PersCom — Компьютерная Энциклопедия Компьютерная Энциклопедия

Оперативная память

Прочая информация про оперативную память

Код коррекции ошибок

Коды коррекции ошибок (Error Correcting Code — ECC) позволяют не только обнаружить ошибку, но и исправить ее в одном разряде. Поэтому компьютер, в котором используются подобные коды, в случае ошибки в одном разряде может работать без прерывания, причем данные не будут искажены. Коды коррекции ошибок в большинстве ПК позволяют только обнаруживать, но не исправлять ошибки в двух разрядах. В то же время приблизительно 98% сбоев памяти вызвано именно ошибкой в одном разряде, т.е. она успешно исправляется с помощью данного типа кодов. Данный тип ECC получил название SECDED (эта аббревиатура расшифровывается как “одноразрядная коррекция, двухразрядное обнаружение ошибок”). В кодах коррекции ошибок этого типа для каждых 32 бит требуется дополнительно семь контрольных разрядов при 4-байтовой и восемь — при 8-байтовой организации (64-разрядные процессоры Athlon/Pentium). Реализация кода коррекции ошибок при 4-байтовой организации, естественно, дороже обычной проверки четности, но при 8-байтовой организации их стоимости равны, поскольку требуют одного и того же количества дополнительных разрядов.

По этой причине можно купить для 32-разрядных систем модули SIMM (36 бит), DIMM (72 бит) или RIMM (18 бит) и использовать их в режиме ECC, если коды коррекции ошибок поддерживаются набором микросхем системной логики. Если в системе используются модули SIMM, можно сформировать банк памяти (72 бит) из двух 36-разрядных модулей и ECC использовать на уровне банка. Если в системе используются модули DIMM, то в качестве банка может выступать один 72-разрядный модуль, обеспечивая необходимое количество дополнительных битов памяти. В случае использования модулей RIMM для организации проверки четности следует отдать предпочтение их 28-разрядным версиям.

Для использования кодов коррекции ошибок необходим контроллер памяти, вычисляющий контрольные разряды при операции записи в память. При чтении из памяти такой контроллер сравнивает прочитанные и вычисленные значения контрольных разрядов и при необходимости исправляет испорченный бит (или биты). Стоимость дополнительных логических схем для реализации кода коррекции ошибок в контроллере памяти не очень высока, но это может значительно снизить быстродействие памяти при операциях записи. Это происходит потому, что при операциях записи и чтения необходимо ожидать завершения вычисления контрольных разрядов. При записи части слова вначале следует прочитать полное слово, затем перезаписать изменяемые байты и только после этого — новые вычисленные контрольные разряды.

В большинстве случаев сбой памяти происходит в одном разряде, и потому такие ошибки успешно исправляются с помощью кода коррекции ошибок. Использование отказоустойчивой памяти обеспечивает высокую надежность компьютера. Память с кодом ECC предназначена для серверов, рабочих станций или приложений, в которых потенциальная стоимость ошибки вычислений значительно превышает дополнительные средства, вкладываемые в оборудование, а также временные затраты системы. Если данные имеют особое значение, и компьютеры применяются для решения важных задач, без памяти ECC не обойтись. По сути, ни один уважающий себя системный инженер не будет использовать сервер, даже самый неприхотливый, без памяти ECC.

Пользователи имеют выбор между системами без контроля четности, с контролем четности и с ECC, т.е. между желательным уровнем отказоустойчивости компьютера и степенью ценности используемых данных.

Увеличение объема памяти

Увеличение существующего объема памяти — один из наиболее эффективных и дешевых способов модернизации, особенно если принять во внимание возросшие требования к объему памяти операционных систем семейств Windows и Linux. В некоторых случаях удвоение объема памяти приводит к повышению общей производительности системы в два раза. Ниже рассматривается процесс увеличения объема памяти, включая выбор микросхем памяти, их установку и последующее тестирование.

Стратегии модернизации

Добавление памяти — сравнительно недорогая операция. В то же время даже незначительное увеличение объема памяти может существенно повысить производительность компьютера.

Существует два способа увеличения объема памяти (они перечислены в порядке увеличения удобства и стоимости):

  • добавление памяти в свободные разъемы системной платы;
  • замена установленной памяти памятью большего объема.

Если принято решение о модернизации системы или системной платы, вряд ли можно рассчитывать на то, что удастся использовать модули из старой системы. Лучшее решение — приобрести новую системную плату вместе с наиболее подходящими для нее модулями памяти.

Обдумайте свои будущие потребности в вычислительной мощности и многозадачности операционной системы, а также убедитесь, что они стоят средств, затраченных на модернизацию.

Чтобы выяснить необходимость в увеличении объема памяти, воспользуйтесь инструментом Performance Monitor (Perfmon.msc), поставляемым в составе Windows 2000 и Windows XP. Его можно запустить удаленно или же с помощью собственной консоли сервера. Чтобы получить сведения об использовании памяти, выберите значение Memory (Память) в качестве объекта производительности, после чего активизируйте несколько счетчиков.

  • Обмен страниц в секундах. Этот счетчик измеряет количество обращений системы к виртуальной памяти (т.е. к файлу подкачки) в секунду. Значение, большее 20, указывает на потенциальную проблему. Проверьте настройки виртуальной памяти; если значение счетчика все равно превышает 20, увеличьте объем памяти, установленной в системе.
  • Байт выделенной виртуальной памяти и Доступно байт. Эти счетчики ведут учет доступной виртуальной и физической памяти соответственно. Если значение счетчика Доступно байт низкое, увеличьте объем памяти, установленной в системе.
  • Байт кэш-памяти. Этот счетчик измеряет объем ОЗУ, используемой в качестве кэша файловой системы. Если это значение превышает 4 Мбайт, увеличьте объем памяти, установленной в системе.

Ту же информацию можно получить и в системе Windows Vista. Для этого откройте монитор производительности и стабильности системы, щелкните на правой кнопке на любом из существующих счетчиков и выберите в контекстном меню пункт Добавить счетчик. После этого выберите в категории Память все указанные выше счетчики.

Прежде чем увеличивать объем памяти ОЗУ в системе (или просто заменять поврежденный или сбойный модуль памяти), следует определить, модули какого типа необходимы. Соответствующие сведения доступны в документации к компьютерной системе.

Если необходимо заменить сбойный модуль или же увеличить объем памяти в системе, примите к сведению, что существует несколько способов определить необходимый тип модулей.

  • Внимательно рассмотрите модули, установленные в системе. На каждом из них есть маркировка, содержащая все необходимые сведения о его емкости и быстродействии. Подробно данные вопросы уже рассматривались. Можете записать эту маркировку и использовать полученные данные для определения необходимого типа модуля.
  • Проверьте систему с помощью утилиты конфигурирования памяти от производителя. Как правило, подобные утилиты поставляются в комплекте компьютерных систем ведущих производителей. В базах данных подобных утилит доступны сведения о системных платах и модулях памяти от различных производителей. Таким образом, если известны марка и модель системной платы, не составит ни малейшего труда определить рекомендуемую память.
  • Загрузите и запустите диагностическое ПО от производителя памяти или сторонней компании. В качестве примера такой программы, которая получает все необходимые сведения о модуле из микросхемы SPD, можно привести SiSoftware Sandra.
  • Обратитесь к документации, которая прилагалась к компьютеру. Я не случайно расположил этот пункт в конце списка. Если вы обновили системную BIOS, то, скорее всего, сможете использовать модули большего объема и порой с большим быстродействием, чем приведенные в документации. На сайте производителя всегда доступна более новая документация по сравнению с той, которая поставлялась в печатном виде вместе с компьютером. Если в документации не упоминается модуль памяти, который привлек ваше внимание, посетите сайт производителя системной платы, чтобы узнать, доступна ли обновленная версия BIOS, в которой добавлена поддержка подобных модулей.

Установка в системе несовместимых модулей памяти может вызвать не меньше проблем, чем наличие сбойного модуля.

Примечание!

Собираясь установить в старый компьютер Pentium (имеется ввиду 5-е поколение) память емкостью более 64 Мбайт, предварительно убедитесь, что набор микросхем сможет кэшировать такой объем. Иногда добавление дополнительной памяти в такие системы приводит не к увеличению, а к уменьшению производительности. Это связано с тем, что кэш второго уровня в таких компьютерах часто не способен адресовать память выше 64 Мбайт, в результате чего процессор вынужден обращаться непосредственно в основную память, а не в быстродействующий кэш. Подробнее этот вопрос рассматривался в главе 4.

Pentium II и более новые процессоры, в том числе Athlon и Duron, оснащены контроллером кэш-памяти второго уровня, интегрированным в ядро процессора (не в набор микросхем) и поддерживающим кэширование до 1 Гбайт ОЗУ, а в новых системах — до 4 Гбайт.

Учитывая, что стоимость старых модулей SIMM гораздо выше стоимости современных SDRAM и DDR-SDRAM, иногда дешевле модернизировать всю материнскую плату вместе с процессором и памятью, чем добавлять модули памяти SIMM.



Выбор и установка модулей памяти

Установка дополнительных модулей памяти на системной плате — несложный способ увеличить объем памяти компьютера. Большинство систем имеют хотя бы один незанятый банк памяти, в который можно установить дополнительный модуль и таким образом повысить производительность компьютера.

В некоторых высокопроизводительных системах требуется установка двухканальной памяти, т.е. двух идентичных модулей памяти (одинакового объема, типа и быстродействия).

Приобретение модулей памяти

Существует ряд особенностей, на которые следует обращать внимание при покупке модулей памяти. Одни из них относятся к производству и распределению памяти, другие зависят от типа приобретаемых модулей. В этом разделе рассматриваются проблемы, с которыми можно столкнуться при покупке памяти.

Поставщики

Многие компании занимаются выпуском модулей памяти, но лишь некоторые производят их микросхемы. Существует только несколько компаний, производящих микросхемы памяти, на основе которых другие компании создают различные модули памяти, такие как DIMM и RIMM. Большинство изготовителей микросхем оперативной памяти создают также модули, содержащие собственные комплектующие, другие же, напротив, занимаются только производством модулей памяти, приобретая комплектующие у других производителей. Существует также определенная категория компаний, которые не производят ни модули, ни микросхемы памяти, — они приобретают модули других компаний и продают их под своей торговой маркой.

Модули памяти, изготовленные производителем микросхем, я отношу к первой группе, а модули, изготовленные той или иной компанией на основе приобретенных микросхем, — ко второй группе. Перемаркированные модули первой или второй группы, поступающие в продажу под торговой маркой какой-либо другой компании, относятся, как вы понимаете, к третьей группе. Если у меня есть возможность, я приобретаю модули памяти первой или второй группы, качество которых подтверждено соответствующими документами. Эти модули отличаются более надежными характеристиками, что и является гарантией их высокого качества. Не следует забывать и о том, что приобретение продукции первой или второй группы позволяет избавиться от одного или нескольких посредников, что сказывается на конечной стоимости товара.

К первой группе производителей (они выпускают как микросхемы, так и модули на их основе) относятся компании Micron, Infineon (бывшее подразделение Siemens), Samsung, Mitsubishi, Toshiba, NEC и некоторые другие. Ко второй группе производителей (они выпускают только модули) относятся компании Kingston, Viking, PNY, Simple Tech, Smart, Mushkin и OCZ Technologies. К третьей группе относятся компании, продающие модули, которые они приобретают не у производителей, а у других компаний-ресселеров.

Ведущие производители памяти обычно не занимаются розничными продажами, однако в последнее время некоторые из них открыли собственные Интернет-магазины, в которых индивидуальный пользователь может приобрести всего один модуль памяти. Так, Интернетмагазин одного из ведущих производителей памяти в мире, компании Micron, доступен по адресу www.crucial.com. Поскольку модуль приобретается непосредственно у производителя, цена оказывается чрезвычайно низкой по сравнению с предложениями других компаний, занимающихся розничной торговлей.

Модули SIMM

Приобретая модули памяти SIMM, обдумайте следующее.

  • Какая нужна версия: FPM (Fast Page Mode — быстрый постраничный режим) или EDO (Extended Data Out — память с расширенными возможностями вывода данных)?
  • Нужна память с поддержкой кода коррекции ошибок (ЕСС) или без нее?
  • Какое быстродействие памяти необходимо?
  • Можно ли воспользоваться модулями памяти, снятыми со старых систем, а не покупать новые (и более дорогие) модули?

В системах Pentium, созданных после 1995 года, использовались в основном модули памяти EDO SIMM без поддержки ЕСС, имеющие время доступа, равное 60 нс. При использовании более ранних систем вам потребуются, скорее всего, обычные модули типа FPM. Во многих системах модули FPM и EDO являются взаимозаменяемыми, но следует заметить, что тип EDO поддерживается далеко не во всех старых системах. Если система должна обеспечивать высокую надежность, используя ЕСС, потребуются версии памяти, поддерживающие коррекцию ошибок. В противном случае используются стандартные модули памяти, не имеющие поддержки ЕСС. При установке модулей различных типов система по умолчанию перейдет в режим, не поддерживающий ЕСС.

Модули SIMM типа FPM и EDO по сегодняшним стандартам являются устаревшими, так как уступают по стоимости и быстродействию модулям памяти более современных типов. В результате установка дополнительных модулей памяти в системе старого типа приведет к чрезмерным и бесполезным затратам.

Совет!

Вместо того чтобы приобретать модули памяти SIMM для старых систем в розничной продаже, поищите их, например, на радиорынке, в мастерских по ремонту компьютеров, а также у пользователей, которые регулярно модернизируют свои системы и у которых могут накопиться запасы старых комплектующих.

Модули памяти DIMM

Приобретая модули памяти DIMM, обратите внимание на следующие факторы.

  • Какая нужна версия: SDR, DDR, DDR2 или DDR3?
  • Необходима память с поддержкой ЕСС или без нее?
  • Какой тип памяти необходим: регистровый или небуферизированный (стандартный)?
  • Какое быстродействие памяти необходимо?
  • Требуется ли определенное время ожидания строба адреса столбца (Column Address Strobe — CAS)?

В настоящее время модули памяти DIMM поставляются в версиях SDRAM, DDR, DDR2 и DDR3. Модули разных типов не являются взаимозаменяемыми, так как в них используются совершенно разные схемы сигналов и определенное расположение ключевых пазов, позволяющее предотвратить их установку в несоответствующие разъемы. В системах, которые должны обеспечивать высокую надежность, например в файловых серверах, обычно используются модули, поддерживающие ЕСС, хотя во многих системах используются менее дорогие модули памяти, не имеющие поддержки кода коррекции ошибок. В большинстве систем используются стандартные модули памяти DIMM без дополнительной буферизации, но на системных платах файлового сервера или рабочей станции, предназначенных для поддержки довольно больших объемов памяти, могут устанавливаться специальные высокоэффективные модули DIMM. Модули памяти DIMM имеют целый ряд различных скоростей, поэтому при их использовании следует помнить о том, что “медленные” модули можно заменить модулями, имеющими более высокую скорость, но никак не наоборот. Например, если для корректной работы системы необходима память PC2700 DDR DIMM, то можно установить модули DDR DIMM версии PC3200, но не PC2100.

Время ожидания строба адреса столбца (CAS) является еще одним фактором, связанным с быстродействием модулей памяти. Эта спецификация, которая обозначается как CAS или CL, выражается в виде числа циклов, причем меньшее число циклов указывает на более высокую скорость памяти. Меньшее время ожидания CAS сокращает продолжительность цикла чтения в пакетном режиме, что в некоторой мере повышает эффективность памяти. Модули памяти DIMM с одинарной скоростью передачи данных (SDR) существуют в версиях CL3 и CL2, из которых более быстрой является память версии CL2. Модули DDR DIMM бывают двух версий — CL2,5 и CL2; модули DDR2 DIMM доступны в версиях CL3, CL4 и CL5; а модули DDR3 выпускаются в версиях CL7, CL8 и CL9. При установке модулей DIMM, имеющих разное время ожидания CAS, система по умолчанию приведет частоту циклического повтора к наиболее низкому общему знаменателю.

Модули памяти RIMM

Приобретая модули памяти RIMM, обратите внимание на следующие факторы.

  • Какая необходима версия: 184-контактная (16/18-разрядная) или 232-контактная (32/36-разрядная)?
  • Необходима память с поддержкой ЕСС или без нее?
  • Какое быстродействие памяти необходимо?

Существуют 184- и 232-контактная версии памяти RIMM, которые, несмотря на одинаковые размеры модулей, не являются взаимозаменяемыми. Модули разных версий отличаются расположением ключевых пазов, что позволяет избежать их установки в несоответствующие разъемы. В системах, которые должны обеспечивать высокую надежность, обычно используются модули, поддерживающие ЕСС, хотя во многих системах используются менее дорогие модули памяти, не имеющие такой поддержки. При установке модулей различных типов система по умолчанию переходит в режим, не поддерживающий ЕСС.

Замена модулей памяти более емкими версиями

Если все разъемы памяти на системной плате уже заняты, пришло время установить более емкие модули. Например, если на системной плате есть два разъема DIMM (каждый из которых представляет собой один банк памяти для процессора с 64-разрядной шиной данных), можно изъять из одного разъема модуль памяти и установить вместо него другой, более емкий. В частности, когда установлены два модуля по 256 Мбайт общей емкостью 512 Мбайт, замена одного из них другим, объемом 512 Мбайт, увеличит размер оперативной памяти до 768 Мбайт.

Тем не менее наличие модулей памяти с соответствующим количеством контактных выводов не гарантирует их работоспособности. Набор микросхем системной логики и BIOS налагают определенные ограничения на емкость используемых модулей памяти. Перед приобретением новых модулей ознакомьтесь с документацией к системной плате. Кроме того, убедитесь в наличии самой последней версии BIOS.



Установка модулей памяти DIMM или RIMM

В настоящем разделе рассматриваются вопросы, связанные с установкой модулей памяти различных стандартов, описываются проблемы, с которыми можно столкнуться, а также даются рекомендации по их устранению.

При установке или удалении памяти можно столкнуться со следующими проблемами:

  • накопление электростатических зарядов;
  • неправильно установленные модули DIMM;
  • неправильные параметры памяти в BIOS.

Чтобы предотвратить накопление электростатических зарядов при установке чувствительных микросхем памяти или плат, не надевайте одежду из синтетических тканей или обувь на кожаной подошве. Удалите все накопленные статические заряды, прикоснувшись к корпусу системы до начала работы, или, что еще лучше, наденьте на запястье специальный заземляющий браслет. Его можно купить в магазине электроники. Браслет представляет собой ремешок, соединенный проводом с корпусом компьютера через сопротивление величиной 1 МОм. Также перед началом работы обязательно выдерните вилку питания из розетки.

Внимание!

Используйте именно промышленный заземляющий браслет и не пытайтесь изготовить его самостоятельно. Промышленные браслеты имеют определенное сопротивление, которое защитит вас, если вы случайно прикоснетесь к токопроводящим частям компьютера. Наличие сопротивления гарантирует, что вы сами не станете элементом электроцепи с наименьшим сопротивлением и не будете в экстремальной ситуации поражены током.

Чтобы модернизировать память DIMM или RIMM в стандартном настольном ПК, выполните перечисленные ниже действия.

  1. Выключите компьютер и отсоедините его от сети. В качестве альтернативы можете выключить специальный тумблер на блоке питания компьютера, расположенный на задней стенке системного блока (если такой имеется). Подождите около 10 секунд, пока остаточный заряд не стечет с материнской платы.
  2. Откройте системный блок. Внимательно изучите его внутреннее устройство, держа под рукой документацию.
  3. Закрепив на руке антистатический браслет, подключите другой его конец к металлической части шасси. Убедитесь в том, что металлическая пластинка в ремешке плотно прилегает к кисти.
  4. На некоторых системных платах есть светодиод, который светится, если на системную плату подается электричество. Подождите, пока светодиод погаснет, прежде чем приступать к установке модулей памяти.
  5. Отодвиньте кабели и провода, которые преграждают доступ к разъему для установки модуля. Прежде чем отключить какойто кабель или провод обязательно запомните, как именно он был подключен, чтобы восстановить его положение после вставки модулей памяти.
  6. Чтобы извлечь существующий модуль DIMM или RIMM, разведите в стороны фиксаторы с каждой стороны модуля. Обратите внимание на прорезь-ключ на модуле памяти.
  7. Обратившись к руководству пользователя, определите, в какие именно разъемы необходимо вставить модули, чтобы обеспечить работу модуля в двухканальном режиме. Очень часто разъемы, относящиеся к разным каналам, попарно окрашены по-разному. Однако в любом случае следует начать с изучения руководства пользователя системной платы, чтобы точно знать, как именно следует устанавливать модули памяти.
  8. Чтобы вставить модуль DIMM или RIMM в разъем, убедитесь, что фиксаторы по сторонам разъема разведены в стороны. На модулях DIMM и RIMM присутствуют прорези-ключи, которые необходимо совместить с выступами-ключами разъемов для корректной установки (см. рисунок ниже).
  9. Вставьте модуль DIMM или RIMM таким образом, чтобы ключи на модуле и в разъеме совпали. При этом очень важно не прилагать чрезмерных усилий. Если модуль “не пошел”, возможно, вы просто неправильно сориентировали его относительно разъема. Прикладывая излишние усилия, вы рискуете повредить модуль или разъем. При установке модулей RIMM пустые разъемы следует заполнить модулями-заглушками.
  10. Подключите все кабели и/или провода, которые пришлось отключить перед установкой.
  11. Закройте системный блок, подключите кабель питания и включите компьютер.

После увеличения объема памяти и включения компьютера может потребоваться запустить программу настройки BIOS и сохранить установки, отражающие новый объем памяти. Большинство современных систем автоматически определяют установленный объем памяти и вносят необходимые изменения в настройки BIOS. Кроме того, уже достаточно давно после изменения объема установленной памяти на системной плате не приходится изменять положение перемычек и переключателей.

После добавления в систему новой памяти может потребоваться запустить специальную программу диагностики, чтобы убедиться, что память работает корректно. Некоторые модели системных плат запускают подобные программы автоматически. Как минимум две программы доступны для всех существующих систем. В порядке, учитывающем точность выполнения диагностики, это следующие программы:

  • POST (Power On Self Test — самопроверка при включении);
  • диагностическое ПО с расширенными возможностями, запускаемое с жесткого диска.

Программа POST запускается при каждом включении системы.
Кроме того, на рынке доступно довольно много других диагностических утилит.



Установка модулей SIMM

Ориентация модуля SIMM определяется вырезом, расположенным только с одной его стороны (см. первый рисунок). В гнезде есть выступ, который должен совпасть с вырезом на одной стороне модуля SIMM. Благодаря выступу установить модуль SIMM “наоборот” можно, только повредив гнездо. Под небольшим углом осторожно вставьте микросхему в гнездо, убедившись, что каждый вывод совпал с отверстием разъема, а затем надавливайте на микросхему двумя большими пальцами до тех пор, пока она полностью не войдет в разъем, после чего, надавив на края модуля, установите его вертикально (см. второй рисунок).