内存双通道模式对服务器性能有何提升？
　作者: 于泽　编辑:
&&&&&&【IT168&评测】随着高端处理器的推出，处理器对内存系统的带宽要求越来越高，内存带宽成为系统越来越大的瓶颈。内存厂商只要提高内存的运行频率，就可以增加带宽，但是由于受到晶体管本身的特性和制造技术的制约，内存频率不可能无限制地提升，所以在全新的内存研发出来之前，多通道内存技术就成了一种可以有效地提高内存带宽的技术。它最大的优势在于只要更改内存的控制方式，就可以在现有内存的基础上带来内存带宽的提升。　　在具体情况中，内存多通道模式能够带来什么样的性能提升，我们通过对比单通道和双通道情况下的测试数据来告诉您，首先介绍下测试平台－HP DL120 G7。HP DL120 G7惠普ProLiant DL120 G7服务器内存　　由于测试的是内存多通道模式对于性能的影响，在此特别指出该服务器所配置的内存为南亚ECC内存，容量为4GB，频率为1333MHz，我们采用了两条该型号的内存分别进行单通道和双通道测试。&　　测试服务器配置一览平台信息产品名称DL120 G7服务器平台类型单路处理器子系统处理器型号 Xeon E3-1240处理器架构Intel 32nm Sandy Bridge代号Sandy Bridge处理器封装Socket 1155 LGA核心/线程数量4/8主频3.3GHz处理器指令集MMX,SSE,SSE2,SSE3,SSE4.1,SSE4.2,EM64T,VT-x,AES,AVX外部总线DMI5.0GT/SL1 Code Cache4& 32KB 8路集合关联L1 Data Cache4& 32KB 4路集合关联L2 Cache4& 256KB 8路集合关联L3 Cache8MB 16路集合关联服务器ProLiant DL120 G7惠普ProLiant DL120 G7北桥芯片特性2&QPIVT-d Gen 2每内存类型4GB R-ECC DDR3 1333 SDRAM &2条存储子系统磁盘控制器LSI Embedded MegaRAID SAS RAID Controller磁盘控制器规格4x SATA 3Gb/sMatrixRAID 0/1/3/5控制器驱动LSI MegaSR13.06.西部数据WD5003ABYX7200RPM500GBSATA 3Gbps16MB Cache软件环境Microsoft Windows Server 2008 Enterprise R2 x64&　　该服务器的详细配置一览　　Sisoftware Sandra 2011处理器性能 SiSoftware Sandra Pro Business 2011产品名称HP DL120 G7HP DL120 G7平台类型单路Intel SandyBridge单路Intel SandyBridge内存通道双通道8GB单通道8GBProcessor Arithmetic Benchmark处理器算术运算测试总计本地功效70.48GOPS71GOPS总计本地功效对比速度20.18MOPS/MHz19.78MOPS/MHzDhrystone iSSE4.2103.26GIPS103.54GIPSDhrystone iSSE4.2 vs SPEED29.56MIPS/MHz28.83MIPS/MHzWhetstone iSSE348.1GFLOPS48.77GFLOPSDhrystone iSSE3 vs SPEED13.77MFLOPS/MHz13.58MFLOPS/MHzProcessor Multi-Media Benchmark处理器多媒体测试总计多媒体功效130.81MPixel/s130.75MPixel/s总计多媒体功效对比速度35.43kPixels/s/MHz35.42kPixels/s/MHzMulti-Media Int x16 iSSE4.1158.63MPixel/s158.53MPixel/sMulti-Media Int x16 iSSE4.1 vs SPEED42.96kPixels/s/MHz42.94kPixel/s/MHzMulti-Media Float x8 iSSE2107.87MPixel/s107.85MPixel/sMulti-Media Float x8 iSSE2 vs SPEED29.22kPixels/s/MHz29.21kPixels/s/MHzMulti-Media Double x4 iSSE258.57MPixel/s58.56MPixel/sMulti-Media Double x4 iSSE2 vs SPEED15.86kPixels/s/MHz15.86kPixels/s/MHzMulti-Core Efficiency Benchmark 处理器效能测试内联核带宽8.65GB/s7.18GB/s内联核带宽对比速度2.40MB/s/MHz1.99MB/s/MHz内联核延迟(越小越好)45.1ns43.9ns内联核延迟对比速度(越小越好)0.12ns/MHz0.12ns/MHzJava算数性能测试总计 Java 功效57.58GOPS61GOPS总计 Java 功效对比速度15.59MOPSMHz16.52MOPSMHzDhrystone Java114.62GIPS117.36GIPSDhrystone Java对比速度31.05MIPS/MHz31.79MIPS/MHzWhetstone Java29GFLOPS31.7GFLOPSWhetstone Java对比速度7.83MFLOPSMHz8.59MFLOPS/MHzJava多媒体性能测试总计多媒体Java功效18MPixel/s18.18MPixel/s总计多媒体Java功效对比速度4.88kPixels/s/MHz4.92kPixels/s/MHz多媒体整数 x1 Java20.57MPixel/s20.65MPixel/s多媒体整数 x1 Java对比速度5.57kPixels/s/MHz5.59kPixels/s/MHz多媒体浮点数 x1 Java15.75MPixel/s16MPixel/s多媒体浮点数 x1 Java对比速度4.27kPixels/s/MHz4.34kPixels/s/MHz多媒体双精度 x1 Java15.36MPixel/s16MPixel/s多媒体双精度 x1 Java对比速度4.16kPixels/s/MHz4.31kPixels/s/MHz.NET Arithmetic Benchmark.NET算术运算测试总计 .NET 功效21.17GOPS21GOPS总计 .NET 功效对比速度5.73MOPS/MHz5.84MOPS/MHzDhrystone .NET15GIPS15GIPSDhrystone .NET vs SPEED4.09MIPS/MHz4.19MIPS/MHzWhetstone .NET29.7GFLOPS29.2GFLOPSWhetstone .NET vs SPEED8.04MFLOPS/MHz8.13MFLOPS/MHz.NET Multi-Media Benchmark.NET多媒体测试总计多媒体.NET功效15MPixel/s14.89MPixel/s总计多媒体.NET功效对比速度4.04kPixels/MHz4.03kPixels/s/MHz多媒体整数 x1 .NET28.26MPixel/s28.32MPixel/s多媒体整数x1 .NET vs SPEED7.65kPixels/s/MHz7.67kPixels/s/MHz多媒体浮点数 x1 .NET7.86MPixel/s7.83MPixel/s多媒体浮点数 x1 .NET vs SPEED2.13kPixels/s/MHz2.12kPixels/s/MHz多媒体双精度 x1 .NET15.62MPixel/s15.65MPixel/s多媒体双精度 x1 .NET vs SPEED4.23kPixels/s/MHz4.24kPixels/s/MHz　　测试成绩中我们看到，单通道和双通道模式下，处理器的各项测试成绩几乎相同，可见多通道模式对于处理器单纯的计算能力并没有什么影响。　　Sisoftware Sandra 2011内存缓存性能SiSoftware Sandra Pro Business 2011产品名称HP DL120 G7HP DL120 G7平台类型Intel SandyBridgeIntel SandyBridge内存通道双通道8GB单通道8GBMemory Bandwidth Benchmark内存带宽测试总体内存性能17.52GB/s9GB/s总体内存性能对比速度13.47MB/sMHz6.93MB/sMHz整数 B/F iSSE2 内存带宽17.53GB/s9GB/s整数 B/F iSSE2 内存带宽对比速度13.48MB/sMHz6.94MB/sMHz整数 B/F iSSE2 内存带宽17.5GB/s9GB/s整数 B/F iSSE2 内存带宽对比速度13.46MB/sMHz6.92MB/sMHzMemory Latency Benchmark内存延迟测试内存延迟(越小越好)74ns75.5ns内存延迟对比速度 (越小越好)0.06ns/MHz0.06ns/MHz速度因素 (越小越好)67.7268.50内部数据高速缓存4clocks4clocks二级板载高速缓存11clocks11clocks三级板载高速缓存35clocks35clocksCache and Memory Benchmark缓存及内存测试缓存/内存带宽95.23GB/s73.42GB/s缓存/内存带宽对比速度26.41MB/s/MHz20.36MB/s/MHz速度因素(越小越好)36.6071.90内部数据高速缓存411.14GB/s410.37GB/s二级板载高速缓存344GB/s346GB/s三级板载高速缓存173.29GB/s174.54GB/s　　而在内存各项测试成绩中，我们看到相差很大，内存带宽双通道模式几乎是单通道模式的两倍，在缓存测试项目中相差也较大，可见内存通道模式直接影响的是内存带宽以及缓存，对于处理器运算能力及其它方面并没有什么明显的影响。
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IT168企业级探讨服务器内存的数据保护技术_内存_中国百科网
探讨服务器内存的数据保护技术
    &&& 随着服务器内存容量需求的不断增长，对内存可靠性的要求也必须随之不断提高，道理很简单，越多的内存被使用，内存存取错误的可能性就越容易发生。于是，关于内存可靠性的各种保障措施也日益受到重视。 &&& 下面我们一起探讨一下关于内存的数据保护技术： 奇偶校验技术 &&& 我们知道，一般的个人计算机上也有使用内存的检错技术，称为奇偶校验（Parity Checking），奇偶校验实现的方式比较简单，即在传送字符的各位之外，再传送1位奇/偶校验位，可采用奇校验或偶校验。这种技术能够检测出信息传输过程中的部分误码（1位误码能检出，2位及2位以上误码不能检出），由于其实现简单，在中低端领域到了广泛使用。同时，由于其检错方式过于简单，因此它只能发现单比特错误，而且不能纠错，在发现错误后，只能要求重发。 ECC技术 &&& 而服务器内存中，由于对可靠性的要求要高得多，所以都采用ECC技术。ECC技术除了可以检测并纠正单比特错误外，还可以检测出2~4比特的错误。当发现多比特错误时，ECC内存产生一个不可屏蔽的中断，通知系统数据出现错误。在ECC编码方案中，每个数据块有一个8比特的校验用的数据，用于纠正单比特的错误。每次把数据写入内存时，ECC采用特殊的算法生成校验码。该算法把所有的校验和累加起来，得到一个校验和（Checksum），该校验和与数据存储在一起。当从内存中读取数据的时候，需要重新计算校验和，并且与原来的校验和进行比较。如果计算出的校验和与原来的校验和相等，那么说明存储的数据是正确的，可以继续下一步工作；如果与原来的校验和不相等，那么说明存储的数据是错误的。这时，将把出现错误的数据隔离起来，并且报告给系统。如果出现的是单比特错误，那么可以对其进行纠正，输出正确的数据，系统继续正常工作。 高级ECC技术 &&& ECC内存对于许多应用可以提供充分的保护，但是，随着内存容量的增加，ECC内存保护的效率开始降低。为了解决这一问题，HP公司开发了高级ECC内存技术，并得到广泛应用。标准的ECC内存在从DIMM内存读取数据时，只能发现单比特的错误，而高级ECC内存可以发现DRAM内存芯片中的多比特错误，从而可以纠正DRAM内存芯片的问题。在高级ECC内存技术中，有4比特的存储设备，每个芯片对应一个数据字中的4位。这4比特都和一个ECC设备相连，因此如果一个芯片的数据发生错误，则产生4个独立的单比特错误，从而可以得到纠正。
&&& 因为每个ECC设备可以纠正单比特的错误，所以高级ECC技术实际上能够纠正发生在同一个DRAM芯片中的多比特错误。因此，高级ECC技术可以提供很好的内存数据保护。 内存热备技术 &&& 这是一种基于冗余备份思想的技术，在进行内存热备时，做热备份的内存在正常情况下是不使用的，也就是说系统是看不到这部分内存容量的。每个内存通道中有一个DIMM不被使用，预留为热备内存。芯片组中设置有内存校验错误次数的阈值, 即每单位时间发生错误的次数。当工作内存的故障次数达到这个“容错阈值”，系统开始进行双重写动作，一个写入主内存，一个写入热备内存，当系统检测到两个内存数据一致后，热备内存就代替主内存工作，故障内存被禁用，这样就完成了热备内存接替故障内存工作的任务，有效避免了系统由于内存故障而导致数据丢失或系统宕机。这个做热备的内存容量应大于等于所在通道的最大内存条的容量，以满足内存数据迁移的最大容量需求。 内存镜像技术 &&& 内存镜像（Memory Mirroring）技术的工作原理与硬盘的热备份类似，为了确保当某个DIMM存储芯片失效的时候，内存保护技术能够自动利用备用的比特位自动找回数据，从而保证服务器的平稳运行。该技术可以纠正发生在每对DIMM内存中多达4个连续比特位的错误。当出现随机性的软内存错误，可以通过使用热备份的比特位来解决；如果出现永久性的硬件错误，也将利用热备份的比特位使得DIMM内存芯片继续工作，直到被替换为止。内存镜像会将内存数据做两个拷贝，分别放在主内存和镜像内存中。系统工作时会向两个内存中同时写入数据，因此使得内存数据有两套完整的备份。由于采用通道间交叉镜像的方式，所以每个通道都有一套完整的内存数据拷贝。 &&& 内存镜像需要内存中的所有数据均存有副本，系统正常运行时所使用的是原本，而当其中一份宿主失效时，另外那份就随即补替工作，有效防止了由于内存通道故障导致的数据丢失，极大提升了服务器可靠性。这同磁盘系统中的RAID 1非常相似，因此，实现这一功能需要双倍的物理内存，而实际容量的利用率只有50％。 &&& 内存镜像跟内存热备的区别是：内存镜像主要是希望通过备份内存上的数据来恢复出错内存的数据，而内存热备则是彻底用备份内存接替出错内存的所有工作。 内存刷洗技术 &&& 内存刷洗（Memory Scrubbing）技术―系统会间歇地测试内存的存取错误，当错误被侦查到时，系统会向用户发出警告，并调用备用内存替换出现错误的部分，而这一替换任务便交给在线备用内存（On-line Spare Memory）技术来完成―在原本中有一部分是保留内存，不能够用作常规性的操作，当使用的内存块出现错误时，保留内存便被激活以代替其工作。 &&& 可以看到，内存镜像技术是完整和全面的保护措施，而内存刷洗技术则是对原本内存可靠性的保证。当然，内存刷洗技术也会同时对副本内存进行操作，试想倘若没有内存刷洗技术的支持，副本内存中的数据又如何得到保证，连副本都不能确保正常，那么内存镜像意义何在呢。 双通道内存互备技术 &&& 这种技术是针对双通道内存工作模式而言的，在Intel的Nocona平台北桥芯片E7520、E7525和E7320芯片组中融入了这种技术：当E7520的主板以双通道状态工作时，如果由于某种意外导致内存双通道失效，那么系统可立刻切换到单通道内存工作模式，此时虽然内存性能会大幅度下降，但却保证了系统的正常运作，而这一功能的实现也要归功于内存刷洗技术不断地侦查内存子系统的潜在错误。
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