Типы оперативной памяти. Небуферизированная память, с ECC, регистровая с ECC
Привет, Гиктаймс! Народное поверье гласит, что трава у соседа всегда зеленее, а компьютеры, которые для своих нужд закупают дотошные предприниматели, надёжнее и производительнее, чем сдобренные маркетингом модели в рознице. Целая каста энтузиастов охотится на серверные комплектующие и боготворит производительность железа корпоративного класса. Разбираемся, действительно ли крупные организации плещутся в «IT-раю», или же гики сотворили себе идола из ничего?
Нет преград энтузиастам, особенно если эти преграды воздвигнуты коварными маркетологами, которые поделили все электронные устройства на корпоративные и консьюмерские! Потому что даже в СМИ с рекламой о загадочном «пользовательском опыте» разработчики софта и железа проговариваются, мол, «камера этого смартфона обеспечивает профессиональное качество снимков!», да и другим образом штамп о профессионалах, которые ерундой не пользуются, эксплуатируют уже давно. И если уж искать пресловутую «профессиональную технику» и качество услуг, то лучше вопрошать железо и методы обслуживания корпоративного класса, верно?
Мотивы, которыми руководствуются неугомонные энтузиасты, лежат на поверхности - пусть консьюмерская техника и развивается бодрее за счёт аппетитов покупателей, «закаленные боями» комплектующие корпоративного класса явно будут надёжнее, а на вторичном рынке - ещё и дешевле. Играют же как-то гики на видеокартах для рабочих станций, собирают же могучие и «вечные» домашние ПК с серверной начинкой! Стало быть, есть смысл попытать счастья?
И толика этого самого смысла в подобное затее, разумеется, есть, но с приобретением корпоративных «атрибутов» под домашние условия можно «влипнуть» и, в лучшем случае, переплатить за невостребованную функциональность, а в худшем - уйти в минус в сравнении с вариантами, доступными для розничного покупателя. Разбираемся, в чём состоит подвох в использовании железа, разработанного для корпораций.
Серверный - тоже игровой. Intel Xeon в домашних ПК
Первое, что приверженцы технологий любят использовать из корпоративного сегмента - серверные процессоры. Не экзотические, а наиболее «понятные», то есть, на базе архитектуры x86. Удовольствие это не из дешёвых, поэтому «зеоноводы», условно говоря, включают в себя два лагеря с немного разными ориентирами в постройке ПК:
Xeon - изначально не для игр и «гонок» в бенчмарках, но иногда бывают полезны
Энтузиасты, нацеленные на High-End комплектующие . Это такой уровень, когда крупносерийных версий Intel Core i7 уже недостаёт, а при взгляде на платформу LGA-2011 (любого из поколений) на ум приходят мысли о том, что «суперзаряженные» Core i7 предлагают «те же яйца», только в меньшем количестве и без разгона.
Потому что, коль уж мы говорим о цене, случались в истории моменты, когда восьмиядерные Xeon оказывались эдак на треть дешевле и значительно «холоднее», чем 6-ядерные Core i7 Extreme Edition. Например, так было после дебюта чипов Intel Haswell-E в 2014 году - во-первых, что разница в цене между шестиядерным Core i7-5960X и «гражданским» четырёхъядерником i7-4790K составляла жалкие 15%. А во-вторых, младший серверный восьмиядерный Xeon E5-2609 v4 стоил примерно на 30% дешевле, чем кандидат из лагеря Haswell-E. При этом, в отличие от «просто» Core i7 в Xeon ниже уровень TDP и отсутствует бесполезная для энтузиастов интегрированная в процессор графика.
При этом кэша L3 во всех трёх моделях навалено тоннами, а частота, хоть ниже в Xeon, но убеждения «в работе ядра лишними не бывают» и «очень скоро игры оптимизируют таким образом, чтобы они работали быстро на 8 и более ядрах» не дают экономным любителям скорости покоя, после чего горячие парни отправляют младшие версии Xeon в чипсет Intel X99 и… никому не признаются, как обстоят дела в играх.
Потому четыре ядра, разбавленных с помощью Hyper-Threading, почти всегда оказываются эффективнее в играх, чем восемь низкочастотных «горшков» в Xeon, которые даже разогнать никак нельзя (заблокированный множитель, околонулевой разгон по шине).
«Кулибины», которые захотели модернизировать старую платформу при минимальных затратах . Например, приобрести взамен старого процессора Core 2 Duo не старый Quad, а гораздо более крутой и высокочастотный четырёхъядерный Xeon X5460, который с помощью нехитрого переходника можно установить не в серверную материнскую плату с Socket 771, а в «гражданскую» для Socket 775.
Главное в таком сценарии - озаботиться качественным охлаждением (серверные «камни» щеголяют TDP порядка 120 Вт взамен 95 Вт у стандартных четырёхъядерников), но в итоге такой вариант апгрейда с очень старой платформы до «терпимо старой» себя оправдывает, тем более, что на некоторых матплатах процессор можно разогнать аж до 4 ГГц.
И ведь у «Зионов» есть преимущества, которыми они компенсируют свою многоядерную нерасторопность в играх! Например, возможность городить мультипроцессорные конфигурации, с которыми кодирование видео/музыки/фото и CAD-моделирование происходит намного быстрее, чем в топовых Core i7 Extreme. Поддержка регистровой памяти с ECC, к примеру, позволяет исправлять ошибки «на лету», а это пригождается при большом аптайме (сервер же!). Поддержка «конских» объёмов ОЗУ и огромное количество ядер тоже придутся ко двору, когда серверу нужно обработать входящие соединения максимально быстро. Но всё это почти бесполезно в домашнем ПК.
А полезно для него - много ядер на высокой частоте. Если эти условия соблюдены, сам процессор совместим с платформами LGA 2011 или LGA 2011-3 и обходится дешевле, чем «просто» Core i7 - смысл в его приобретении есть. В противном случае лучше либо обойтись массовыми четырёхъядерниками о восьми потоках, либо конструировать рабочую станцию под конкретные сценарии использования (рендеринг, кодирование).
Высокочастотные Intel Xeon (если они дешевле мейнстрим CPU) могут стать хорошим подспорьем не только в работе, но и в играх (источник: ferra.ru)
Косите фраги на рабочей станции с хакнутыми драйверами NVIDIA
Если с использованием серверного процессора можно играть скорее вопреки, чем благодаря установленному железу, то графика, которую должно использовать для видеомоделирования или проектирования, исторически была крутой в игровых дисциплинах. В противостоянии AMD и NVIDIA даже сценарии «нецелевого использования» видеоускорителей всегда были разными: «красные» геймерские видеокарты ещё недавно были нарасхват у майнеров, а NVIDIA Quadro, так уж исторически, уговаривали переквалифицироваться в игровую видеокарту.
Профессиональные видеокарты NVIDIA Quadro значительно производительнее своих игровых сородичей
Причём Quadro для этих целей вполне подходит - дело в том, что игровые GeForce чаще всего представляют собой профессиональную видеокарту с частично отключенными конвейерами графического процессора (от маркетинговых соображений до отбраковки чипа) по более доступной цене. Например, новая профессиональная видеокарта Quadro P6000 содержит наиболее «полную» версию графического чипа GP102 и по этой причине обходит в производительности крутую геймерскую GeForce 1080 почти на 20%, да и могучий Titan X на базе всё той же архитектуры Pascal неизменно оставляет позади.
А вообще, среди поклонников видеокарт NVIDIA уже давно образовался фирменный спорт - приблизить с помощью аппаратной модификации GeForce к Quadro (например, GTX 680 в аналог Quadro K5000 по производительности), а любители игр, напротив, скрещивают ежа с ужом, «ковыряют» драйверы и заставляют профессиональные видеокарты работать быстрее в пострелушках/покатушках/бродилках. «Играть как задумано» такая деятельность не позволяет, но настырности энтузиастов можно только позавидовать.
В мобильных рабочих станцией почти у каждой видеокарты NVIDIA Quadro наблюдается забавная закономерность: всякий мобильный видеоускоритель NVIDIA Quadro равен игровой GeForce классом ниже в геймерских задачах и на пару уровней более крутой игровой GeForce в дисциплинах CAD.
Производительность мобильных NVIDIA Quadro в сравнении с аналогами GeForce (источник: msi.com)
Например, Quadro M2000M в играх показывает себя на уровне GeForce GTX 960M, но как только дело доходит до моделирования, «подпрыгивает» в результатах до GeForce GTX 980M. Примерно такое же соотношение справедливо и в случае с другими моделями Квадро: M5000M соревнуется с GTX 980M в играх, а M1000M соперничает с 950M в играх.
NVIDIA Quadro M6000 в сравнении с самыми быстрыми игровыми видеокартами
(источник: techgage.com
Детям мороженное, даме - цветы: приоритеты в корпоративной памяти и накопителях
Серверная оперативная память не совместима с материнскими платами в домашних ПК не потому, что кто-то так решил «назло» конечным покупателям. Просто серверная ОЗУ устроена чуть иначе - она содержит регистр между микросхемами и системным контроллером памяти для того, чтобы снизить электрическую нагрузку на контроллер и иметь возможность установить больше модулей в одном канале памяти.Иными словами, дополнительные микросхемы и умение автоматически распознавать и исправлять ошибки очень повышает отказоустойчивость такого типа памяти, но и увеличивает её стоимость. Словом, не удивляйтесь, если обнаружите, что даже низкочастотные (по меркам стандарта DDR4) модули окажутся на 50% и более дороже, чем их «бытовые» аналоги - бесчеловечные требования в выносливости в круглосуточно включенных системах заметно видоизменили серверную ОЗУ. В повседневном использовании она не будет ни быстрее, ни эффективнее «гражданских» аналогов, поэтому за высокой производительностью стоит обращаться к геймерским комплектам - например, HyperX Savage, если вам нужна удобная в разгоне память для геймеров, и HyperX Predator, если хочется выжать из подсистемы ОЗУ максимум. Для штатных частот замечательно подходит бюджетный Kingston ValueRAM - надёжный, один раз установил и забыл.
Серверный процессор в домашнем ПК может пригодиться, а вот вместо регистровой памяти лучше приобрести стандартный комплект DDR3/DDR4
SSD корпоративного класса тоже претерпели «тюнинг» в сторону надёжности - в них, к примеру, есть возможность гибко управлять резервным объёмом под нужды контроллера. Чем больше объём - тем ниже износ ячеек и выше долговечность накопителя. И огромное количество алгоритмов, эффективных в тяжёлых условиях работы, особенно по части сохранности данных на случай, если накопитель выключится в аварийном режиме. Перенастроенная на минимальную задержку в режиме многопользовательского доступа прошивка и борьба за стабильную производительность даже при внештатно большом объёме операций записи и чтения. Такую нагрузку домашний компьютер не переживает, даже если «пытать» SSD торрентами. С другой стороны, рекордсменами в типовых операциях промышленные SSD тоже не являются - типовые SATA-накопители быстрее устареют «морально», с точки зрения объёма памяти, чем полностью исчерпают количество доступных для ячеек циклов перезаписи - проверенно длительным сравнительным тестом с участием моделей HyperX. А рекорды скорости при таком же уровне надёжности уже давно перешли к накопителям на базе интерфейса NVMe, которые реализованы в одном из новомодных форм-факторов «поверх» PCI-Express. В модельной линейке Kingston/HyperX «царём горы» был и остаётся Predator SSD PCI-E.
Выигрыш в долговечности при покупке SSD корпоративного класса не сравнится с радостью от быстродействия геймерского PCI-e накопителя
Если нельзя, но очень хочется - то можно
Железо корпоративного класса не настолько отличается от «гражданских» аналогов, чтобы признать его непригодным к работе в качестве домашнего ПК, просто всегда нужно исходить из того, стоит ли овчинка выделки. Потому что ситуация обстоит следующим образом:Покупать платформу, в которой используется регистровая память с коррекцией ошибок (ECC) для дома - плохая идея. Избыток долговечности не компенсирует дорогостоящие комплектующие и средний (в сравнении с геймерскими аналогами) уровень производительности не будут радовать, тем более, что и цены на серверную память заметно выше, чем на среднестатистический модуль DDR3/DDR4.
Накопители корпоративного класса в домашнем компьютере нужны, если вы параноик, экстремально тревожитесь о сохранности данных в случае перебоев с электроэнергией и переживаете касательно надёжности современных SSD вообще. Накопители, ориентированные на организации, позволят вам «выкрутить на максимум» показатели надёжности, чтобы душа была спокойной.
Серверный процессор для игр… любопытная и достаточно эффективная идея, но только лишь в том случае, когда речь идёт о более дешёвой (в сравнении с мейнстрим-аналогами) и, что главное, высокочастотной модели. Либо об апгрейде старого компьютера на серверный CPU «малой кровью», то есть, почти за бесценок. И да, в идеале платформа должна быть позаимствована у «обычной» Extreme-серии массовых процессоров.
Профессиональные видеокарты отлично справляются не только с моделированием, но и с играми. Но следует помнить, что в мобильных рабочих станциях (с «задушенным» TDP) профессиональный видеоускоритель среднего класса сможет конкурировать в геймерских дисциплинах только с игровыми видеокартами бюджетного класса. А десктопные профессиональные видеокарты, в свою очередь, хоть и быстрые во всех сценариях работы, стоят заградительно дорого, и уж точно не годятся на роль эконом-варианта для «поработать и поиграть».
Как бы то ни было, на качественной и быстрой оперативной памяти экономить нельзя… Но сегодня - можно! Напоминаем, что с 2 по 20 февраля на все комплекты памяти
Серверная оперативная память имеет свои особые свойства, которыми не обладает рядовая планка ОЗУ. Многие пользователи пытались использовать серверную ОЗУ для игровых целей, и почему у них это не получилось, далее будет ясно.
Оперативная память DDR3 для обычных компьютеров
На данный момент большинство пользователей используют в своих компьютерах оперативную память формата DDR3. Благодаря своим частотам, она способна поддерживать работу как с простыми программами и приложениями, так и с игровыми задачами.
Материнские платы, работающие с планками памяти DDR3, имеют на своей плате не более четырех слотов для оперативной памяти. Многие материнские платы поддерживают двухканальный режим потока, то есть используются планки в паре. Для улучшения производительности компьютера можно добавить больше планок, но их общая сумма памяти не должна превысить отметки в 64 гигабайта.
Можно встретить планки оперативной памяти в виде простой платы и в виде планки с защитным корпусом. Есть существенная разница между двумя видами планок. Например, простая планка безо всех дополнений не обладает должным охлаждением, поэтому не имеет разгонного потенциала. Другое дело - это планки, защищенные со всех сторон радиаторами. Делается это для того, чтобы при разгоне и повышении тайминга планка не подвергалась нагреву, что положительно сказывается на производительности.
Возможность разгона оперативной памяти еще зависит от возможностей материнской платы. Если в BIOS есть профиль XMP, то частоты оперативной памяти легко поддадутся разгону от базовых, до максимальных частот.
Оперативная память DDR3 для серверного оборудования
Во время создания современной серверной платформы понадобится не только большой запас памяти для хранения информации, но и возможность отказоустойчивости и эффективности всего оборудования. Чтобы повысить скорость обработки данных, можно просто модернизировать серверную оперативную память, снижая при этом материальные расходы на оборудование.
Есть несколько для серверов:
- ОЗУ, контролирующая четность.
- Регистровая оперативная память.
- Оперативная память с низким показателем вольтажа.
- LR DIMM - ОЗУ, которая способна хранить данные масштабных серверов.
Однако, между собой такие разновидности серверной оперативной памяти не совместимы.
Критерии, по которым выбирают оборудование для создания сервера должны соответствовать трем пунктам - это высокая производительность, надежность и возможность приобретения на рынке. Что касается материальных затрат на содержание серверного оборудования, то нужно учесть общий размер памяти ОЗУ, ведь, чем больше энергии она потребляет, тем дороже обходится содержание сервера.
Интересный факт, но серверную память тестируют при высоких нагрузках, превышая при этом температуру планки до 100 градусов по Цельсию. Если 2 планки из 10 тысяч не прошли проверку, то бракуется вся серия.
Отличие обычной оперативной памяти от серверной
Первое и разительное отличие обычной ОЗУ от серверной - это наличие микросхемы буферизации. Данная микросхема выполняет защитную роль во время обращения контроллера памяти к нескольким планкам ОЗУ одновременно, так как интенсивная нагрузка процессора приводит к увеличению токовой нагрузки. Это только аппаратная поддержка.
Что касается программной защиты, то бывает такое, что любое мощное электромагнитное излучение, а точнее - его нейроны, могут повредить битность серверной оперативной памяти DDR3. Чтобы избежать последствий от подобных явлений, производители добавили функцию коррекции ошибки кода (ECC), которую можно встретить на некоторых планках стандартного назначения. Алгоритм данной функции обрабатывает код цифровым методом, вычисляя самостоятельно ошибки и исправляя их.
Чтобы при покупке не спутать серверную память с обычной, достаточно посмотреть на наклейку со штрих-кодом. Если есть буквенное значение "REG" или "R", то это явная маркировка серверного ОЗУ. А вот наличие маркировки ECC вовсе не обязательно должна быть серверной, так как контроль корректировки ошибок может быть и в обычной оперативной памяти. Это основные критерии того, чем отличается серверная от обычной.
Характеристики материнской платы для работы с серверами
В первую очередь, что бросается в глаза при рассмотрении серверной материнской платы для DDR3 Server Memory - это разъемы под несколько процессоров. Также на плате размещается множество разъемов под оперативную память. Для подключения остального серверного оборудования есть множество разъемов, хотя во многих современных платах есть возможность беспроводного подключения комплектующих сервера.
В серверных материнских платах установлен особый чипсет, настроенный на вычисления и ведение расчеты. Именно его наличие определяет, сможет ли материнская плата поддерживать работу с планками регистровой и ECC памятью. Материнская плата выполняет основную работу с тремя неотъемлемыми составляющими сервера - это оперативная память, жесткий диск и процессоры.
Популярная компания Kingston представляет 17 видов серверных планок ОЗУ формата DDR4. Размеры память каждой планки варьируются от 4 до 32 гигабайт. Эти планки можно приобрести по отдельности, в отличие от "Китов" - комплектов, которые выпускаются по четыре штуки и обладают общим объемом оперативной памяти от 16 до 128 гигабайт. Последний вариант самый выигрышный, так как создателям серверов не надо заботиться о совместимости и общей потребляемой энергии.
Можно ли использовать обычную оперативную память в серверах и наоборот
Многие пользователи, видя, какая отказоустойчивость у серверных планок ОЗУ, желают установить такую оперативную память себе на игровой "борт". Это ошибочное представление загоняет геймеров в тупик, поэтому далее будет приведено несколько аргументов, опровергающих слухи, что серверная оперативная память может существовать в игровом компьютере.
Несмотря на всю свою мощь и надежность, серверное ОЗУ обладает совершенно другими параметрами для работы с цифрами и вычислениями.
Не зря на серверной материнской плате устанавливается по два, а то и четыре процессора, так как передача данных требует от процессора дополнительных тактов для работы. Также, при обмене данными, оперативная память задействует протоколы ECC, что значительно замедляет работу ОЗУ.
27. 06.2018
Блог Дмитрия Вассиярова.
Чем отличается серверная оперативная память от обычной — разве есть разница?
Доброго времени суток, мои дорогие читатели и я снова рад общению с вами. Сегодняшнюю тему нельзя назвать популярной, ведь она как бы ни касается обычных компов. Но по факту вопрос, чем отличается серверная оперативная память от обычной RAM стал все чаще волновать рядовых пользователей.
Я бы связал это с неудачными попытками апгрейда, основанными на логичном предположении о том, что железо для техники, работающей в круглосуточном режиме, будет качественней и надежней.
Но по факту, серверная аппаратная часть – это компоненты с узкой специализацией. Поэтому, давайте разбираться.
Между сервером и обычным рабочим или игровым компьютером имеется существенная разница, обусловленная ответственностью за решаемые задачи. Поэтому требования к устанавливаемому железу в корне отличаются.
Для серверного оборудования, работающего 24 часа ежесуточно, оно должно быть не просто надежным, а отказоустойчивым. В серверной DDR памяти это обеспечивается разными способами.
Аппаратная поддержка
В частности на серверах устанавливается , отличающаяся от обычной наличием дополнительной микросхемы, выполняющей роль буфера. Она меньше по размеру, размещается в центре планки, поэтому вы легко сможете отличить такой модуль. Обычно, на каждые 8 рядовых чипов устанавливается 1 буферный. Для чего это нужно?
Дело в том, что на современных материнских платах контроллер оперативки является неотъемлемым компонентом процессора. Но поскольку при одновременном обращении к нескольким модулям памяти он подвергается серьезным токовым нагрузкам (обусловленным изменением электрической емкости чипа в процессе «записи-считывания»), то ему нужна надежная защита. Эту функцию и выполняет буфер модуля серверной регистровой памяти. Не будь его, процессор сервера при интенсивной работе мог бы запросто выйти из строя.
Программный способ
В процессе считывания информации с микросхем памяти может иметь место ошибка, обусловленная воздействием внешних факторов. Не удивляйтесь, нейтроны космического и мощного электромагнитного излучения способны запросто изменить состояние бита памяти.
Чтобы минимизировать последствия такой ситуации используется функция корректировки ошибочного кода ECC (Error Correcting Code), которая так же применяется некоторых отдельных модификациях обычной памяти. Используемый в ней алгоритм способен математическими методами обработки цифрового кода самостоятельно обнаруживать и исправлять ошибки. Стоит ли говорить, насколько это важно для стабильной работы сервера?
Сразу хочу обратить внимание читателей на маркировку серверной памяти. Возможно, вы и знаете, что модули с ECC обозначаются литерой «E». Но это вовсе не означает что такой модуль – серверный.
Запомните: только регистровая память может быть серверной, а уже ECC является ее обязательным компонентом. Обозначается планка серверной памяти буквами в маркировании «R» или «REG», что значит «Registered». Сам тип такой оперативки называется FB-DIMM (Full Buffered).
Так же стоит добавить, что отказоустойчивость серверной оперативки обеспечивается не только вышеперечисленными способами. В дополнение к этому она проходит специальные тестирования, имитирующие условия длительной эксплуатации (нагрев до 100˚С) под интенсивной нагрузкой. После этого модули памяти проверяются на совместимость с разными программными и аппаратными серверными платформами. Это позволяет за короткий срок выявить дефектные модули. Если их количество больше положенного (2 планки из 10 000 шт.), то бракуется вся партия.
Отличия, имеющие значение
Как видите, надежность серверной оперативной памяти просто поражает и вполне естественно, что некоторые пользователи желают использовать ее на обычном компе. Но, дорогие мои друзья, здесь есть несколько нюансов и я хочу, чтобы вы о них знали:
- Обмен информацией через буфер потребует от процессора дополнительных тактов работы, кроме того задействуется алгоритм ЕСС что так же требует дополнительного времени на обработку. В итоге серверная память демонстрирует гораздо меньшую скорость работы;
- Вы прекрасно понимаете, что наличие дополнительных чипов и высокие требования к качеству/надёжности изделия существенно влияют на конечную стоимость изделия. Поэтому цена серверной памяти намного выше обычной;
- И напоследок, главная информация для тех, кто желает узнать: будет ли работать на обычной материнке регистровая память? Будет. Но не на каждой. И серверные и игровые поддерживают различные планки. Именно они могут обладать способностью работать с RAM-буфером. Эта технология позволяет существенно увеличить объем оперативной памяти, не создавая дополнительной нагрузки на процессор. Поэтому всегда уточняйте технические характеристики вашей материнки и, возможно, у вас получится установить на ПК надежную серверную память.
Чем отличается серверная оперативная память от обычной вы теперь знаете. Отличий не так много, но они весьма существенные. На этом заканчиваю свой рассказ и прощаюсь с вами. Надеюсь вскоре порадовать вас новыми интересными статьями.
До встречи и всех вам благ!
