ECC 注册与 ECC 无缓冲

Question

我想建立一个存储服务器（基于 GNU/Linux 或 FreeBSD），它将一直运行。为了防止数据损坏（这不太可能发生，因为我从来没有遇到过这样的问题，但最好是安全而不是抱歉）我想使用 ECC RAM。

虽然不如 EDD (?)（它更贵）并提供额外的保护。ECC 似乎只能纠正单个位错误。

ECC 注册 RAM 仅可用于工作站/服务器主板，例如 Intel Xeon 或 AMD interlagos/magny-cours/valencia g34 或 c32。

ECC 无缓冲可在华硕主板上的 Intel Xeon lga1155 或 AMD AM3+ 上使用。

第二种选择在处理器和主板方面要便宜得多，我怀疑我是否需要超过 16GB 的 RAM（4x4 GB ECC 无缓冲是最大的经济实惠的棒）。

我的疑问是（主要是关于华硕 am3+ 板）：ECC 无缓冲 RAM 和 ECC 注册 RAM 一样好（从安全性和可靠性的角度来看）？或者这是一个更糟糕的选择。我不太在意速度。

更多详细信息：服务器将使用最多配备 24 个 3.5 英寸驱动器的服务器机箱，并且应尽可能少地消耗。从这个意义上说，LGA1155 似乎是更好的选择（TDP ~ 20-95W），而其他产品（>80W）的价格是后者的两倍。欢迎任何建议。假设空闲时低于 120W（~ 24 个硬盘中有 10 个）。

Answer 1

ECC 似乎只能纠正单个位错误。

正确的。纠正更多错误需要更多位。实际上，您已经使用 10 位来存储 8 位信息，“浪费”了 20% 的内存芯片以允许进行一位纠正和多达两位的错误检测。

它的工作原理如下。想象一个0或一个1。如果我阅读其中任何一个，那么我只希望我阅读正确的内容。如果 0 被某些宇宙辐射或坏芯片翻转为 1，那么我永远不会知道。

过去，我们试图通过平价来解决这个问题。奇偶校验是每存储 8 位添加第九位。我们检查了字节中有多少个零和多少个 1。第九个设置为偶数。（偶校验）如果你读过一个字节并且数字是错误的，那么你就知道有问题。你不知道哪一点是错的。

ECC 对此进行了扩展。它使用 10 位和复杂的算法来发现单个位何时翻转。它还知道原始值是什么。一个非常简单的方法来解释它是如何做到的：

将所有0s替换为000。将所有1s替换为111。

现在您可以阅读六种组合：
000
001
010
100
101
111

我们永远无法 100% 确定最初存储的内容。如果我们阅读，000那么这可能000正是我们所期望的，或者所有三个位都可能翻转。后者可能性很小。位不会随机翻转，尽管它确实发生了。假设对于一些简单的计算，这种情况会发生十分之一（现实情况要少得多）。计算出以下读取正确值的机会：

000-> 要么000（99.9% 确定），要么三次翻转（1/1000 几率）

001-> 我们知道出了点问题。但它要么 000翻转了一位（1:10 的几率），要么 111翻转了两位（1:100 的几率）。因此，让我们将其视为读取000但记录错误。

010 -> 同上。

100 -> 同上。

011 -> 同上，但假设它是一个 111

101 -> 同上，但假设它是一个 111

110 -> 同上，但假设它是一个 111

111-> 要么111（99.9% 确定），要么三次翻转（1/1000 几率）

111-> 要么000（99.9% 确定），要么三次翻转（1/1000 几率）

ECC 有类似的技巧，但效率更高。对于 8 位（一个字节），他们只使用 10 位来检测和纠正。

ECC 注册 RAM 仅可用于工作站/服务器主板 ECC 无缓冲可用于 Intel Xeon lga1155 或华硕主板上的 AMD AM3+。

我已经提到了 ECC 部分是什么，现在是注册部分与未缓冲部分。

在现代 CPU 中，内存控制器位于 CPU 芯片上，从很久以前开始用于 AMD Opteron 芯片和用于英特尔的 Core i 系列。大多数台式机 CPU 然后直接与装有 RAM 的 DIMM 插槽通信。它有效，不需要额外的逻辑。这很便宜，而且速度很高，因为从内存控制器到 RAM 没有延迟。

但是内存控制器只能在高速下驱动有限的电流。这意味着可以在主板上添加多少个内存插槽是有限制的。（更复杂的是，DIMM 可以使用多少，这会导致内存列。我将跳过它，因为这已经很长了）。

在服务器主板上，您通常希望使用比台式机系统更多的内存。因此，一个“寄存器”缓冲区被添加到内存中。从 DIMM 上的芯片读取的内容首先被复制到此缓冲区。一个时钟周期后，该缓冲区连接到内存控制器以传输数据。

这个缓冲区/寄存器会延迟事情，使内存变慢。这是不可取的，因此它仅在具有大量存储库的板上使用/需要。大多数消费类主板不需要这个，大多数消费类 CPU 不支持它。

直接连接的、无缓冲的 RAM 与缓冲/注册的 RAM 并不是一个比另一个更好或更差的情况。它们只是在您可以拥有多少个内存插槽方面有不同的权衡。注册 RAM 允许更多的 RAM，但代价是一些速度（可能还有费用）。在大多数情况下，您需要尽可能多的内存，额外的内存足以补偿以稍慢速度运行的 RAM。

我的疑问是（主要是关于华硕 am3+ 板）：ECC 无缓冲 RAM 和 ECC 注册 RAM 一样好（从安全性和可靠性的角度来看）？或者这是一个更糟糕的选择。我不太在意速度。**

从安全性和稳定性的角度来看，ECC-unbuffered 和 ECC-registered 是一样的。

更多详细信息：服务器将使用最多配备 24 x 3 ½'' 驱动器的服务器机箱，并且应尽可能少地消耗。

24 个驱动器将消耗大量电力。多少取决于驱动器。我的 140GB 15K RPM SAS 驱动器在空闲时仅消耗 10 瓦，与 1TB SATA 7k2 磁盘相同。在使用时都绘制更多。

将其乘以 24。24x10 瓦在空闲时意味着 240 瓦只是保持磁盘盘片旋转，克服空气阻力。双重使用中。

从这个意义上说，LGA1155 似乎是更好的选择（TDP ~ 20-95W），而其他产品（>80W）的价格是后者的两倍。

英特尔在低功耗 CPU 方面做得更好，在撰写本文时以及您提到的 CPU 方面。

欢迎任何建议。假设空闲时低于 120W（~ 24 个硬盘中有 10 个）。

如果您选择 FreeBSD，请仔细研究 ZFS。它可以很棒。它的许多更高级的功能（例如重复数据删除和/或压缩）使用严重的 CPU 能力，并且需要大量内存。ZFS 用于 ZRAID 的基本用途在您提到的两个 CPU 集和 16 GB 上都可以正常工作，但是如果您打开重复数据删除等功能，您应该仔细查看磁盘容量所需的推荐内存；一些指南建议每 TB 存储高达 5GB 。

还有两件事：

1. 我没有看到任何有关连接驱动器的信息。某些主板可能多达 10 个 SATA 端口。但除此之外，您还需要附加卡。如果您考虑硬件 RAID，那么最好从一开始就计划好。
2. 驱动器故障：如果您使用SATA 端口倍增器，请仔细查看它们在 SATA 驱动器发生故障时的行为。它往往不漂亮。对于家庭设置来说不是大问题，但非常不是企业级问题。您可能还需要考虑单个驱动器如何处理错误。某些驱动器被标记为用于“NAS”或“RAID”的原因是它们处理错误的方式与常规驱动器不同。在没有 RAID 的情况下，您希望驱动器尽可能多地重试。使用 RAID，您希望驱动器快速失效，以便您可以从另一个副本中读取。

Answer 2

两个不同的问题。

ECC 与非 ECC

• 在正常运行时间很重要的地方使用 ECC
• 成本更高——需要（倍数）9 个芯片而不是 8 个
• 主板必须支持才能使用

注册与无缓冲：

• 可以使用 Registered DIMM 安装（更多）总 RAM
  • 内存控制器接口上的电气应力更小
• 但是所有安装的 DIMM 都必须注册或不注册
  • 如果升级到注册，必须删除无缓冲的 DIMM
• 也更贵，而且访问周期更慢
  • 如果这很重要，无缓冲的延迟略低
  • 无论如何，所有随机访问都需要许多周期
  • 请注意，相对于 PC 中 DRAM 使用的历史，绝对访问延迟（以纳秒为单位的时间）并没有太大改善
    • 成本、容量和带宽大大提高了
    • 无论如何，内存缓存隐藏了大多数内存访问的延迟
  • 更长的延迟对单线程“实时”性能的影响最大
    • 通常不会对“服务器”用例产生太大影响
  • 带宽和整体性能没有/最小差异
    • 顺序访问带宽不受影响
    • L2/L3 缓存意味着实际访问模式大多一次替换缓存中的行，因此无论如何通常都是“突发”访问

Answer 3

好吧，如果您只使用 16GB RAM（这不是服务器 RAM 范围），您就可以使用相当标准的任何桌面 RAM/系统。

如果只是存储服务器，甚至不需要那么高的CPU性能。

就像你说的，选择 Sandy Bridge，它会给你一个很酷、高性能和可靠的系统。

说到 16GB RAM 范围，您不必担心 ECC 问题。