服务器内存介绍

服务器内存

简要概述

服务器内存也是内存（RAM），它与普通PC机内存在外观和结构上没有明显区别，主要是在内存引入ECC，Chipkill，热插拔等特有技术，具有极高的稳定性和纠错性能。

备注：

内存：计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁，计算机所有程序的运行都是在内存中进行的。内存（Memory）也称为内存存储，其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。

相关组件

内存控制器

内存控制器是计算机系统内部控制内存，并且通过内存与CPU之间交换数据的重要组成部分。内存控制器决定了计算机系统所能使用的最大内存容量，内存BANK数，内存类型和速度，内存颗粒数据深度和数据宽度等

备注：

内存BANK分为逻辑BANK和物理BANk。

逻辑BANK：芯片的内部，内存的数量是以位（bit）为单位写入一张大的矩阵中，每个单元格称为Cell，只要指定一个行（row），再指定一个列（Column），就可以准确地定位到某个Cell，这样一个阵列称为内存的逻辑BANK。

物理BANK：内存和主板上的北桥芯片之间用来交换数据的通道。

内存模组

内存模组可以简单理解为芯片组所能支持的标准内存插槽数量。由于每款芯片组对于内存芯片的数据深度和数据宽度支持程度不同，实际上就决定了每个内存BANK的最大容量，进而也就决定了芯片组所能支持的内存BANK数量。

相关参数

内存频率

内存频率可以用工作频率和等效频率两种方式表示，工作频率是内存颗粒自身的工作频率，频率越高，表示内存的自身存取速度越快。

DDR内存可以在脉冲的上升和下降沿都传输数据，因此传输数据的等效频率是工作频率的2倍；而DDR2内存每个时钟能够以4倍于工作频率的速度读/写数据，因此传输数据的等效频率是工作频率的4倍。

内存容量

计算机内存容量通常是指随机存储器的容量，一般都是2的倍数。系统中内存的数量等于插在主板内存插槽上所有内存条容量的总和，内存容量的上限一般有主板芯片组和内存插槽决定。

内存带宽

内存带宽指内存与北桥之间的数据传输速度，越大越好。从功能上理解，内存看作是内存控制器与CPU之间的桥梁或与仓库，内存的容量决定“仓库”的大小，内存的带宽决定“桥梁”的宽窄。计算公式：带宽=总线宽度*总线频率*一个时钟周期内交换的数据包个数。

相关技术

Parity

在普通的内存上，常常使用一种技术，同位检查码被广泛地使用在侦错码上，增加一个检查位给每个资料的字节，并且能够侦测到一个字节中所有奇（偶）同位的错误，但是当计算机查到某个字节有错误时，并不能确定错误在哪一位，也就无法修正错误。

ECC

ECC（Error correcting code）一种广泛应用于各种领域的指令纠错技术，不影响内存结构和存储速度，能够同时检测和纠正1比特错误。

Chipkill

随着基于Intel处理器架构的服务器的CPU性能以几何倍数提高，而硬盘驱动器的性能只提高少数倍数，导致单一内存芯片每次访问时需要提供4（32位）或8（64位）字节的数据，这样出现多位数据错误的可能性大大提高，而ECC 又不能纠正双比特以上的错误，可能造成全部比特数据的丢失，系统也可能崩溃。

Intel公司为了解决服务器内存中ECC技术的不足开发了一种新的ECC内存保护标准，利用内存的子系统来解决，设计原理是：单一芯片，无论数据宽度是多少，对于一个给定的ECC识别码，它的影响最多为1比特。

Register

Register即寄存器或目录寄存器，在内存上的作用可以理解为书的目录，当内存接到读写指令时，会先检索目录，然后再进行读写操作，若所需数据在目录中，则直接取用不再进行读写操作，可以提高服务器内存的工作效率。

DIMM

DIMM（Dual-Inline-Memory-Module）双列直插式存储模块，指一系列由动态随机存取内存（DRAM）组成的模组。通常是数颗至数十颗DRAM芯片焊接安装于一块已制作好电路的电路板的形式，用于个人电脑，工作站及服务器。它可以提供64位的数据通道，有168条引脚，故称为168线内存条。

DIMM采用的是一种“短线连接”的拓扑结构，这种结构中，每个芯片与内存控制器的数据总线都有一个短小的线路相连，这样会造成电阻抗的不继续性，从而影响信号的稳定与完整，频率越高或芯片数据越多，影响也越大。

备注：

DRAM：（Dynamic Radom Access Memory）动态随机存取存储器，最为常见的系统内存，DARM只能将数据保持很短的时间。为了保持数据，DRAM使用电容存储，所以必须隔一段时间刷新一次，如果存储单元没有被刷新，存储的信息就会丢失。（电容不可避免的存在漏电现象，如果电荷不足会导致数据出错，因此

电容必须被周期性的刷新预充电）。

FB-DIMM

FB-DIMM（Fully Buffered-DIMM）全缓冲内存模组，Intel在DDR2和DDR3的基础上发展出来的一种新型内存模组与互联架构，能够极大提升系统内存带宽及内存最大容量。

FB-DIMM架构新创立了一颗高级内存缓冲（Advanced Memory Buffer，AMB）芯片，安插在内存控制器与内存模组间，与“传统DRAM所用的并列总线架构”不同，FB-DIMM是以串行接口来连接AMB芯片与内存控制器，如此可以在不增加内存控制器的线路下提升内存的带宽，同时具有技术可行性。使用此架构后，内存控制器不需要再直接将资料写入内存模组，而是透过AMB芯片完成。

此外，因为读写都已经透过缓冲处理，所以内存控制器可同时执行读写，这样不仅接线更简化，内存带宽更大，且就理论而言，内存控制器可以不用在意所使用的何种内存芯片（DDR2/DDR3）都可直接替换。

不过，FB-DIMM也有不足之处，尤其是功耗（Power Consumption）和资料存取需求的延迟（Latency）。

备注：

SDRAM：（Synchronous Dynamic Radom Access Memory）同步动态随机存储器，同步是指工作需要同步时钟，内部命令的发送与数据的传输都以它为基准；动态是指存储阵列需要不断的刷新来保证不丢失；随机是指数据不是线性一次存储，而是自由指定地址进行数据读写。

DDR：严格来说，应该是DDR SDRAM（Double Date Rate Synchronous Dynamic Radom Access Memory）双倍速率同步动态随机存储器。其数据传输速度为系统时钟频率两倍，由于速度增加，其传输性能优于传统的SDRAM。DDR能在系统时钟脉冲的上升和下降沿都可以进行传输。

DDR2：DDR SDRAM第二代产品，虽然同样采用了在时钟的上升和下降沿同时进行数据传输方式，但是DDR2却拥有两倍上代DDR内存预读能力（即：4比特数据预读取），每个时钟能够以4倍外部总线的速度读写数据，并且能够以内部控制总线4倍的速度运行。

DDR3：采用核心整合终结器ODT技术以及用于优化性能的EMRS技术，同时允许时钟异步。在针脚方面，DDR3表现出很强的独立性，采用FBGA封装技术。与DDR2相比，功耗和发热量较小，工作频率更高，降低显卡整体成本，通用性好。

ODT：On-Die-Termination内建核心的终结电阻器。DDR SDRAM的主板为了防止数据终端反射信号需要大量的终结电阻。不同的内存模组对终结电路的要求不同，终结电阻的大小决定了数据线的信号和反射率，终结电阻小则数据线信号反射低但是信噪比也比较低；终结电阻高则数据的信噪比高，但是信号反射也会增加。

AMB：这款芯片是集成数据传输控制，并-串数据转换功能，一般用于FB-DIMM 内存上。在FB-DIMM系统中，有两种类型的串行线路：一条是负责数据写入的串行线路（Southbound），一条是负责数据读取的串行线路（Northbound），这两条串行线路由AMB芯片的“pass-through”和“pass-through&merging”控制逻辑负责。

热插拔