Тайминги серверной оперативной памяти ddr3
Обновлено: 07.07.2024
ECC, SoDIMM, Игровая, LRDIMM, CL17, PC-17400, DualRank, Kingston, Hynix - все это про оперативную память. Что к чему относится, как в этом разобраться и что выбирать — мы рассмотрим ключевые параметры, которые нужно учитывать при выборе модулей памяти.
Цель использования
Вся оперативная память делятся на два стандартных форм-фактора: для ПК-рабочих станций-серверов - это DIMM и ноутбуков-микросистем - это SoDIMM.
Модули для разных задач не взаимозаменяемы: например, оперативная память для ПК по размеру не подойдет к слоту в ноутбуке и не выдержит нагрузки, на которую рассчитаны серверные модули.
Есть еще несколько нестандартных форм-факторов, таких как MicroDIMM или MiniDIMM, но это частные случаи и обычный пользователь с такими модулями даже не сталкивается.
В этой статье мы рассмотрим модули первых двух типов.
Поколения
На осень 2019 актуальной является память поколения DDR4, а DDR3 остается еще довольно востребованной из-за широкого распространения хоть и устаревающих, но все еще довольно производительных систем.
Тактовая частота
Частота синхронизации приема и передачи данных, измеряется в МГц. Здесь довольно просто: чем выше этот показатель, тем быстрее работают приложения и тем дороже стоит модуль.
Тут стоит отметить, что запустив диагностическую утилиту или посмотрев таблицу отчета POST при старте системы вы увидите вдвое меньшее значение, чем заявлено для модуля. Обман? - Нет, специфика. В самой аббревиатуре DDR заложена особенность передачи данных - Double Data Rate.
Двойная частота передачи или-же эффективная частота. Связанно это с тем, что в текущей реализации модулей памяти данные могут одновременно передаваться на чтение и на запись, тогда как при SDR SDRAM данные передавались только поочередно в одном направлении.
Тот же принцип работает с пропускной способностью: чем она выше, тем быстрее и дороже модуль.
Вообще частота и пропускная способность она-же “рейтинг” на прямую связанны между собой и определяются как “частота X 8 = рейтинг округленный к ближайшему ровному значению”. Например для DDR4-2133 это будет 2133x8=PC4-17000 и наоборот: для PC4-19400 получается: 19400/8=2400Mhz.
Стандарт памяти
Самой спецификацией памяти и определением стандартов для нее занимается несколько организаций, объединенных в консорциум производителей памяти.
И как это ни странно, но самих стандартов-то не очень много. Например для DDR3 это DDR3-800, 1066, 1333 и 1600 притом строго с одним значением CL. А для DDR4 это коридор от 1600 до 3200.
А как-же DDR3-2400 или DDR4-4400 и “игровая память” спросите вы? А это фактически самовольные вариации не относящиеся к стандартам. XMP - extreme memory profile это тоже вне рамок стандартов.
CAS Latency (CL)
Довольно важный параметр — это CL или количество тактовых циклов, нужных памяти для выдачи запрашиваемых данных.
Например, память с 20 CL задерживает ответ на 20 тактовых цикла, память с 15 CL — на 15 тактов. Таким образом, чем этот параметр меньше, тем быстрее будет работать выбранный модуль.
Как было сказано выше - у каждого стандарта всего 1 “правильное” значение CL. Так для DDR3-1600 это 11, а для DDR4-3200 это 22. По-умолчанию именно с этими параметрами система будет пытаться включиться первый раз или при восстановлении после сбоя.
Такая память зовется обычной или стандартной.
“Игровая память“ кроме экстерьера отличается пониженными таймингами, что при значительном занижении дает весьма ощутимый рост производительности.
Но не во всех приложениях. Даже в самых популярных для домашнего сегмента приложениях - играх, в зависимости от игры низкие CL могут как давать до 10% роста FPS, так и вообще никак не влиять на игровой комфорт. К последнему случаю относятся почти все MMO проекты.
Напряжение модулей
Или вольтаж. Величина при которой модули бессбойно функционируют на заявленной частоте. Тут стоит обратить внимание, что для стандартной и серверной памяти это значение постоянно, а для “игровой” таких значений может быть несколько. Первое стандартное - 1.35v для DDR3, 1.2v для DDR4 и 1.25v для DDR3L, а остальные 1.5-1,65v и 1.35-1.4v соответственно предназначены для нестандартных частот или таймингов.
DDR3L — это модули третьего поколения с пониженным электропотреблением, они совместимы со слотами DDR3.
Также необходимо помнить, что повышенное напряжение негативно сказывается не только на самих модулях памяти, но и на процессорах. Причина этого в том, что контроллер памяти находится в составе кристалла т.е. непосредственно в самом процессоре, а не чипсете, как было до недавнего времени.
Т.ч. если для процессора заявлена память DDR3L, а вы установите обычную на 1.35v и по началу система будет работать стабильно, то по прошествию времени могут начаться сбои. И тут, увы, время деградации контроллера памяти может составить и 3 года и 5 лет, что выйдет за все сроки гарантии.
Канальность
В первую очередь эта характеристика относится к процессорам и показывает со сколькими каналами памяти работает контроллер.
На текущий момент массово распостранены процессоры с двуканальным контроллером. Это означает, что для максимальной производительности подсистемы оперативной памяти необходима установка как минимум 2 планок.
Но так-же есть процессоры с 3-канальным и 4х и даже 6и.
Для максимальной-же производительности лучше всего установить только 2 модуля - по одному на каждый канал.
При этом для Intel лучше подойдут Dual Rank модули с низкими таймингами, а для AMD - Single Rank с высокой тактовой частотой.
Ранги
Они-же rank — это число, которое означает количество наборов микросхем, разрядность каждого из которого составляет в сумме 64 бита, подключенных к управляющей линии Chip Select.
Чем выше ранг, тем большего объема оперативной памяти можно добиться при ограниченном количестве слотов. Обычно ранг маркируется буквами S (Single - одногоранговая), D (Dual - двухранговая) и Q (Quad - четырехранговая).
Для домашних ПК актуальны SR и DR модули. В серверном сегменте встречаются QR модули объемами до 256ГБ. Да, четверть терабайта одной планкой.
Объем памяти
Объем необходимой оперативной памяти зависит от того, для каких задач вам нужен ПК или ноутбук. Обратите внимание, что оперативной памяти должно быть больше, чем указано в минимальных системных требованиях используемых программ.
Например, минимальные требования Google Chrome — 512 МБ, Word 2019 — 1 ГБ. Однако, часто пользователи запускают такие программы в нескольких окнах: ПК с 1 ГБ памяти с такой простой задачей уже не справится. Для офисных задач оптимально 8 ГБ памяти.
Для игр нужно от 8 ГБ оперативной памяти и более. Это видно на примере самых современных игр: в октябре 2019 года вышла The Outer Worlds, в рекомендуемых требованиях которой указаны именно 8 ГБ.
Если вы планируете запускать игры или другие производительные приложения в режиме многозадачности, может понадобится более 16 ГБ.
Со временем новые приложения требуют все больше оперативной памяти — чем больше у вас ее будет, тем дольше вы сможете обойтись без апгрейда.
Например, вам нужно 8 ГБ памяти. В каком формате лучше купить: один модуль на 8 ГБ или два модуля по 4 ГБ? Так как большинство современных процессоров оснащены двухканальным контроллером памяти — эффективнее всего купить набор из двух или четырех модулей.
Сколько понадобится памяти для сервера — более индивидуальный вопрос, который нужно рассматривать отдельно в каждом конкретном случае.
ECC, RegDIMM, LRDIMM и прочие серверные тонкости
А можно в домашний ПК поставить сразу 128 или 256ГБ оперативной памяти? И нет, и да.
Основные типы серверной памяти:
ECC или UDIMM ECC — модуль с поддержкой контроля четности, но без поддержки регистра / буферизации. Такие модули могут самостоятельно исправлять возникающие единичные ошибки памяти, т.к. несут на себе дополнительный чип в котором хранятся контрольные суммы значений.
RegDIMM — они-же FBDIMM и RDIMM. ECC модули с дополнительным контроллером который расположен между чипами памяти и контроллером в процессоре.
Этот контроллер берет на себя буферизацию адресов и частичное управление питанием, что дает возможность располагать в одном ранге и больше самих чипов памяти и больше самих модулей на каждый канал.
Но поскольку управление питанием чипов осуществляется на вспомогательном уровне - занятие всех свободных слотов памяти ведет к падению тактовой частоты всех планок.
LRDIMM — Load Reduced DIMM. Регистровый модуль с более продвинутым вспомогательным контроллером, который не только берет на себя управление адресами, но и полностью перехватывает управления питанием чипов, снимая нагрузку с контроллера памяти в процессоре.
Из-за этого LRDIMM модули могут одновременно быть как больших объемов, так и не снижать тактовую частоту контроллера при занятии всех доступных слотов.
Все модули RDIMM, LRDIMM, FBDIMM, RegDIMM являются подмножеством ECC, но не любой ECC это обязательно регистровый модуль.
Так можно ли в домашний ПК установить много памяти? В обычный — нет.
Дело в том, что хоть часть домашних процессоров и поддерживает ECC память, но объемы таких модулей сопоставимы с объемами NonECC, а обещанные еще весной 2018 планки объемом в 32ГБ так и до сих пор и не дойдут до магазинов.
Но если у вас HEDT - high-end-desktop система. Процессоры в таких системах, как правило, имеют четырех- и шестиканальные контроллеры и парой планок памяти на каждый канал. Тогда да, в такую систему можно установить и 128ГБ, и 256ГБ памяти. Сейчас это системы на основе socket 1356, 2011, 2066, 2011-3 и TR4.
И совсем отдельный случай: WS - workstation-системы, которые одновременно и HEDT, и сервер. Сервер в том, что касается поддерживаемых процессоров — xeon в случае с intel, а hedt - поддержка домашних операционных систем. В такую систему можно поставить пару процессоров и добавив LRDIMM модулей набрать более 2ТБ оперативной памяти.
DIMM/SoDIMM
Форм фактор или же габариты. Первый тип модулей рассчитан на обычные платы и серверы, второй тип на компактные системы. При этом даже SoDIMM могут быть ECC, так как на рынке присутствуют рабочие станции как компактных размеров, так и в формате ноутбуков.
«Игровая» память
Это память, работающая на пониженных таймингах в сравнении со стандартизированными модулями.
В чем ее плюс? В первую очередь, это эстетическая сторона вопроса: зачастую это ее единственный весомый плюс. При достаточном обдуве радиаторы избыточны, а наличие подсветки совершенно не сказывается на производительности.
Мы не говорим обо всех модулях. Есть категория очень дорогих и быстрых планок, уже подбирающихся к рейтингу DDR4-4500. Но вместе с тем есть так-же и DDR4-2400CL12 которые дадут не на много более высокий результат, чем “обычные” DDR4-2933CL21.
Чипы памяти
Всего существует семь основных производителей чипов — Samsung, SK Hynix, Micron, Nanya, WinBond, PowerChip и Elpida. Первым трем принадлежит более 93% рынка (на четвертый квартал 2019 года).
Какие чипы лучше искать для установки в систему? Увы, точную информацию вы сможете узнать только у некоторых серверных моделей, так как этот параметр может быть критичен. Это домашний пользователь покупает 2 или 4 планки, а производитель серверов закупает модули масштабами контейнеров.
В домашнем сегменте вы можете купить одну и ту же модель памяти с разницей в пару месяцев и обнаружить, что модули набраны из чипов разных производителей. Более того, вы даже можете купить обычный модуль Samsung и обнаружить на нем чипы производства Nanya.
Это особенности корпоративного бизнеса — иногда проще купить партию памяти у конкурента, а самому вложиться в обновление производства или занять линии более срочным и выгодным заказом.
Kingston, OCZ, Corsair, AMD, G-Skill, GoodRam не производят чипов памяти, они только занимаются комплектовкой готовых модулей.
Разгон (Overclocking)
Можно найти нужную память, например, Samsung b-die нужной недели выпуска, перебрав и раздев с десяток наборов памяти. Взять лучшую материнскую плату, например Gigabyte Z390 AORUS XTREME WATERFORCE и i9-9900ks укрыв их системой водяного охлаждения стоимостью с офисный ПК получить совсем удручающий результат.
Одна планка будет работать на 4500MHz, а с точно-такой-же второй из того-же набора система напрочь откажется заводиться на частоте свыше 3733. Почему? - тот самый контроллер памяти. Официально он работает с памятью только на частоте 2666MHz, а все что выше - как повезет.
Характеристики материнской платы
Рассмотрим на примере платы Asus PRO WS X570-ACE : она поддерживает установку четырех модулей памяти DIMM DDR4.
В материнскую плату Asus PRO WS X570-ACE можно установить до четырех модулей типа DIMM четвертого поколения. А вот какой частоты - уже зависит от процессора.
Мы рассмотрели ключевые параметры, зная которые, можно сузить поиск до нескольких моделей. Далее рассмотрим тонкости — более специальные характеристики, которые могут подсказать, какую модель из нескольких похожих стоит приобрести.
Одна из таких специализированных характеристик — это низкопрофильность.
Низкопрофильная память меньше размером, однако полностью совместима с обычными слотами своего типа и поколения. Такая память занимает меньше места и пригодится, если вы собираете ПК в компактном корпусе.
Установка модуля памяти
Процесс установки максимально прост: нужно отключить ПК, снять крышку корпуса, достать из слотов старые модули и установить новые до щелчка.
Какие в этом процессе существуют нюансы?
Напоминаем, что модули и слоты разных типов и поколений не подходят друг другу: например, у вас физически не получится установить модуль DDR4 в слот DDR3. Также не получится поставить модуль неверной стороной — слоты специально разработаны так, чтобы установка не вызывала затруднений.
Если вы устанавливаете несколько модулей памяти, проверьте одинаковая ли у них тактовая частота и пропускная способность. Если эти параметры будут отличаться, система настроится на скорость и пропускную способность модуля с более низкими параметрами.
Если у вас заняты не все слоты (например, два из четырех) устанавливайте модули в очередности, указанной на материнской плате: обычно такая информация написана рядом со слотами или слоты обозначены разными цветами.
Подведем итоги: как выбрать оперативную память?
Решите, для чего вам нужна оперативная память: для ПК, ноутбука или сервера.
Рассмотрение диапазона таймингов, напряжений, частот, а также отличий от предыдущих типов – вот что является темой данной статьи.
DDR3
Стандарт Double Data Rate 3 является логическим продолжением цепочки SDR-DDR-DDR2. Как многие знают, отличие DDR от SDR состояло в том, что передача данных по интерфейсу происходила на обоих фронтах опорной частоты, а не по положительному фронту, как у SDR. Таким образом, за один такт передавалось вдвое больше информации. Чтобы информацию с вдвое большей скоростью передать контроллеру, она должна и поступать их чипов вдвое быстрее. Это реализовано с помощью удвоения внутренней ширины модуля памяти. При этом за одну команду чтения мы получаем сразу n единиц данных. Такая архитектура была названа n-prefetch. Общая формула расчёта – 2^n prefetch, где n – поколение устройства памяти. У DDR1 одной командой передаётся 2 единицы данных, у DDR2 – 4, соответственно у DDR3 – 8. При этом минимальное значение Burst Length (параметра, определяющего длину считываемого за раз пакета данных) соответственно равно 2, 4 и 8.
Понятно, что с переходом на новое поколение количество данных, передаваемых интерфейсом за такт, не меняется, иначе менялось бы название (QDR, ODR). Меняется только ширина внутренней шины модуля. Таким образом, в модуле DDR 400 опорная частота составляет 200МГц (DDR), частота чипов 200МГц (2n-prefetch). В модулях DDR2-800 опорная частота равна 400МГц (DDR), внутренняя частота чипов – 200МГц (4n-prefetch). В модуле DDR3-800 опорная частота равна 400МГц, а частота чипов – 100МГц (8n-prefetch).
Отсюда становится ясно, почему всё время растут тайминги памяти. Если чипам нужно 10нс для тайминга CL (это CL=2 на DDR400), то в модуле DDR2-800 этот тайминг будет равняться 4, при той же частоте чипов, т.к. абсолютное значение времени не изменилось (10нс), а относительное (из-за уменьшения вдвое длительности одного такта) увеличилось вдвое. Для DDR3-1600 этот тайминг уже будет составлять 8 тактов. Хочется добавить по поводу таймингов при одинаковой частоте интерфейса – DDR2-800 и DDR3-800, к примеру. Тайминги у них равны, а вся разница вытекает из обкатанности одного процесса к моменту выпуска другого поколения, то есть из-за сравнения необкатанной новой технологии и обкатанной старой.
От слов к делу.
Основные нововведения:
Частоты 800/1066/1333/1600МГц
Напряжение питания 1.5В
Дифференциальный фронт сигнала
Burst Length 4(Burst terminate), 8
Динамическая терминация сигнала на чипе (Dynamic ODT)
Поддержка программируемого CAS Latency в (4), 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 тактов
Поддержка программируемого Additive Latency в режимах 0, CL-1, CL-2.
Программируемый CAS Write Latency (CWL) в 5, 6, 7, 8 тактов
Переключение BL на лету
8 логических банков
Наличие встроенного термодатчика (является нововведением для десктопной платформы, но уже было реализовано в FB-DIMM).
Выбор мощности сигналов с помощью EMRS
Поддержка Auto Self Refresh
8 бит предвыборка
На данный момент представлены чипы двух плотностей – 512Mbit и 1Gbit.
Разными производителями выпущены модули от 256MB до 2GB. В скором времени планируется наладить выпуск 16ГБ модулей, в первую очередь для серверного рынка.
Количество банков составляет 8, что означает использование тайминга tFAW на всех модулях. Напряжение по спецификации составляет 1,5В. Модули, предназначенные для разгона или разогнанные производителем, будут работать традиционно при большем напряжении. Согласно даташиту Hynix DDR3 SDRAM Unbuffered DIMMs Based on 1Gb Z ver., максимальное допустимое напряжение составляет 1.975В, то есть модули будут работать при напряжениях до 2,0В. Оверклокеры-экстремалы будут использовать и большие значения, но очень маловероятно, что для постоянного использования напряжение будет превышать 2,1В. Об этом можно судить как по процентному соотношению напряжения при разгоне DDR2, так и вольтмодам GDDR3. Частоты этого типа памяти, как я писал ранее будут начинаться с 800МГц и дойдут до 1600МГц. Отсюда, кстати, можно сделать интересное наблюдение – частота чипов не меняется с течением времени. У DDR внутренняя частота была в диапазоне 100-200МГц (DDR200-DDR400), у DDR2 – то же самое, начиналось со 100 и заканчивалось 200МГц (DDR2-400 – DDR2-800). Стандарт DDR3 продолжает эту тенденцию со своим диапазоном частот DDR3-800 – DDR3-1600 (реальная внутренняя те же 100-200МГц). Стало быть, DDR4, наиболее вероятно, будет работать на частотах интерфейса от DDR4-1600 до DDR4-3200. Это ниже, чем рамки частот GDDR. Связано это с более жесткими ограничениями на подаваемую чипам мощность и требованиями к охлаждению и таймингам. Исследование вопроса диапазона частот GDDR разных версий и DDR во внештатном режиме может быть исследовано позднее.
Наличие термодатчика позволит обычным пользователям узнать условия работы модулей памяти. Эта функция перекочевала из серверного рынка, где крайне важна стабильность системы и проработан детальный механизм троттлинга (замедления) чипа при превышении допустимой температуры. Также меняются такие характеристики как обновление памяти и другое, направленное на повышение стабильности горячего модуля и его охлаждение. Но в декстопной платформе маловероятно, что обычный пользователь станет интересоваться такого рода информацией. Другое дело - оверклокер, который разгоняет с повышение напряжения до 30% и выше, ставит водяное охлаждение или обкладывает их сухим льдом. Для проверки эффективности охлаждения и послужит этот механизм при нормальной его реализации (то есть с возможностью удобного считывания такого рода данных). Почти наверняка интерфейсом передачи станет шина Smbus, по которой также передаётся информация SPD модулей.
Теперь об одном из важнейших параметров нового типа памяти – таймингах. Все принятые стандартом схемы таймингов сведены в таблицу. Соответствие режимов CL-X и CWL-X с частотами дано для установления обратной совместимости различных модулей.
Назначение и описание всех таймингов можно найти в моей статье "Что такое тайминги?"
Отсюда видно, что уже расписаны параметры для будущих 8Гб чипов. А также факт, что подтайминги вроде WR, WTR и другие не поменялись относительно DDR2. Разница лишь в основных таймингах. Именно они и будут определять расстановку сил DDR3 vs DDR2 и привлекательность новинки. Модули уже начали появляться в продаже, но нормальных обзоров с изменением таймингов и разгоном проведено не было.
Использованная литература:
1. JEDEC STANDARD DDR2 SDRAM SPECIFICATION JESD79-2C
2. Samsung DDR3 SDRAM Specification revision 0.1
3. Samsung 512Mb E-die DDR3 SDRAM Specification
4. Hynix DDR3 SDRAM Unbuffered DIMMs Based on 1Gb Z ver.
Пока компьютерный прогресс бежит сломя голову, в стане серверов остаются доступными совершенно различные конфигурации, как современные, так и 5-10 летние железки. И в момент подбора комплектующих для апгрейда возникает закономерный вопрос, а какую память и в каком количестве доустанавливать или менять? Помимо привычного разъема DIMM используется и SO-DIMM, а о том, что бывает память с ECC и без нее, буферизованная и нет, знает каждый школьник.
Платформы Intel
За более чем 40-летнюю историю существования компания Intel разработала и выпустила десятки серверных платформ. Сейчас две из них пользуются повышенным вниманием: V3/V4 Xeon процессоры распространены благодаря относительно дешевым ценам в пересчете на 1 ядро, а также Xeon Scalable из-за неимоверного разнообразия процессоров.
Чтобы не запутаться в версиях/ревизиях посмотрим на типы процессоров Intel, разделив их на большие группы по архитектуре.
В процессе подбора оттолкнемся именно от архитектуры процессора, потому что лучше всего идти правильным путем: процессор -> материнская плата… В принципе можно этот путь пройти назад, однако частота и канальность памяти на 100% зависит от установленного процессора, но возможны и ограничения платы.
LGA 1151
1151 сокет использовался для 3 платформ продолжительное время. Начальным этапом стали процессоры Skylake-S, содержащие 4 физических ядра. Потом их сменили процессоры Kaby Lake-S, и наконец завершающим семейством стали CPU Coffee Lake-S WS. Все поколения оснащались 2-канальным контроллером памяти. По мере совершенствования архитектуры он перешел с частоты 1866 МГц к 2666 МГц. Платы на LGA 1151 поддерживают до 4 разъемов DIMM (2 модуля Х 2 канала), как с ECC, так и без нее. Совсем редко попадаются конфигурации с DDR3L памятью (от 1333 до 1600 МГц). Максимальный объем памяти 64 Гбайт.
Для Skylake, Kaby Lake и Coffee Lake LGA 1151 можно использовать DDR4 память с ECC частотой от 1866МГц до 2666 МГц (как не буферизированная, так и регистровая). Существует 2 типа плат: с 2 разъемами и с 4 разъемами DIMM. Для 2 разъемов используйте парные модули, чтобы задействовать оба канала. Для 4 разъемов устанавливайте память парами (2х DIMM в 2 канала или 4х DIMM в 2 канала). В зависимости от версии процессора используйте максимально разрешенную частоту для достижения максимальной производительности подсистемы памяти.
LGA 2066
Платформа LGA 2066 с процессорами Skylake-W поддерживают до 8 разъемов DIMM (2x4 канала), ECC с частотой от 1600 до 2666 МГц. Тип памяти DDR4. Максимальный объем памяти 512 Гбайт.
Для Skylake LGA 2066 можно использовать DDR4 память (ECC RDIMM, Registered ECC RDIMM, Registered ECC LRDIMM, Registered ECC LRDIMM) частотой 1600-2666МГц. Существует 2 основных конфигурации с 4 слотами и 8.
В материнскую плату с 4/8 слотами лучше всего устанавливать память по 4 модуля для максимальной производительности. Для достижения максимальной емкости задействуйте 8 слотов. В зависимости от версии процессора используйте максимально разрешенную частоту для достижения максимальной производительности подсистемы памяти.
LGA 3647
Платформа LGA 3647 поддерживает до 12 разъемов DIMM (2x6 каналов), ECC с частотой от 2133 до 2666 МГц. Тип памяти DDR4. В список не включены процессоры Xeon Platinum 92ХХ.
8 слотов памяти при 6 (А, B, C, D, E, F) каналах. Два канала разделены на ранги (А1 ранг + А2 ранг и D1 + D2), типичная ситуация, когда «А» и «D» канал делят пополам. Допускается установка различных конфигураций, но наиболее производительная – установка 6 модулей без «2» рангов.
4 слота памяти при 6 (А, B, C, D, E, F) каналах. Из 6 каналов чаще всего выброшен канал «С» и «F». Другими словами, система из 6 канальной превращается в 4 канальную. Соответственно уменьшается пропускная способность и суммарная производительность.
6 и 12 слотов памяти прекрасно соотносятся с 6 канальными контроллерами памяти. Здесь все просто – для достижения максимальной скорости ПСП используем 6 или 12 модулей.
LGA 1200
Для Comet Lake-S LGA 1200 нужно использовать DDR4 память с и без ECC частотой до 2933 МГц. Существует 2 типа плат: с 2 разъемами и с 4 разъемами DIMM (SO-DIMM). Для 2 разъемов используйте парные модули, чтобы задействовать оба канала. Для 4 разъемов устанавливайте память парами (2х DIMM в 2 канала или 4х DIMM в 2 канала). В зависимости от версии процессора используйте максимально разрешенную частоту для достижения максимальной производительности подсистемы памяти.
LGA 4189 (v2)
Процессоры Ice Lake-SP поддерживают 8 каналов памяти, значит устанавливаются модули кратно 4 и 8. Конечно сейчас появятся в продаже материнские платы с конфигурацией DIMM 2+2 слота (это минус 4 канала памяти), ли с разделяемыми каналами на банки.
Тонкости подбора модулей в различных конфигурациях
Начиная с конца 2019 года производители микросхем постепенно начали переходить на нормы тех. процесса менее 20 нм. Это позволило удвоить объем памяти на модуле. К сожалению не все процессоры Intel способны работать с новыми планками. При выборе памяти для старых платформ убедитесь, что материнская плата получила обновление BIOS в котором заявлена совместимость с 16 Гбит микросхемами.
Список новых 16 Гбит модулей Kingston:
- 8GB Unbuffered DIMM / SODIMM (1Rx16)
- 16GB Unbuffered DIMM / SODIMM (1Rx8)
- 32GB Unbuffered DIMM / SODIMM (2Rx8)
- 16GB ECC Unbuffered DIMM / SODIMM (1Rx8)
- 32GB ECC Unbuffered DIMM / SODIMM (2Rx8)
- 16GB ECC Registered DIMM (1Rx8)
- 32GB ECC Registered DIMM (2Rx8)
- 32GB ECC Registered DIMM (1Rx4)
- 64GB ECC Registered DIMM (2Rx4)
Простое правило наращивания частоты никто не отменял. Чем больше использованных каналов и выше частота памяти, тем выше производительность сервера. В конфигурациях, где материнская плата не реализует часть каналов скорость работы с памятью существенно ниже.
Пример установки 384Гб памяти в плату тремя различными способами. В первых двух неправильно заполненные каналы приводят к двукратному снижению ПСП. Оптимальный режим – это установка высокочастотной памяти по 1 планке в каждый канал без использования второго банка. Причем о ранговости обязательно нужно помнить!
2-ранговая память всегда будет быстрее 1-ранговой. Однако учтите, что не все системы могут работать с 2-ранговой памятью, установленной во все слоты памяти. Не стоит использовать 2-ранговуе модули в разделенных канала. И тем более смешивать их с 1-ранговыми.
Платы с разделенными каналами позволяют покупать сервера в минимальной комплектации экономя средства на начальном этапе. Дальнейший апгрейд подсистемы памяти часто происходит с ошибками. Практически любая материнская плата позволяет работать с 1 модулем, но в дальнейшем добавление модулей строго регламентируется производителем. Конечно идеальный вариант – это доустановка аналогичных планок, чтобы задействовать все каналы. Но стоимость комплектующих зачастую неподъемна. Поэтому, выбирая начальную конфигурацию с памятью, которая использует 1 банк из канала учитывайте особенности апгрейда. Деление каналов позволяет суммарно установить больше памяти в ущерб производительности.
FAQ по серверной памяти
По умолчанию вся серверная память «де-факто» имеет поддержку ECC. Другое дело остальные характеристики. Их значения не всегда правильно трактуются.
UDIMM — обычная память для настольных компьютеров. У такой памяти в маркировке присутствует буква U (Unbuffered). Почему мы включаем такую память в обзор? Многие серверные 1-процессорные платы поддерживают помимо процессоров Xeon десктопные CPU. В них нет совместимости с ECC, поэтому допускается установка UDIMM в такие системы со всеми вытекающими последствиями.
Registered DIMM (FBDIMM) — регистровая память с коррекцией ошибок (ECC). Позволяет масштабировать емкость используемых рангов без появления ошибок и перегрузки контроллера памяти в процессоре. Установленная микросхема берет на себя управление адресами.
LRDIMM — эволюционное развитие Registered DIMM (FBDIMM). На такие модули ставят вспомогательный контроллер. Он управляет как адресами, так и питанием модуля. Дополнительный бонус – создание памяти глубиной до 4 рангов и более высокая частота работы в сравнении с Registered DIMM. В результате LRDIMM обладает массой положительных свойств за исключением цены.
Видимый эффект от применения LRDIMM в сравнении с Registered DIMM.
Неочевидные характеристики
Частота и тайминги: покупать память с частотой выше поддерживаемой вашим сервером не приведет к росту пропускной способности. Это 100% аксиома, потому что редкий случай, когда материнская плата позволяет менять частоту. Классический вариант – поддерживаемая частота считывается из SPD микросхемы и выбирается поддерживаемая процессором.
Ранги памяти: 1R,2R и 4R.
Модули памяти могут быть одно, двух, четырех или даже восьмиранговыми. Самые распространенные – это 1-2 ранговые модули, которые не накладывают множество ограничений в отличие от 4-8 ранговых. Производители материнских плат в инструкциях подробно расписывают поддерживаемые конфигурации пулов памяти при различной ранговости памяти. Часть оборудования позволяет устанавливать разноранговые модули, но не во все разъемы.
Чип RCD: Rambus или IDT.
Register Clock Driver (RCD) – микросхема управления, устанавливаемая на модули. Есть 2 крупных производителя (Rambus и IDT). Нет никаких ограничений в выборе того или иного производителя. Используется в паре с буферами и температурными сенсорами.
Схема подбора памяти
Выводы
- Знать тип и конфигурацию установленной или устанавливаемой в будущем памяти;
- Стараться использовать все каналы памяти;
- Не допускать установку памяти с различными рангами;
- Использовать максимальную частоту памяти (зависит от CPU);
- Выбирать однотипную память (RDimm, LRDIMM) для всей платформы;
- Стараться не использовать разделенные каналы.
→ В разделе «Manufacturer Qualification» выбирается память по производителю системной платы:
выбрать
→ В разделе памяти с фиксированным BOM подбирается память исходя из требуемых характеристик: подобрать
Для получения дополнительной информации о продуктах Kingston обращайтесь на официальный сайт компании.
В этой статье мы разберемся, что такое серверная оперативная память. Узнаем, чем память для сервера отличается от обычной и что такое поддержка ECC. Поймем, можно ли вставить планку серверной памяти в обычный компьютер и запустить его.
В серверах и рабочих станциях используется не совсем обычная оперативная память.
Основные ее отличия — это поддержка специфических технологий, таких как контроль четности и ECC (коррекция ошибок).
Серверная оперативная память не обладает выдающимися скоростными характеристиками. Для нее намного важнее стабильность и безотказность в работе. Применяется в тех областях, где критически важна бесперебойная работа. Например, финансы и облачные вычисления.
Рассмотрим подробнее технологии, которые применяют в серверной памяти ⇓
- Error-Correcting Code (ECC) или память с коррекцией ошибок;
- Регистр между микросхемами модуля и контроллером памяти. Так называемая регистровая оперативка.
Память с коррекцией ошибок
ECC (Error-Correcting Code) позволяет исправлять некоторые ошибки в процессе работы оперативной памяти. В том числе, случайные неточности, то есть те, которые могут возникать под воздействием электромагнитных помех или высокоэнергетических элементарных частиц.
Подобная погрешность появляется из-за изменения значения одного бита в машинном слове. Результат такой ошибки может быть самым непредсказуемым. От изменения одного символа в набранном тексте до зависания всей системы.
Применение технологии ECC необходимо для обнаружения и если это возможно, то исправления подобных проблем. Память, не имеющая поддержки коррекции ошибок, обозначается non-ECC.
Принцип работы
ECC модуль имеет дополнительные микросхемы, по одной на каждые 8 чипов. То есть, при одностороннем дизайне модуля, будет задействовано 9 чипов вместо привычных 8. А при двухстороннем — 18 вместо 16. В дополнительных чипах лежат контрольные суммы машинных слов, хранящихся в памяти.
Если ОЗУ использует только технологию ECC, то это не совсем серверная оперативная память. Она рассчитана, в первую очередь, на профессиональные рабочие станции.
Для использования ECC RAM ОЗУ требуется поддержка как со стороны процессора, в котором размещен контроллер памяти, так и со стороны материнской платы. Впрочем, у не самых дешевых CPU и системных плат подобная поддержка нередко есть. Следовательно, память с коррекцией ошибок на них успешно заработает.
Какие преимущества получит обычный домашний или офисный компьютер в этом случае? Теоретически, он будет стабильнее работать. Но стоит учитывать, что применение Error-Correcting Code требует определенных вычислительных мощностей, как следствие, быстродействие снижается, пусть и не намного.
Однобитовые ошибки
Бит представляет собой единую двоичную цифру (1 или 0), причем восемь битов формируют байт — исторически наименьшую единицу адресной памяти, которую компьютеры считают либо как одно число, либо букву. Однобитовая ошибка заключается в том, что электрический заряд бит изменяется, переворачивая его от 0 до 1 или наоборот.
Причины однобитовых ошибок возникают в двух основных вариантах — жестких и мягких ⇓
- жесткие вызваны такими физическими факторами, как изменение температуры или мощности, а также напряжение на оборудовании;
- мягкие возникают из-за более сложных факторов, таких как магнитные помехи и даже космические лучи.
В любом случае результат однобитовой ошибки тот же. Неточность, влияющая на одну двоичную цифру, не приведет к концу света, но перевернутый бит может серьезно повлиять на важные данные.
Хотя ошибка может быть безвредной или иметь сравнительно мягкий эффект (например, неправильно окрашенный пиксель в изображении), это может привести к полностью искаженному файлу или сбою всей системы.
В приложениях, обрабатывающих большие объемы чувствительных или высокоценных данных, даже одна однобитовая ошибка может быть катастрофической.
ОЗУ с ECC предотвращает однобитовые ошибки, обнаруживая и исправляя их, гарантируя, что данные будут должным образом сохранены.
Регистровая память
По-настоящему серверной можно считать только регистровую (registered) или буферизованную (buffered) память. Основная ее особенность — это наличие на модуле еще одной микросхемы — регистра.
Регистр выполняет роль буфера между микросхемами памяти на модуле и контроллером ОЗУ. Это необходимо для снятия электрической нагрузки с контроллера, что позволяет установить большое количество модулей.
Наличие регистров уменьшает электрическую нагрузку на контроллер памяти, что позволяет устанавливать большее количество модулей памяти на один канал. Таким образом, обеспечение максимального объема памяти, поддерживаемого современными процессорами, возможно только при использовании регистровой памяти
Вся регистровая оперативка в обязательном порядке поддерживает технологию ECC. Такие модули обычно имеют маркировку ECC reg. Отличие памяти с ECC от регистровой, заключается только в отсутствии микросхемы регистра и компоновке чипов памяти на планке.
Чем отличается серверная оперативная память от обычной
В первую очередь такая оперативка предназначена для бизнеса и профессиональных задач, где критически важна работа с данными и точностью их обработки и передачи.
По сравнению с обычной, ОЗУ ECC имеет очевидные преимущества. Из-за встроенных возможностей для исправления ошибок, системы с ОЗУ ECC имеют намного меньше отказов, чем с памятью без коррекции ошибок. На практике это означает меньшую потерю данных, меньшее количество сбоев и больше времени безотказной работы.
Однако из-за дополнительной обработки, требуемой для чипов, ECC может оказать небольшое влияние на производительность. Это вряд ли является серьезной проблемой, когда пользователи уделяют первостепенное внимание минимизации ошибок и максимальному времени бесперебойной работы, которые обеспечивает ECC RAM, даже если она действительно имеет незначительный проигрыш в производительности.
Еще одна очевидная разница между памятью с ECC и без нее — это цена. Благодаря своим расширенным функциям память с коррекцией ошибок стоит дороже, чем обычная и поддерживается только на специализированных (дорогостоящих) материнских платах и высокопроизводительных серверных процессорах, таких как Intel Xeon и т.п. В обычную метеринку вставить ее можно, но она там не заработает.
Определить серверная память или нет, можно легко визуально по наличию дополнительных чипов памяти и расположению микросхем на модуле.
ECC RAM нельзя комбинировать с памятью без коррекции ошибок. Поэтому, если вы хотите возможности Error-Correcting Code, вам придется заменить всю оперативку на новые модули.
Чем еще отличается ОЗУ для сервера
- вполне закономерно, что оперативная память для круглосуточно работающего сервера должна иметь максимальную надежность. Поэтому серверные модули проходят тщательное тестирование, в том числе, и в условиях высокого нагрева;
- использование серверной регистровой оперативной памяти возможно только если процессор и материнская плата поддерживают ее;
- серверная оперативная память, также как и обычная, выпускается в разных стандартах: ddr, ddr2, ddr3, ddr4. Физически, серверные модули сохраняют совместимость с десктопными, но работоспособность в обычных материнских платах невозможна;
- скорость работы буферизованной RAM ниже, чем у стандартного модуля ОЗУ, а вот цена может оказаться заметно выше.
Нужна ли серверная память в обычном компьютере
Конечно неприятно, когда ваш домашний компьютер или ноутбук падает из-за ошибки, но это вряд ли будет иметь серьезные долгосрочные последствия.
Собирать домашний компьютер на серверном железе — достаточно спорное решение. Кроме самих модулей серверной памяти, придется установить серверную системную плату. А для нормальной работы системной платы может потребоваться соответствующий корпус и блок питания, что в итоге приведет к неоправданным расходам и даст только избыточную для большинства домашних систем надежность.
Почему серверная память не работает на обычных компьютерах
Где необходима ОЗУ c ECC?
Для бизнес-критических серверных приложений короткий ответ — да. На сервере, обрабатывающем конфиденциальную информацию о клиенте или финансовых транзакциях, даже одна ошибка имеет потенциал для катастрофы.
ECC reg RAM настоятельно рекомендуется организациям, которые обрабатывают большие объемы данных клиентов в Интернете, для защиты от финансовых потерь, вызванных поврежденными данными, или репутационного ущерба, вызванного простоями после сбоя системы.
Читайте также: