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服务器RAM模块-可靠性和稳定性至关重要

星星科技指导员 来源:embedded 作者:Wiesław Wilk 2023-05-04 11:15 次阅读

服务器 RAM,或者更准确地说,服务器 RAM 模块,是由许多组件组成的产品。与任何DRAM模块一样,其基本组件是PCB在生产过程中焊接集成电路和无源元件(如电阻器电容器)的PCB。服务器RAM和消费者RAM之间的主要区别在于芯片的质量和数量。服务器RAM需要一天24小时运行,因此产品中使用的芯片必须是高质量的,并且在预制造时经过精心挑选。有不同的服务器RAM模块 - ECC UDIMM模块(无缓冲ECC),注册RDIMM模块和LRDIMM或负载降低DIMM模块。

EEC UDIMM RAM 模块每 8 位具有一个额外的 64 位芯片。实际上,每个RAM模块都有九个内存芯片,而不是八个。对于双列模块,它是十八个芯片而不是十六个。这些额外的IC不用于写入数据。它们的唯一功能是支持ECC(纠错码)算法,该算法可检测和纠正RAM模块中的错误。

RDIMM模块具有ECC和所谓的寄存器功能,它提供RAM模块和内存控制器之间的通信CPU 中的控制器与内存模块中的寄存器通信,然后寄存器管理 RAM 芯片的运行方式。因此,RDIMM模块在多模块系统中享有很高的RAM稳定性,这使得它可以在单个主板上与更多模块一起运行,因为寄存器减轻了内存控制器的负载。

最后一种类型的RAM模块LRDIMM具有数据缓冲区来补充寄存器。CPU 内存控制器与寄存器和专用于每个单独 RAM 芯片的单独缓冲区通信。RAM 模块控制由寄存器管理,缓冲区传输数据。

服务器 RAM 模块结构中有一些组件不在消费级 RAM 模块中。虽然消费类 RAM 模块在 PCB 上可以有 8 或 16 个芯片,但服务器 RAM 模块(取决于类型)可以有 9 或 18 个用于 ECC 的芯片,而 RDIMM 和 LRDIMM 模块可以有 9、18 或 36 个芯片。RDIMM具有寄存器,LRDIMM具有数据缓冲区,进一步将其与消费者解决方案区分开来。

这些服务器 RAM 模块有一些特定的特征。根据定义,任何 RAM 类型都是易失性的,需要电力;这意味着它本质上不能抵抗数据丢失。RAM 模块存储应用程序运行所需的临时数据。在数据交换过程中,RAM会因硬件运行中断而导致的错误,从而导致数据丢失或系统不稳定。因此,与商用RAM模块相比,服务器级RAM模块的优势之一是支持纠错码,该功能以首字母缩略词ECC而闻名。

ECC或纠错码是一种特殊算法,用于检测和纠正RAM模块在操作过程中可能发生的错误。ECC算法纠正的数据错误通常是由RAM模块接口电气和动态参数不正确或存储单元损坏引起的。ECC 使用每个内存组额外的 8 位来存储校验和。每次将数据写入 RAM 芯片时都会生成校验和。读取 RAM 芯片时,将根据为其存储的校验和验证数据。如果数据与校验和匹配,则会将其发送回 CPU。如果存在数据不匹配,则使用校验和更正数据,然后将其返回到 CPU。

简单来说,该过程如下图所示:

wKgaomRTKrCAY37_AAHIeC9sJNw337.png

因此,通过检测和消除错误,ECC提高了整个系统的稳定性。

无缓冲的消费级RAM模块没有这种内置算法,这使得它们的稳定性和数据传输有效性与支持ECC的RAM模块相比很差。然而,另一方面,ECC在消费类PC中找不到任何应用。 支持ECC的RAM模块以特定的方式运行,主要在服务器,高级工作站和工业计算机中找到应用,这意味着即使在系统短暂不稳定的任何地方都是不可接受的。

PC 必须满足某些要求才能支持 ECC RAM 模块。请注意,并非每个 PC 配置都可以使用 ECC RAM 模块的潜力。需要兼容的 CPU 和主板才能正常运行 ECC 模块。在购买 ECC RAM 模块之前,请务必确保 CPU、主板和 DRAM 相互兼容。目前,ECC RAM 模块中最受欢迎的标准是它们的第四代 DDR4,其功耗比 DDR20 模块低 3%!请注意,第 4 代 RAM 模块不向后兼容,并且不受设计用于 DDR3 RAM 模块的主板的支持。这就是为什么在为您的硬件配置选择正确的 RAM 模块时记住这一点至关重要的原因。

升级服务器和扩展RAM并不复杂。但是,注意一些基本规则是有意义的。扩展服务器或 PC 工作站的 RAM 时,请避免组合不同类型的 RAM 模块。无法同时支持具有已注册 RAM 模块的无缓冲 RAM 模块。单个主板上的此类配置将不起作用。为了确保系统稳定性,使用相同类型的 RAM 模块是最安全的选择,这意味着相同的 RAM 芯片布局、内存库数量、内存大小和时钟。例如,DDR4 16GB ECC RAM 模块目前提供双列配置,其中 1024Mx8 布局中有 2048 个芯片,单列配置,8Mx16 布局有 1024 个芯片。在扩展具有8GB <>Mx<>双列ECC RAM的服务器时,使用双列RAM模块是最安全的。这种方法将确保整个系统的稳定性和可靠性。

在为服务器、工作站或工业 PC 等专业硬件选择 RAM 模块时,只要能够深入理解,查看用于构建 RAM 模块的组件和制造过程本身是有意义的。我所说的组件,是指集成电路,或者简称为“芯片”。对于专业应用,使用世界三大制造商之一三星、海力士或美光的组件的 RAM 模块。这些微芯片品牌用于生产Goodram品牌的服务器RAM模块是推荐的。RAM集成电路是任何RAM模块中最重要的组件,它决定了连续运行(24/7)的RAM模块是否可以运行一年或多年。这些制造商不会在没有事先测试和验证过程的情况下发布其IC。如果三星、海力士或美光的芯片通过了测试和验证过程,则始终标有制造商的零件号。

买方或服务器所有者可以通过多种方法验证所选RAM模块的质量。最终用户可以验证IC是否具有高质量,并且尽管外观不佳,但不需要诊断设备。原装IC始终标有制造商的序列号。芯片制造商不允许销售“黑芯片”,或没有明确标识其来源和制造商的标记的芯片。许多RAM模块制造商希望以较低的价格提供产品,使用来源不明的芯片(黑色或有时印有RAM模块品牌名称或徽标)。对于专业应用,避免使用这些RAM模块更安全,因为它们的故障率更高,生命周期更短。最好在购买模块时要求RAM模块制造商指定芯片的来源和OEM。

客户最常寻找的特定类型的 RAM 模块。鉴于当前的市场趋势,最受欢迎的RAM模块类型是采用DDR3和DDR4工艺制造的RAM模块。Wilk Elektronik公司仍然收到有关旧类型RAM模块DDR2和DDR1的询问。波兰制造商仍然生产这些世代,这是该公司的差异化因素。生产线一个月内可生产超过一百万台。我们有常规生产的 DDR3 ECC RAM 模块,额定频率为 1600 MHz 和 1866 MHz,DDR4 模块的额定频率为 3200 MHz、2933 MHz、2666 MHz 和 2400 MHz。Goodram制造的ECC RAM模块的内存大小对于DDR4为8 GB和3 GB,对于DD32则高达4 GB,这是与英特尔AMD服务器CPU完美兼容的RAM模块一代。

仍然可以生产老一代的RAM模块。只要我们的客户需要,波兰Goodram将继续生产第1代和第2代RAM模块。然而,这种方法并不是市场标准,许多PC DRAM制造商早已淘汰了旧的解决方案,这并没有改变对它们的需求仍然存在的事实。由于Wilk Elektronik拥有自己的生产线,并与全球芯片制造商签订了长期合同,因此它可以制造任何RAM模块,即使是小批量。这也使公司与只履行大订单的全球制造商区分开来。Goodram专注于为客户提供个性化服务。如果RAM模块要在高温或北极寒冷中运行,制造商将能够制造出合适的产品 - 正是为了这些应用,我们为我们的制造设施配备了气候测试室和RAM模块诊断测试设施。借助气候室,实验室的工程师可以在-40°C至85°C的温度下测试任何RAM模块。

总之,服务器级RAM模块的质量和可靠性有很多贡献者。IC的质量和原产地、无源元件的质量、制造工艺以及验证过程的严格性都非常重要。RAM 模块制造商负责这些影响因素。另一个因素是RAM模块验证的正确过程,或批准在预期系统中使用。

审核编辑:郭婷

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