Блоки памяти — одни из основных компонентов современных компьютеров, серверов и ноутбуков. Существует несколько видов памяти, необходимых для решения разных задач. Оперативная память — один из наиболее быстрых типов памяти. Основная задача оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) заключается в обработке данных из твердотельных накопителей или жестких дисков, которые необходимы центральному процессору для вычислений.
Оперативная память сервера несет в себе аналогичную функцию. В отличие от жестких дисков и SSD, которые хранят данные длительный период времени, серверная ОЗУ является энергозависимой и кратковременной, то есть при отключении питания материнской платы все данные, хранящиеся в памяти, будут удалены безвозвратно.
Основной функциональной особенностью кратковременной памяти является ее скорость работы. По сравнению с жесткими дисками и твердотельными накопителями, процессы записи и считывания данных происходят гораздо быстрее, что позволяет центральному процессору оперативно находить и загружать необходимые для вычислений инструкции, тем самым минимизируя время ожидания для конечного пользователя.
От количества оперативной памяти на сервере напрямую зависит его производительность. Например, чем больше ОЗУ на конкретной хост-машине, тем больше виртуальных машин удастся на ней развернуть без проседания мощности. Кроме того, от объема RAM зависит эффективность работы гипервизора, который распределяет физические ресурсы между гостевыми операционными системами.
Для обеспечения необходимой производительности корпоративного сервера рекомендуется использовать достаточно оперативной памяти для развертывания программного обеспечения и служб. Как правило, производители ПО указывают необходимый объем памяти для корректной работы приложения. При одновременной работе нескольких программ и служб, объем должен быть увеличен во избежание задержек выполнения.
Отказ RAM может случиться по нескольким причинам, в частности, при сбое электропитания материнской платы или при физической неисправности носителя. Это может привести к непредсказуемым последствиям, начиная с потери данных и заканчивая выходом из строя сервера. Устранение неисправности может повлечь за собой длительный простой, и, соответственно, убытки для бизнеса.
Принято различать три основных вида памяти, используемой на серверах:
ROM — постоянное запоминающее устройство, основной задачей которого является длительное хранение информации, независимо от наличия электропитания. К этому типу относятся ленточные накопители, жесткие диски HDD и твердотельные накопители SSD.
RAM — оперативное устройство памяти. Один из ключевых элементов в процессе вычислений центрального процессора, используется для хранения инструкций CPU.
Кэш-память. Является наиболее быстрым типом серверной памяти. Скорость доступа к ней превышает показатели ОЗУ и может достигать показателей скорости работы процессора. Использование кэш-памяти улучшает общие показатели производительности за счет поддержки работы ЦП и уменьшения количества вычислений за единицу времени.
Существуют три разных форм-фактора оперативной памяти RAM, которые определяют тип машины, на которую она может быть установлена:
RDIMM. Регистровая с коррекцией ошибок. В конструкции таких носителей предусмотрено наличия регистра, который размещается между системным контроллером и микросхемами памяти. Основными ее достоинствами являются большой уровень энергоэффективности и возможность установки в одном канале большего количества модулей.
UDIMM. Нерегистровая без коррекции ошибок. Этот тип ОЗУ редко используется в серверах. Чаще всего его устанавливают на офисные или домашние компьютеры. Однако возможно совмещение RDIMM и UDIMM. Из-за отсутствия коррекции такая память является менее стабильной, но более доступной с финансовой точки зрения.
LRDIMM. Наличие регистра не предусмотрено. Вместо него используется микросхема MP, поддерживающая более высокий уровень плотности. Модули поддерживаются современными серверными процессорами, начиная с 2012 года.
Стоит отметить, что даже модули ОЗУ идентичного форм-фактора могут отличаться между собой эффективностью, надежностью, производительностью, ценой. Для выбора наиболее эффективного решения следует проанализировать бизнес-потребности и сопоставить их с предложениями на рынке.
Рассмотрим основные характеристики оперативной памяти, которые оказывают непосредственное влияние на ее эффективность и производительность сервера в целом.
Для лучшего понимания данных терминов обратимся к аналогии трассы и автомобилей. В таком случае, ранги серверной ОЗУ — это полосы на трассе, а количество автомобилей на полосах — пропускная способность. Число рангов памяти определяет количество данных, которые могут быть переданы для обработки в центральный процессор, в прямо пропорциональной зависимости.
Для корпоративного сервера рекомендуется подобрать оптимальный ранг. Таким образом удастся минимизировать возможность столкновения с проблемами и добиться максимальной стабильности в работе компьютера.
Этот параметр характеризует объем RAM, доступный к использованию в отдельно взятом модуле. Как правило, для использования на сервере выбирают носители по 16 ГБ и 32 ГБ. В зависимости от модели сервера и требуемой производительности, может быть установлен разный объем ОЗУ, однако не рекомендуется устанавливать меньше 16 ГБ. Для более требовательных приложений и служб может понадобиться гораздо больше оперативной памяти. Некоторые серверы способны работать с 6 ТБ ОЗУ четвертого поколения при показателе пропускной способности в 2933 МТ/с.
Технология ECC позволяет обнаруживать ошибки памяти в процессе работы и оперативно их устранять. Ошибки могут возникать по двум основным причинам: аппаратным и случайным. К первой категории относятся неисправные модули, различные технические дефекты. Вторая категория включает в себя проблемы, связанные с негативным воздействием заряженных частиц.
Наличие коррекции ошибок немного снижает общую скорость работы ОЗУ, однако обеспечивает большую надежность, тем самым снижая вероятность системных сбоев и временных простоев, что особенно важно для среднего и крупного бизнеса.
Существует несколько поколений оперативной памяти, выбор которых зависит от конкретной модели материнской платы. Основное их отличие состоит в технических характеристиках, включая частоту, тип разъема, энергопотребление и др. Стоит отметить, что разные поколения ОЗУ не имеют обратной совместимости. То есть, планку памяти DDR3 не получится использоваться с материнской платой, поддерживающей четвертое поколение DDR4.
Определять совместимый тип RAM рекомендуется, исходя из инструкций к материнской плате. Опытные пользователи могут сделать это визуально, по разъему DIMM. Однако такой вариант менее предпочтителен и не всегда бывает возможен.
Серверная RAM предназначена, в первую очередь, для решения профессиональных задач и бизнес-потребностей. Поэтому она должна отвечать определенным характеристикам, а именно: обеспечивать высокую точность работы с данными, соответствовать требованиям безопасности, своевременно выявлять и исправлять ошибки в процессе работы.
В частности, разница между серверной памятью и обычной заключается в наличии технологии ECC, задача которой состоит именно в обнаружении и исправлении даже мельчайших ошибок. Модули, поддерживающие эту технологию, не лишены своих недостатков. Основным из них является уменьшение производительности. Однако это вполне оправдано, так как для исправления ошибок требуется больше времени. Как правило, конечный пользователь не замечает проседаний, и это никак не сказывается на общей эффективности сервера.
Еще одно отличие серверной оперативной памяти от обычной состоит в цене. Цена планок с поддержкой технологии исправления ошибок выше, так как они гарантируют увеличение времени бесперебойной работы и точность вычислительных операций. Кроме того, для работы такой ОЗУ потребуются определенные модели материнских плат и серверных процессоров, что повлечет за собой дополнительные расходы.
Кроме того, планки RAM, предназначенные для серверного использования, отличаются повышенным уровнем надежности и соответствующими эксплуатационными характеристиками. Серверные компьютеры, в отличие от домашних ПК, работают круглосуточно. Поэтому носители ОЗУ отвечают стандартам качества и могут эффективно функционировать при повышенных температурах.
Стоит отметить, что несмотря на схожесть форм-факторов оперативной памяти для сервера и домашнего или офисного ПК, использовать серверную ОЗУ вместе с обычными материнскими платами не получится, даже если планку удастся без труда соединить с соответствующим разъемом.
Технологии изготовления RAM для ноутбуков практически не отличаются от персональных компьютеров. Основное отличие заключается в размере носителя. Размер ноутбучных материнских плат значительно меньше размеров материнских плат ПК, поэтому на них используются модули памяти SODIMM.
Размер таких модулей составляет примерно половину от стандартного, однако их производительность практически не отличается. Это дает возможность создавать новые модели высокоэффективных ноутбуков небольшого размера.
В материале был дан ответ на вопросы: для чего нужна оперативная память, какие ее виды бывают, особенности работы ОЗУ на персональных компьютерах и серверах, не вдаваясь в технические подробности. Для рядового пользователя этих данных будет достаточно, чтобы понять принцип работы и отличать типы оперативной памяти.
Предпринимателям рекомендуем проконсультироваться со специалистами, прежде чем выбирать сервер или его комплектующие. Это гарантированно избавит от возможных ошибок и позволит сделать его максимально эффективным, как с точки зрения производительности, так и с точки зрения потребления электроэнергии.
