28/07/2022
Вроде бы банальная тема использования планок оперативной памяти на современных серверах на самом деле является не такой уж и простой. Разбирался с этим вопросом недавно для себя на примере серверов Dell. Оказалось, что за последние годы, технологии очень сильно шагнули в этом направлении, и при выборе нового серверного оборудования желательно нужно учитывать различные типы ОЗУ или RAM, которые могут быть использованы в эксплуатации. Думаю, что другие вендоры серверного оборудования используют аналогичные решения. Однако, в контексте данного материала, хотелось бы сконцентрироваться на конкретных серверах Dell PowerEdge. На примере этого оборудования показать тот выбор разнообразия оперативной памяти, который имеется на данный момент у инженеров и системных администраторов.
На текущий момент основные виды оперативки выпускают в виде планок DIMM (Dual Inline Memory Module). Такая динамическая память наиболее распространена в виде UDIMM, RDIMM, и LRDIMM. Кроме этого в продаже появились NVDIMM и DCPMM, которые позволяют обеспечить сохранность информации при выключении сервера. Давайте попытаемся разобраться, что каждый из этих видов ОЗУ представляет из себя и когда лучше их использовать.
Типы планок DIMM
UDIMM
Наиболее дешевый и простой тип динамичной оперативной памяти представлен – UDIMM или Unbuffered dual in-line memory module. Как становится понятно из названия, такие планки RAM не используют буфферов в своей работе, и данные, а также управляющие сигналы из ЦПУ поступают по шине напрямую в ячейки ОЗУ. Такой вид оперативной памяти не позволяет обеспечить большие объемы, а также высокую частоту работы чипов. Поэтому в случае необходимости максимальных размеров объема оперативки на одном сервере Вам нужно посмотреть в сторону других видов динамической памяти, таких как RDIMM или LRDIMM. На современных моделях производительных серверов такой вид ОЗУ уже не встречается в силу вышеозвученных ограничений. Однако, при работе с уже установленными серверами, либо с различными программно-аппаратными платформами можно еще столкнуться с таким типом оперативной памяти.
RDIMM
Более дорогой тип динамического ОЗУ, который встречается обычно на серверных платформах – это RDIMM или Registered dual inline memory module. Основной отличительной особенностью RDIMM является использование специального регистра между ЦПУ и ячейками динамической памяти, который позволяет ускорить скорость обмена данными, а также увеличить максимальный объем ОЗУ на сервере по сравнению с UDIMM. С помощью данного регистра производится буфферезация управляющих сигналов между ЦПУ и ОЗУ, при этом сами данные записываются напрямую в чипы динамической памяти. Такие планки памяти в целом получаются дороже, чем обычные UDIMM RAM. Кроме этого одновременное использование планок RDIMM и UDIMM в одной системе затруднено в силу различия принципов их работы.
LRDIMM
Еще один тип классической динамической оперативной памяти представлен модулями LRDIMM или Load Reduced DIMM. Если Вы хотите получить максимальный объем оперативки на сервере, то LRDIMM будет именно тем, что нужно. Основная технологическая особенность данного типа ОЗУ заключается в использовании буффера между физическими ячейками памяти и ЦПУ. Данный буффер используется как для управляющих сигналов, так и для самих данных. С помощью этого обеспечивается уменьшение нагрузки на шину памяти, что обеспечивает большую возможность для масштабирования. Зачастую использование именного этого типа RAM позволяет увеличить максимальный объем памяти на сервере в 4 раза.
NVDIMM
Более современная разработка, которая считается передовой на сегодняшний момент, позволяет сохранять содержимое ячеек планок памяти при выключении сервера – это NVDIMM или Non-Volatile DIMM. NVDIMM скорее целый класс современных решений, который старается решить проблему сохранности данных при отсутствии электропитания. К нему можно отнести NVDIMM-N, NVDIMM-F, NVDIMM-P. Так на серверах Dell PowerEdge на данный момент поддерживается только NVDIMM-N. Технологическая суть работы таких планок NVDIMM-N выглядит следующим образом – на линейках DIMM располагаются как обычные чипы RAM, так и флеш модули, способные долговременно хранить информацию. В случае проблем с питанием – данные копируются из чипов RAM на флеш память, откуда потом восстанавливаются при включении сервера. Для организации данного процесса используется небольшой источник резервного питания. Важно также учитывать, что если Вы захотели использовать такую память, то операционная система, которая будет задействована при этом, должна обладать соответствующей поддержкой данной технологии.
DCPMM
Intel® Optane™ DC Persistent Memory Module или DCPMM – это интересная разработка в области RAM, которая позволяет использовать планки DDR как носитель информации, способный хранить ее даже при выключении, а также обеспечить объем хранения значительно больший чем обычные динамические DIMM планки. Данный тип памяти, также как и NVDIMM относится к категории самых современных разработок, позволяющих сохранять данные, не зависимо от внешнего электропитания. При этом DCPMM обеспечивает на порядок больший объем по сравнению с NVDIMM, однако при этом уступает значительно по показателям latency. В основе данного типа памяти лежит использование SSD чипов внутри планок DDR. Это позволяет обеспечить доступ к чипам SSD на самой высокоскоростной шине сервера между ЦПУ и ОЗУ. Данный тип памяти может использоваться в 2 режимах – как обычный DRAM DDR в режиме Memory Mode, а также как специализированный модуль с возможностями долговременного хранения информации в режиме Application Direct Mode. При работе во втором режиме требуется соответсвующая поддержка операционной системы и конкретного приложения.
Заключение
Как показывает материал данной статьи, при конфигурировании современных серверных платформ вопрос выбора оперативной памяти заслуживает определенного внимания. Понимая те технологии, которые представлены на рынке, можно подобрать наиболее оптимальное решение, которое позволит серверам быть более производительными, надежными. При этом в данном материале мы еще не затронули различные поколения планок RDIMM, которые также развиваются со временем. Кроме этого еще можно отдельно поговорить про техники корректировки ошибок, возникающх при работе RAM, и ряде других нюансах функционирования ОЗУ. Казалось бы банальная и простая тема выбора оперативки для сервера на самом деле оказывается интересной и увлекательной для современного инженера IT.
