкономить.

  Далеко не каждая материнская плата/процессор поддерживает серверные типы памяти. Чтобы узнать — поддерживает ли ваша материнка и CPU регистровую память, смотрите спецификации оборудования.

  Из консьюмерского класса оборудования точно поддерживают RDIMM-память процессоры Ryzen, среди серверного оборудования — Zeon. Только в случае с райзенами далеко не факт, что CPU будет взаимодействовать с RDIMM-памятью именно как с регистровой

  Покупать RDIMM-память с коррекцией ошибок (ECC) для домашнего ПК — весьма сомнительная затея. Вряд ли вы захотите тратить больше за меньший уровень производительности и излишнюю долговечность, если можно купить игровую память, которая будет и дешевле, и быстрее, чем RDIMM-память.

  Обычная оперативная память

  Для работы ПО на персональных компьютерах нужна область, где будут временно храниться данные. Это и есть обычная память. Физически она содержится в микросхемах, подключенных к системной плате. Оперативка выступает буфером, где временно хранятся программы, открытые на компьютере, скопированные данные из разных документов и т.д. Если внезапно будет прекращена подача электроэнергии и компьютер принудительно выключится, все данные, которые хранились в буфере – исчезнут. Это не постоянное хранилище информации, как, например, жесткий диск. В последнем случае подключение компьютера к сети нужно, чтобы извлечь из жесткого диска информацию или добавить туда на постоянное хранение. Без оперативной памяти невозможно работать на компьютере, так как не удастся запускать программы и приложения, переносить данные из одного документа в другой.

  Процессор и внешние устройства компьютера передают информацию благодаря оперативной памяти, соответственно, работа всех этих устройств и оперативки взаимосвязана между собой. Между обычной памятью и процессором происходит основной информационный обмен. Вполне справедливо считают, что оперативка – это самое быстродействующее устройство, после процессора конечно. Чтобы компьютер работал «шустрей» и пользователям было комфортно, стоит подбирать обычную память, ориентируясь не только на объем, но и на рабочие характеристики, особенно на тип памяти и частоту работы. Данные параметры обязательно должны быть совместимы с материнкой и процессором. Удачный выбор – обзавестись обычной памятью с низким энергопотреблением.

  Краткая история оперативной памяти

  Ниже приводится краткая история развития типов ОЗУ. Начинаем мы ее со времени выпуска памяти SDRAM. Это произошло в 1996 году. Пропускная способность данной RAM составила 1.1 GBps.

  Следующей памятью в таблице указана память RDRAM. Она была выпущена в 1998 году. Это была абсолютно новая архитектура ОЗУ. Совершенно новый стандарт от фирмы Rambus. Было выпущено несколько поколений памяти. Она отличалась более высокими частотами, стабильными таймингами, вот только при этом задержки функционирования памяти были немного выше. К сожалению, данная память не выдержала конкуренции на рынке и вынуждена была сойти со сцены рынка памяти.

  Следующими в таблице указаны линейки RAM DDR. Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory — синхронная динамическая память с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных. Этот стандарт ОЗУ был выпущен на рынок в 2000 году. Данная память используется и на текущий момент. При этом развивается стандарт для достижения более высоких скоростей функционирования.

  Последним типом RAM DDR, выпущенным на рынок, на данный момент является память DDR4.