解析ibm服务器内存技术

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1、解析IBM服务器内存技术

2、第1内容显示中IBM作为全球服务器行业的领导厂商，不完全是依靠它几十年建立起来的品牌优势，更重要是它在服务器领域长期处于领先地位的各项服务器技术。虽然它的服务器内存技术并不是IBM的一项关键优势，但这也不是随便那个厂商都具备的（主要还是像IBM、HP和SUN三家巨头才具有），同时它却对整个服务器稳定性的保障起着至关重要的作用。正因如此，IBM的服务器除了具备更高的性能外，另一个重要卖点就是具体要求有非常高的稳定性，可以在各种非常复杂的运算环境下永久保持高度的稳定性，这其中本文所要介绍的IBM三大内存技术功不可没。IBM的服务器三大内存技术包括：Chipkill内存、M

3、emoryProteXion（内存保护）和MemoryMirroring（内存镜像）。下面分别予以介绍。一、Chipkill内存技术在服务呖呖领域，ECC几乎是内存技术的代名词，基本上所有品牌服务器都支持ECC技术，但要说明的是，ECC并不是最先进的内存技术。本文所要介绍的IBM三大内存技术就是三种更先进的内存技术。Chipkill内存最初是由20年前的IBM大型机发展过来的，ChipKill最初是为美国航空航天局（NASA）的“探路者”探测器赴火星探险而研制。它是IBM公司为了解决通用服务器ECC内存技术的不足而开发的，是一种新的ECC内存保护技术（HP也有更新的ECC内存技术）。要注意，C

4、hipkill内存只是一种内存技术，并不是一种特殊的内存类型，所采用的只需普通的内存即可，如原来的SD内存，现在的DDR内存均可。这样就可大大节省用户的投资，适应范围更广。要正确理解IBM的Chipkill内存技术优势，先要对通用的ECC内存技术有一个全面的了解。因为IBM的Chipkill内存技术是在ECC技术基础上的改进。ECC的英文全称是“ErrorCheckingandCorrecting”（错误检查和纠正），从这个名称就可以看出它的主要功能就是“发现并纠正错误”。奇偶校验技术一样，ECC纠错技术也需要额外的空间来储存校正码，但其占用的位数跟数据的长度并非成线性关系。具体来说，它是以8

5、位数据、5位ECC码为基准，随后每增加一个8位数据只需另增加一位ECC码即可。通俗地讲就是，一个8位的数据产生的ECC码要占用5位的空间，而一个16位数据ECC码只需在原来基础上再增加一位，也就是6位；而32位的数据则只需再在原来基础增加一位，即7位的ECC码即可，如此类推。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。每一次数据写入内存的时候，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（checkbits）。然后将所有校验位加在一起的和是“校验和”（checksum），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

6、计算结果相比较，如果结果相同，说明数据是正确的，反之说明有错误，ECC可以从逻辑上分离错误并通知系统。当只出现单比特错误的时候，ECC可以把错误改正过来不影响系统运行。工作原理见图1。图1除了能够检查到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个随机错误，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（non-maskableinterrupt）的中断（NMI），会中止系统运行，以避免出现数据恶化。显然ECC码的长度跟数据的长度是成对数关系，当数据长度在64位以上的时候，ECC码在空间占用上就会凸现优势。此外，ECC校

7、验最大的优点是如果数据中有一位错误，它不但能发现而且可以对其更正，ECC校验还可以发现2~4位错误（不能更正），当然这样的情况出现的几率是非常低的。但ECC码的校验算法比奇偶校验复杂不少，需要专门的芯片来支持，所以普通的电脑主板不一定支持。而且因为系统需要时间来等待校验的结果，所以ECC校验会降低系统速度2%-3%左右，但这小小的代价换来系统稳定性的大大提高可以说事非常值得的。注意：ECC不是一种内存类型，只是一种内存技术，不仅以前的EDO内存可以有、SD内存也可有，现在主流的DDR内存同样可以有，所以在现在服务器配置中我们都可见到“512MBECCDDR-400内存”之类的字样。那是因为它并

8、不是一种影响内存结构和存储速度的技术，可以应用到不同的内存类型之中，就象我们经常到的“奇遇校正”内存技术一样。ECC内存技术虽然可以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，则无能为力。但随着基于Intel处理器架构服务器的CPU性能呈几何级的倍数提高，而硬盘驱动器的性能同期只提高了5倍。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在CPU上读取的数据。这样大