ECC内存技术分析

ECC 内存也称为纠错码内存,能够检测和纠正数据中的错误。常用于高端台式电脑、服务器和工作站,以增强系统稳定性和安全性。

内存是一种电子设备,在运行过程中难免会出现错误。对于稳定性要求较高的用户来说,内存错误可能会导致严重问题。内存错误可以分为两种类型:硬错误和软错误。硬错误是由硬件损坏或缺陷引起的,并且数据始终不正确。这些错误无法纠正。另一方面,软错误是由于存储器附近的电子干扰等因素随机发生的,并且是可以纠正的。

为了检测和纠正软内存错误,引入了内存“奇偶校验”的概念。内存中的最小单位是位,用 1 或 0 表示。八个连续的位组成一个字节。没有奇偶校验的内存每字节只有 8 位,如果任何位存储了错误的值,则可能导致错误的数据和应用程序故障。奇偶校验为每个字节添加一个额外的位作为错误检查位。将数据存储在一个字节中后,八位具有固定的模式。例如,如果位存储数据为 1, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 1,则这些位的和为奇数 (1+1+1+0+0+1+0+1=5 )。对于偶校验,奇偶校验位定义为1;否则为0。CPU读取存储的数据时,将前8位相加,并将结果与​​奇偶校验位进行比较。此过程可以检测内存错误,但奇偶校验无法纠正它们。此外,奇偶校验无法检测双位错误,尽管双位错误的概率很低。

另一方面,ECC(错误检查和纠正)内存将加密代码与数据位一起存储。当数据写入内存时,会保存相应的ECC代码。当读回存储的数据时,将保存的ECC代码与新生成的ECC代码进行比较。如果它们不匹配,则对代码进行解码以识别数据中的错误位。然后错误的位被丢弃,并且内存控制器释放正确的数据。更正后的数据很少被写回到内存中。如果再次读取相同的错误数据,则重复校正过程。重写数据会带来开销,导致性能显着下降。然而,ECC 内存对于服务器和类似应用程序至关重要,因为它提供纠错功能。 ECC 内存由于其附加功能而比普通内存更昂贵。

使用 ECC 内存会对系统性能产生重大影响。虽然错误纠正可能会降低整体性能,但它对于关键应用程序和服务器至关重要。因此,ECC 内存是数据完整性和系统稳定性至关重要的环境中的常见选择。


发布时间:2023年7月19日