Время на прочтение
LRDIMM (Load-Reduced Dual Inline Memory Module или «DIMM со сниженной нагрузкой») – тип модулей памяти, поддерживаемых серверными платформами с 2012 года. Модули LRDIMM схожи с регистровыми модулями DIMM и подходят к тем же разъемам памяти. Однако принцип работы LRDIMM отличается от RDIMM. Используя LRDIMM в обычном сервере можно сделать 512Гб, 1Тб или 1,5Тб памяти.
Буфер памяти – основа технологии LRDIMM
Регистровые модули DIMM подключаются напрямую к шине, соединенной с контроллерами памяти процессора. В режиме работы с модулями DIMM контроллер памяти управляет каждой микросхемой DRAM, подключенной к управляющей линии модуля. И чем больше этих микросхем в модуле памяти (так называемые ранги), тем больше электрическая нагрузка на контроллер. Ранг – количество наборов микросхем, подключенных к одной линии выбора микросхемы. Ранг является характеристикой модуля памяти. Ниже показаны двух- и четырехранговый модули памяти.
Двухранговый модуль – это два логических модуля, распаянных на печатной плате и пользующихся поочередно одним и тем же физическим каналом передачи данных. Четырехранговый – аналогичное решение, но уже в четырехкратном масштабе.
RDIMM – это регистровый модуль памяти. Наименование «регистровый» означает, что модули этого типа имеют буферизирующий регистр, который используется для буферизации адресных и командных сигналов.
В случае LRDIMM к шине добавлена специальная микросхема буфера памяти, прикрепленная к каждому модулю. При работе контроллера с модулями LRDIMM управление сводится к отправке пакетной информации (данные и команды) в этот буфер модуля – iMB (Isolation Memory Buffer). В отличие от модулей RDIMM, буферизуются не только сигналы управления, но и данные.
Буфер управляет всеми операциями чтения и записи в DRAM. Через него проходят сигналы данных и команд/адресов – это посредник между контроллером памяти (Host Memory Controller) и DRAM.
При добавлении новых микросхем DRAM (рангов) на регистровые модули DIMM электрическая нагрузка модулей памяти повышается. С увеличением количества рангов на канал памяти снижается быстродействие памяти – скорость её работы. Для модулей RDIMM оптимальной является установка не более двух модулей DIMM на канал, поскольку при использовании третьего банка скорость работы памяти снижается. Канал – это «путь» от модуля памяти к контроллеру, по которому передаются считываемые и записываемые данные.
Модули LRDIMM не имеют таких ограничений, потому что используют микросхемы буфера памяти. При работе с LRDIMM контроллеры памяти в процессорах функционируют в последовательном режиме. Команды и данные передаются в буфер памяти, который управляет всеми операциями чтения и записи в DRAM.
Антология Registered DRAMПоявились новые данные по DDR3 и решил создать кумулятивную тему по этому вопросу, для более полного взгляда на вопрос.
Для порядка ссылка на Википедию. Краткое резюме оттуда:
Из-за использования регистров возникает дополнительная задержка при работе с памятью.
Каждое чтение и запись буферизуются в регистре на один такт, прежде чем попадут с шины памяти в чип DRAM
Буферизации в регистровой памяти подвергаются только сигналы управления и выставления адреса.
Подробная статья про SDR и DDR регистровые модули
Я не электронщик, но насколько понимаю, территически, использование регистровых модулей на десктопных материнках возможно. А дальше появляется дьявол, который, как известно, кроется в деталях. Начнём рассматривать его с SDR REG DIMM, ибо хотя у меня есть в коллекции какие-то модули в форм-факторе SIMM явно с регистровыми чипами, но ни информации по ним, ни самих систем я в живую не видел.
1. S DR REG
Данные модули с большой вероятностью работают на материнках с чипсетами i440BX и не работают на i440LX, i810, i815 (AMDшные материнки не тестил, ибо исторически был далёк от них). Вероятно основным ограничением для последних является урезанный объём поддерживаемой SDRAM до 512МБ. И если в случае с некоторыми обычными модулями с двумя банками чипсет может увидеть половину модуля, то в случае с регистровыми видимо эта “зависшая” линия ША и/или ШУ мешает работе.
2. D DR REG
Ситуация хуже. Ибо у меня не было успешного запуска этих модулей на дескопных материнках, даже с учётом наличия большого числа неинтеловских чипсетов работающих с этой памятью (которые обычно более лояльны к “нюансам”) и систем AMD на 939 сокете (даже с учётом наличии десктопных Opteron’ов). Основными проблемами тут, полагаю, явились: обязательное использование SPD и использование чипов высокой плотности x4 (и сочетание этих факторов). Опять же территически использование x4 чипов должно позволять запускать модули на половине объёма, но сочетание SPD и регистров убивает эту возможность. Но, практически эти модули не стартанули ни на Intel ни на AMD системах, что у меня есть.
З. Ы. Планирую повторить эксперименты с перепрошивкой SPD если появятся x8 модули.
3. D DR2 REG
Ситуация примерно такая же как и с DDR, за единственным исключением: появлением дектопных модулей на чипах x4, более известных как “AMD only”, которые на интеловских чипсетах видятся вполовину. Очевидно, что AMD добавила в платформу AM2 поддержку чипов высокой плотности, а Intel не стала этим заморачиваться. Однако, регистровые модули не работают ни там ни там, даже с перепрошивкой SPD. На Intel пробовал на материнках с чипсетами G945, G31 и каким-то SiS. На AMD материнка была только одна, но процы пробовал Sempron, Athlon и Opteron.
4. D DR3 REG
Как и предыдущих случаях опыт использования DDR3 у меня только на процах Intel и тут появляется пара интересных моментов:
– системы на DDR3 первые от Intel со встроенным в процессор контроллером памяти (кстати, прям отдельный вопрос где найти информацию от Intel поддерживает ли регистровую память конкретный проц. На сайте ark.intel.com указан только тип DDR3 и поддержка ECC (что некоторыми ошибочно расценивается как поддержка REG модулей, что совсем не так);
– серверные (и “псевдосерверные”) варианты процессоров для сокетов 1366 / 1156 / 1155 / 2011 применимы на десктопных материнках.
Всё это позволяет взглянуть на поддержку (или не поддержку) регистровой памяти системой под немного другим углом. В предыдущих случаях работу с памятью обеспечивал северный мост чипсета и соответственно принималось за аксиому, что если в MCH нет поддержки регистровой памяти, то и работать она не будет (и соответственно наоборот). В случае же с новыми системами работа с регистровой память должна полностью обеспечиваться процессором и это можно проверить на несерверных платах.
Первый раз случай проверить это подвернулся, когда у меня появилась плата ASUS P6T, но тогда эта мысль была ещё далека от меня 😉 Тогда основной идеей была проверка работы Xeon на десктопной материнке, что с успехоим подтвердилось. Попутно подтвердилось, что эти Xeon’ы нормально работают и с обычными модулями (однако, смешивать разные типы памяти нельзя). Тут бы и могла закрасться крамольная мысль, что между этими типами памяти нет большой разницы. Но то ли у меня в тот момент не было i7, то ли у меня не было x8 REG DDR3 модулей, то ли я просто я просто не допёр до этой мысли, память умалчивает были ли такие попытки или нет и о их результатах. Вторым случаем могла бы быть SuperMicro X8DTT-F, поддержка обоих типов памяти у неё заявлена производителем, однако десктопные i7 (как впрочем “псевдосерверные” W35XX) на ней не завелись.
Много позже я узнал про материнку ASUS P7F-M WS в которой заявлена поддержка обоих типов памяти. Кто-то скажет (как некоторые в этой теме), что там серверный чипсет, но хочу напомнить, что контроллер памяти тут в проце и по идее работа с памятью на физическом уровне не зависит от IOH. Хотя для этой платы есть вот такой интересный документ матрица процессор-тип памяти и там указано, что двухядерные процы не поддерживают регистровую память (что вполне допустимо), но при этом и не работают с обычными модулями без ECC (что очень странно) и в этом FAQ прямо указано, что это связано с чипсетом i3420 (что не менее странно, ибо это не мешает на нём работать любой памяти с 4-х ядерниками). Но такой материнки у меня не было и поэкспериментировать я с ней я не мог.
Короткое дополнение по DDR3: провёл эксперименты с достаточно большим количеством десктопных материнок на сокетах 1366 / 1156 / 1155 и надо сказать особой логики в работе на них регистровой памяти с перепрошитым SPD нет, в двух словах не объяснить, надо чертить таблицу. Можно сказать только то, что используемый процессор никак не влияет на работоспособность, т.е. очевидно все проблемы в материнке/BIOS.
Последний раз редактировалось CodeMaster 11.02.2020,12:52, всего редактировалось 1 раз.
О регистровой RDIMM-памяти распространяется большое количество мифов. Понять где правда, а где заблуждения, поможет наш сегодняшний гайд по RDIMM-памяти.
Чем отличается регистровая память от буферизованной
Наши читатели часто спрашивают: регистровая и буферизованная память — это одно и то же? Вопрос этот весьма любопытен. Действительно, термины регистровая и буферизованная сегодня могут использоваться как равноправные. Да, это один и тот же вид оперативной памяти.
Кстати, термин «регистровая» всё больше вытесняет термин «буферизованная». Сегодня также используется и полностью буферизованная DIMM-память — называется она FB-DIMM.
В полностью буферизованной DIMM буферизируются линии данных и управляющие линии. Буферизация происходит благодаря АМВ-контроллеру, которым комплектуется каждая плашка
Интересно, что вначале буферизованная память была распространена и в настольных системах, но спустя несколько лет он стала прерогативой исключительно серверных платформ. Сейчас ситуация несколько меняется, но никаких серьезных революций точно не предвидится.
Что такое RDIMM
Регистровая RDIMM-память — это оперативная память, имеющая регистры-буферы, которые контролируют передачу данных.
Регистры имеют сразу несколько достоинств, но главное из них — высокая отказоустойчивость и уменьшение нагрузки на контроллер. Таким образом, регистровая RDIMM-память более надежна, чем остальные виды ОЗУ. Располагаются буферы-регистры между контроллером памяти и микросхемами ОЗУ
Кроме этого, RDIMM позволяет расширить максимальный объем, который можно установить в систему. Последнее особенно актуально в серверных машинах, когда требуется непрерывная работа системы и высочайшая производительность.
Для чего нужен регистр
Чтобы понять, для чего именно нужны регистры, следует вспомнить как работает стандартная оперативная память: данные в ОЗУ подгружаются с жесткого диска — соответствующие запросы/команды идут от CPU (если быть точным — из контроллера памяти). Последний напрямую взаимодействует с чипами ОЗУ. Для домашних систем (включая игровые) такой конфигурации вполне достаточно, а вот для серверных систем — уже нет.
В серверных машинах частота обращений к ОЗУ очень высока, более того — в одно время могут высчитываться сразу несколько несвязанных команд. При такой нагрузке стандартная оперативная память очень быстро придёт в негодность, так как постоянно будет увеличенной ток на контроллер
Регистр призван повысить отказоустойчивость цепи Память/Контроллер. Регистр вводится между памятью и контроллером. В регистровом модуле осуществляется пребуферизация данных при операциях чтении/записи информации.
Где это используется
Большая часть серверной памяти — это регистровая ECC-память. Однако, существуют и модули серверной памяти, которые используют ECC, но без буферов-регистров — такая память называется DIMM ECC.
В случае регистровой RDIMM наличие ECC-памяти является обязательным. Главное назначение ECC — автоматическая идентификация и дальнейшее распознавание ошибок битов памяти. Если при чтении МС* (МС — машинного слова), в цикле запись/чтение, будет потерян 1 бит, то коррекция ошибок позволит распознать предыдущее значение, которое было записано в ходе предыдущего цикла
Память с коррекцией ошибок особенно актуальна в серверных системах, когда важна бесперебойная работа. Регистровая и ECC память — это совсем не одно и тоже, ведь память может быть обычной — UDIMM, но иметь поддержку ECC.
Почему нет смысла в регистровой памяти в настольных системах
В настольных ПК использование регистровой памяти нецелесообразно не только по причинам высокой стоимости комплектующих, но и по техническим аспектам — большинство материнских плат не умеют работать с регистровой памятью.
Серверные материнки, в свою очередь, умеют работать только с регистровой памятью. Контролировать ошибки и наращивать мощность, в силу специфики, для серверных станций гораздо важнее. Не нужна настольному компьютеру и коррекция ошибок
В редких случаях регистровую память покупают геймеры, которые создают системы на основе Xeon, чтобы немного сэкономить.
Далеко не каждая материнская плата/процессор поддерживает серверные типы памяти. Чтобы узнать — поддерживает ли ваша материнка и CPU регистровую память, смотрите спецификации оборудования.
Из консьюмерского класса оборудования точно поддерживают RDIMM-память процессоры Ryzen, среди серверного оборудования — Zeon. Только в случае с райзенами далеко не факт, что CPU будет взаимодействовать с RDIMM-памятью именно как с регистровой
Покупать RDIMM-память с коррекцией ошибок (ECC) для домашнего ПК — весьма сомнительная затея. Вряд ли вы захотите тратить больше за меньший уровень производительности и излишнюю долговечность, если можно купить игровую память, которая будет и дешевле, и быстрее, чем RDIMM-память.
Недостатки регистровой памяти
Недостатков у регистровой памяти довольно много. Чаще всего называют следующие:
Причина задержки заключается в том, что каждая операция чтения/записи буферизуются на 1 такт, прежде чем переносится непосредственно с шины в DRAM-чип. Именно поэтому вся регистровая память ровно на 1 такт медленнее любой нерегистровой.
Если речь идёт о SDRA-памяти, то там латенси будет актуальной исключительно для 1-го цикла. Напомним — в случае с SDRA-памятью речь идёт о цикле, состоящим сразу из нескольких серий).
Что такое FB-DIMM
FB-DIMM — это полностью буферизованная DIMM-память. Отличается высокой отказоустойчивостью и большой скоростью выполнения операций. По своей сути — это дальнейшая наработка registered-модулей.
В случае с FB-DIMM происходит буферизация как самих данных, так и их адресных сигналов. При этом, вместо параллельной шины, FB-DIMM использует последовательную шину — она напрямую соединяется с контроллером памяти
А вот полностью буферизованная DIMM-память может использоваться только в серверных системах и это её главный недостаток для обычного пользователя ПК.
Поддерживают ли обычные процессоры и материнские платы ECC-память и/или RDIMM?
Процессоры и материнские платы, поддерживающие ECC/RDIMM существуют, но стоят они гораздо дороже, чем оборудование для настольных ПК. С высочайшей долей вероятности ваш процессор/материнская плата не поддерживают ECC и RDDIM — смотрите спецификации в мануале к процессору/материнской плате (пункт Поддерживаемый тип памяти).
Для работы проектов iXBT.com нужны файлы cookie и сервисы аналитики.
Продолжая посещать сайты проектов вы соглашаетесь с нашей
Политикой в отношении файлов cookie
Оперативная память (ОЗУ) является одним из важнейших компонентов компьютера, который напрямую влияет на эффективность его работы. В данной публикации мы рассмотрим, какая бывает оперативная память и на какие основные характеристики ОЗУ стоит обратить внимание при выборе. А также рассмотрим, какие бывают типы оперативной памяти, что такое частота, и на что влияют тайминги, но обо всем по порядку ниже.
Основные параметры ОЗУ
На сегодняшний день существует два основных форм-фактора ОЗУ. Первый имеет маркировку DIMM – это более габаритная память в основном применяется в стационарных ПК. Второй стандарт называется SO-DIMM – это более компактная память, обычно она применяется в ноутбуках, в редких случаях в моделях ПК в компактном корпусе.
Стандарты оперативной памяти
На сегодняшний день в данном разделе следует упомянуть о двух последних стандартах. Это более старая память стандарта DDR 3 и, соответственно, более новый стандарт DDR 4. Конечно, если вы выбираете память на уже существующую платформу, то нужно исходить из поддерживаемых стандартов материнской платы. Но если вы находитесь на этапе выбора ПК, то конечно следует отдать предпочтение памяти DDR4, она обладает более высокими скоростными характеристиками, а также является более энергоэффективной, к примеру, по сравнению с DDR 3 она эффективнее на 20-30 процентов. Кстати, благодаря новым технологиям на одной планке DDR 4 могут разместиться чипы с общим объемом памяти до 128 ГБ (конечно в бытовом использовании таких планок не встретить). Что касается стандарта DDR 3, он в основном сейчас используется для увеличения производительного потенциала устаревающих ПК. D DR3 и DDR4 отличаются между собой размещением контактов.
Объем памяти и ОС
Ранее на компьютерах устанавливалась 32-разрядные операционные системы, которые неспособны распознать и использовать более 4 Гб оперативной памяти в независимости, сколько физически мы установим памяти в ПК. В современных 64-разрядных операционных системах есть возможность установить в разы больше памяти, к примеру, Windows 10 имеет поддержку до 512 Гб ОЗУ, что на практике в бытовых задачах еще не используется, и дает нам огромный своего рода потенциальный запас.
Объем памяти и материнская плата
Также не маловажным моментом при желании приобрести максимальный объем памяти для вашего ПК, является возможность совместимости с вашей материнской платой. Эти данные можно найти на самой материнской плате или в ее спецификации. Если спецификация утеряна ее электронный вариант можно найти в интернете. Еще одним способом узнать все характеристики вашего ПК и материнской платы в частности являются использование специальных утилитов, к примеру программы AIDA64.
Частота
Частота ОЗУ условно отображает, сколько происходит операций по пересылке данных за одну секунду. Соответственно чем выше частота, тем лучше. К примеру, максимальная частота на ОЗУ DDR 3 составляла 1866 MHz (в крайне редких отдельных случаях достигала 2133 MHz). А вот рабочая частота памяти DDR 4 составляет 2133–3200 MHz. Также при выборе следует помнить и учитывать какую частоту поддерживает ваш процессор и материнская плата. Если приобрести более скоростную память и установить на материнскую плату с поддержкой более низкой частоты, память не сможет реализовать свой потенциал, и автоматически будет работать с более низкой частотой. Поэтому при выборе обязательно обращайте внимание на этот момент, чтобы не переплатить деньги в пустую.
Пропускная способность
Пропускания способность ОЗУ, по сути, является комплексной характеристикой, которая рассчитывается как произведение объема данных, передаваемых за один такт, на частоту системной шины. Для наглядности ниже я добавил небольшую таблицу. К примеру, возьмем чип из таблицы DDR4-3200, он соответствует модулю PC4-25600. Таким образом, получается, что пропускная способность данной ОЗУ равна 25600. Чем выше пропускная способность, тем лучше.
Тайминги
В процессе работы ОЗУ, системе приходится выполнять своего рода подготовку к последующему обмену данными, как раз количество циклов для завершения этого процесса и характеризует показатель таймингов. Процесс подготовки данных делится на четыре этапа, задержка на каждом из которых и отображается в характеристиках таймингов. Углубляться в этих этапах я не буду, да и особого смысла в этом нет. Главное здесь нужно понимать, чем меньше тайминги, тем быстрее будет работать память. Стоит также добавить, что если вы приобретаете дополнительную планку памяти в ваш ПК, желательно подобрать аналогичные тайминги и частоту. Для примера, ниже на фото изображена планка ОЗУ с таймингами 9-9-9-24. Однако при выборе помните, что это далеко не самая главная характеристика и, на мой взгляд, не стоит сильно заострять на ней внимание.
Режимы подключения ОЗУ
Подключить ОЗУ к материнской плате можно одноканальным и многоканальным способами. Соответственно, чем больше каналов подключения, тем выше скорость работы ОЗУ, память как бы реализует весь свой потенциал. На данный момент в основном все используют двухканальный тип подключения. Для реализации этого режима нужно заведомо приобрести две одинаковые по характеристикам планки памяти, желательно от одного производителя, и подключить их в разные по цвету слоты. Если посмотреть на фото ниже, то первый слот будет осуществлять двухканальный режим с третьим, а второй слот соответственно с четвертым.
Охлаждение
Здесь мнения немного разделяются, некоторые считают, что чипы памяти рассчитаны на высокие температуры и если планки памяти изначально не комплектуются системами охлаждения, то они не требуются. Я считаю, что лишним охлаждение никогда не будет, и желательно сразу приобрести память со специальными алюминиевыми радиаторами для отвода лишнего тепла. При желании такие радиаторы можно приобрести отдельно. Также следует добавить, что радиаторы охлаждения могут быть оснащены декоративным освещением.
Какой объем памяти обычно используется в ПК
Сейчас еще можно встретить компьютеры с объемом оперативной памяти от 2 ГБ, но современные модели уже оснащены планками с общим объемом на 16 или 32 Гб.
Вывод
Подводя итог, скажу, что главное при выборе ОЗУ определится с задачами, которые вы будете выполнять на вашем компьютере. Исходя из этого, подбираем объем памяти, обращая внимание на частоту, пропускную способность и тайминги. Также нужно не забывать о совместимости вашей материнской палаты и ОЗУ. Ну, а на этом все, спасибо, что дочитали публикацию до конца. Больше интересных публикаций вы сможете найти в моем блоге на сайте.
Как «разогнать» LRDIMM?
Небуферизированная шина данных остается слабым звеном системы памяти RDIMM. Например, четырехранговый модуль DDR3 RDIMM – это четыре электрических нагрузки на шине данных. Поэтому максимальная скорость четырехрангового DDR3 RDIMM – 1066 MT/с (млн. транзакций в сек) в конфигурации «один DIMM на канал» (один DPC) и 800 MT/с в конфигурации «два DIMM на канал» (два DPC). В LRDIMM буфер использует и шину данных, и шину команд/адресов. Это позволяет увеличить скорость передачи данных и плотность памяти.
Ниже показана диаграмма шины данных четырехрангового модуля RDIMM в конфигурации «два DIMM на канал». Она демонстрирует, что при наличии 8 электрических нагрузок на шине данных целостность сигнала в канале памяти серьезно деградирует, что ограничивает частоту. При восьми электрических нагрузках и 1333 MT/с максимальное «окно данных» (data eye) на шине сокращается до 212 пс в идеальной точке VREF и не превышает 115 мВ при максимальном напряжении. « Окно данных» – это период времени, когда контроллер может считать данные, и этот период сокращается при росте частоты, на которой работает память.
Эффект сжатия окна данных означает, что два четырехранговых модуля RDIMM в конфигурации «два DIMM на канал» для работы на скорости 1333 MT/с не подходят. Приходится выбирать компромисс между емкостью памяти и её скоростью.
ниже показана диаграмма окна данных в случае двух четырехранговых модулей LRDIMM в конфигурации «два DIMM на канал». Электрическая нагрузка 8 физических рангов DRAM заменена двумя электрическими нагрузками буфера памяти. Целостность сигнала значительно улучшилась. Хотя условия аналогичны предыдущей иллюстрации, окно данных увеличилось с 212 до 520 пс, а его максимальная высота выросла со 115 до 327 мВ.
Улучшение целостности сигнала означает, что LRDIMM может работать на скорости 1333 MT/с и выше, даже при нескольких модулях LRDIMM на канал. Не нужно будет выбирать между емкостью и пропускной способностью памяти.
Нужны ли модули LRDIMM?
Как узнать, нужно ли вообще использовать модули LRDIMM? Определите скорость передачи данных памяти для вашего сервера (см. документы вендора, касающиеся производительности). Если вам необходимо более 8 x 32 Гбайта на процессор, то нужны модули LRDIMM, в противном случае достаточно будет четырехранговых модулей RDIMM емкостью 32 Гбайта с частотой 800 МГц. Если необходимы частоты 1066 МГц или 1333 МГц, следует использовать только модули LRDIMM.
Ниже показаны ограничения по рангам и максимальным частотам функционирования памяти на примере двухпроцессорных материнских плат Supermicro X9 (LGA2011) и X10 (LGA2011-3) серий при установке процессоров Intel Xeon E5 2600 серии разных поколений.
Supermicro X10 Series + E5-2600 v3 (Haswell)
Двухпроцессорные платы Supermicro X10 Series не поддерживают небуферизированные модули памяти (UDIMM). Очевидно, что для достижения максимальной емкости оперативной памяти и максимальной скорости ее функционирования необходимы модули типа LRDIMM DDR4.
Hynix HMTA8GL7AHR4C-PBM2: Оперативная память для сервера, емкость памяти: 64 Гбайта, пропускная способность: PC12800, тип: DDR3 LRDIMM.
Kingston KVR16LL114/32 – модуль памяти DDR3L, емкость 32 Гбайта, форм-фактор LRDIMM, 240-контактный, частота 1600 МГц, поддержка ECC, CAS Latency (CL): 11. Средняя цена такого модуля – 28 тыс. руб.
Модуль памяти Samsung DDR4 2133 Registered ECC LRDIMM 32Gb. Средняя цена – около 22 тыс. руб. Это 288-контактный модуль LRDIMM с частотой 2133 МГц. Есть поддержка ECC, CAS Latency (CL): 15. Модуль памяти Samsung 32GB 288-Pin DDR4 SDRAM DDR4 2133 (PC4 17000) Server Memory Model M386A4G40DM0-CPB, Cas Latency 15.
В целом модули LRDIMM позволяют до 35% повысить пропускную способность оперативной памяти по сравнению со стандартными модулями RDIMM.
Наибольший эффект применение LRDIMM даст для приложений, интенсивно использующих оперативную память, облачных вычислений и задач HPC (high-performance computing), когда надо загружать в ОЗУ и обрабатывать большие объемы данных. В виртуальной среде это дает возможность увеличить «плотность» виртуальных машин. В дата-центрах – повысить энергоэффективность и уменьшить TCO (Total Cost of Ownership). Альтернатива? LRDIMM на 128Гб!
Технология не стоит на месте и Samsung представила новые модули памяти LRDIMM емкостью 128 Гбайт. В них применяется технология упаковки микросхем под названием TSV (Through Silicon Via) – чипы DRAM соединяются вертикально с помощью электродов, проходящих через микроскопические отверстия, как они сделали на 3D VNAND.
Память TSV DDR4 DRAM в модулях 128GB RDIMM считается настоящим технологическим прорывом. Ее преимущества – удвоенная по сравнению с прежними стандартными модулями емкость, высокая скорость и эффективность. Благодаря 20-нм техпроцессу у памяти 128GB TSV DDR4 на 50% снижено энергопотребление по сравнения с модулями 64GB LRDIMM. Остается прояснить цену вопроса. Практическая польза
128Гб в сервер с 8 местами под память можно собрать на DDR3 RDIMM по 16Гбх8, то есть 9000 рублей * 8 = 72000 рублей. На LRDIMM – это две планки на 64Гб по 30500р каждая, то есть затраты составят 61000 рублей, что дешевле традиционного решения. Более того, теперь нет особого смысла переплачивать за материнские платы с 16 слотами памяти – 99% серверов можно собрать на 8-слотовых платах. Это выходит 512Гб памяти на стандартную X9DRL.
Пока крупные DDR4 LRDIMM на 64Гб стоят по 75000р за штуку (модуль памяти 64GB PC17000 LR M386A8K40BM1-CPB0Q SAMSUNG в ЭЛКО). Если ставить по 32Гб, то цена LRDIMM DDR4 в 21000р за штуку – это 84000р за 128Гб, что немногим дороже обычной регистровой памяти.
Всё это позволяет нам в HOSTKEY сдавать крупные выделенные сервера ещё дешевле, снижать цену на виртуальные машины и делать частные кластеры ещё надёжнее и за меньшие деньги. Немного о HOSTKEY С 2008 года мы сдаём выделенные и виртуальные сервера в аренду, предоставляем услуги размещения серверов в 4 датацентрах Москвы, включая два Тиер-III сертифицированных ЦОД. Мы специализируемся на крупных выделенных серверах и создании частных облаков и кластеров для наших клиентов на их основе.
Для наших читателей у нас есть горячее предложение: Сервера в наличии на базе суперкомпьютеров Т-Платформы и процессоров Intel Xeon E5-2630v2 со скидкой 15% до конца декабря (или пока они не закончатся) при использовании промокода TMW5U0S8SE
Например, для сравнения:
– 2xE5-2630v2 (12×2,6 GHz)/64Gb RAM/1x1Tb SSD+1x1Tb 7,2K HDD = 17000р в месяц, со скидкой 14450.
– 2xE5-2630v2 (12×2,6 GHz)/128Gb RAM/1x2Tb SSD+1x2Tb 7,2K HDD = 25700р в месяц, со скидкой 21800
– 2xE5-2630v2 (12×2,6 GHz)/256Gb RAM/2х2Tb Samsung SSD = 36500р в месяц, со скидкой 31000
– 2xE5-2630v2 (12×2,6 GHz)/32Gb RAM/2х600Gb SAS 10K = 13650р в месяц, со скидкой 11600р
Все цены с НДС, конфигурация возможна практически любая.
Все сервера подключены на гигабитном канале, лимит трафика 10Тб без ограничений. К каждому выделенному серверу предоставляется удаленный доступ через IPMI, возможна организация VLAN на скорости до 10Gbps.
Особенности LRDIMM
Кроме увеличения емкости оперативной памяти и её быстродействия архитектура LRDIMM обладает рядом других полезных особенностей. i MB, буфер памяти LRDIMM, поддерживает средства тестирования DRAM и LRDIMM, включая прозрачный режим и MemBIST (Memory Built-In Self-Test), VREF (voltage reference) для шины данных (DQ) и команд/адресов (CA), проверку четности для команд, встроенное управление, аналогичное регистру 32882 для RDIMM, опциональный интерфейс SMBus (Serial Management Bus) для регистров конфигурации и состояния LRDIMM, а также интегрированный температурный датчик.
Прозрачный режим (Transparent Mode): используется для тестирования модуля памяти. Модуль работает просто как буфер и передает сигналы и данные на микросхемы DRAM.
MemBIST: для инициализации DRAM и тестирования компонентов память LRDIMM поддерживает функцию MemBIST (Memory Built-In-Self Test). Она служит для полного тестирования DRAM. Тестирование выполняется с рабочей частотой, используется доступ по шине команд/адресов или по SMBus.
VREF: модули LRDIMM могут использовать внешние параметры напряжения для данных (VREFDQ) и команд/адресов (VREFCA) или внутренние, из буфера памяти. Если VREF задается буфером памяти, то уровнем напряжения может управлять хост – контроллер памяти. Для этого используются регистры конфигурации буфера памяти. Программируемые уровни напряжения позволяют поставщикам модулей памяти и системных компонентов гарантировать надежность и устойчивую работу интерфейсов памяти LRDIMM.
Проверка четности: чтобы выявить на шине команд/адресов искаженные команды, для входящих команд в буфере памяти выполняется проверка четности. При ошибке генерируется сигнал ERROUT_n.
Интерфейс SMBus: буфер памяти поддерживает управление по дополнительному последовательному каналу (out-of-band serial management bus). Оно позволяет записывать и читать данные из регистров состояния.
Немного о ёмкости системной памяти
Одно из главных преимуществ LRDIMM – это возможность значительно увеличить емкость ОЗУ, не жертвуя скоростью работы памяти. Благодаря электрической изоляции DRAM от шины данных можно добавлять к каждому DIMM дополнительные ранги при сохранении целостности сигнала, устанавливать на каждый канал памяти дополнительные микросхемы DIMM. Распространенный вариант – LRDIMM емкостью 32 Гбайта. Это 4Rx4 модуля по 4 Гбайта, DDP (dual-die package) DRAM. Поскольку каждый LRDIMM представляет для контроллера памяти одну электрическую нагрузку, можно также установить больше DIMM на канал.
Возьмем, к примеру, двухпроцессорный сервер с тремя разъемами памяти DIMM на канал, четырьмя каналами на ЦП. С помощью LRDIMM емкость ОЗУ у него можно увеличить по сравнению с RDIMM в два-три раза. Ниже приведены максимальные емкости RDIMM и LRDIMM для различных скоростей и напряжений.
Например, для памяти 1,5В DDR3 при скорости 800 MT/с у системы с полным комплектом RDIMM емкость ОЗУ при использовании 16GB 2Rx4 RDIMM на канал может достигать 384 Гбайт. Применение модулей LRDIMM позволяет удвоить эту емкость – до 768 Гбайт. Ограничения системной платы (обычно это 8 рангов DRAM на канал) преодолевается умножением рангов LRDIMM. В данном случае получается 12 физических рангов на канал.
При скорости 1066 или 1333 MT/с ограничения целостности сигнала не позволяют использовать в конфигурации с RDIMM более трех DIMM на канал. Для памяти 1,5В DDR3 с быстродействием 1066 или 1333 MT/с максимальная емкость ОЗУ с RDIMM будет 256 Гбайт. У LRDIMM нет таких ограничений, и можно установить три DIMM на канал при 1066 MT/с (или 1333 MT/с). При этом общая емкость ОЗУ составит 768 Гбайта, то есть втрое больше. Для памяти 1,35В DDR3L со скоростью 1333 MT/с преимущество LRDIMM еще значительнее.
Умножение рангов
Модули LRDIMM значительно снижают электрическую нагрузку микросхем DRAM на шину данных, а благодаря так называемому умножению рангов (Rank Multiplication). Физические ранги DRAM выглядят для контроллера памяти как один логический ранг большей емкости. Ниже показано умножение рангов для трех LRDIMM на канал памяти.
Умножение рангов можно отключить, установить в 2:1 или 4:1 – до 8 физических рангов на LRDIMM. Например, четырехранговые модули LRDIMM преобразуются для контроллера памяти в двухранговые. То есть четырехранговый модуль контроллер воспринимает как двухранговый, а восьмиранговый – как четырехранговый. За счет этого нагрузка многорангового модуля становится в два раза ниже. В результате сервер может поддерживать модули LRDIMM с повышенными скоростями по сравнению с модулями RDIMM.
Уменьшение электрической нагрузки позволяет системе с LRDIMM работать с большей скоростью (тактовой частотой памяти) при той же емкости, или же увеличить емкость ОЗУ, сохранив ту же скорость, что в конфигурации с RDIMM.
Таким образом, на практике LRDIMM можно использовать для увеличения скорости работы памяти и/или увеличения ее емкости. Модули LRDIMM обеспечивают более высокие скорости при большей емкости для пользователей, требованиям которых не удовлетворяют двухранговые модули RDIMM емкостью 16 Гбайт или четырехранговые модули RDIMM емкостью 32 Гбайт.
Например, двух процессорный сервер с двадцатью четырьмя разъемами памяти можно сконфигурировать следующим образом:
Еще один пример: Процессоры Intel Xeon E5 v3 содержат четырехканальный контроллер памяти и поддерживают до восьми логических рангов на канал. Всего можно установить максимум восемь четырехранговых модулей по 32 Гбайта на каждый процессор (по два на канал). Емкость памяти на двухпроцессорной плате в этом случае не может превышать 512 Гбайт. Одноранговых или двухранговых модулей можно поставить до трех на канал, но они будут иметь меньшую емкость.
Если использовать четырехранговые модули LRDIMM, которые контроллер памяти воспринимает как двухранговые, то можно установить до 12 модулей по 32 Гбайта на процессор – всего 768 Гбайт памяти, работающей на более высокой частоте. Сейчас появились LRDIMM на 64 и 128 Гигабайт, это позволяет получить фантастический объем памяти на сервере — до 1,5-2Тб!
Заметим, что комбинировать LRDIMM и DIMM нельзя – система просто не запустится.
А что с энергопотреблением LRDIMM?
Модули памяти LRDIMM не только позволяют увеличить емкость оперативной памяти севера, но и сделать это с минимальными потерями энергоэффективности. Хотя буфер памяти в LRDIMM в конфигурации «один DIMM на канал» потребляет больше, чем RDIMM в той же конфигурации, в конфигурациях высокой плотности – 2 и 3 DIMM на канал – разница нивелируется.
Ниже показано нормализованное энергопотребление на RDIMM или LRDIMM в конфигурациях с одним и с двумя DIMM на канал при различном быстродействии памяти. Поскольку фактическая потребляемая мощность зависит от плотности и используемой технологии DRAM, относительная мощность показана для модулей LRDIMM и RDIMM одного поколения DRAM. Это модули 4Rx4 емкостью 32 Гбайта. Мощность модуля RDIMM при 800 MT/с принята за единицу. Для измерения использовались стандартные тесты с 50% операция записи и 50% операций чтения.
При 800 MT/с в конфигурации «один DIMM на канал» LRDIMM потребляет на 17% больше электроэнергии, чем RDIMM, но в конфигурации «два DIMM на канал» разница составляет всего 3%. При 1066 MT/с это 15%, но в конфигурации «два DIMM на канал» разница также невелика. При 1333 MT/с потребление мощности на LRDIMM в конфигурации «два DIMM на канал» на 28% меньше, чем в конфигурации «один DIMM на канал».
Ниже представлены аналогичные результаты для 100% чтения. Так как LRDIMM используется в основном в системах с высокой плотностью памяти, больший интерес представляет потребление на LRDIMM в конфигурации «два DIMM на канал». Потерь по энергоэффективности в этом случае практически нет.
Большая часть платформ Intel E5 может поддерживать два модуля LRDIMM на канал при частоте 1333 МГц и напряжении 1,5В и три модуля LRDIMM на канал при 1066 МГц, что позволяет использовать конфигурации с двенадцатью модулями LRDIMM на процессор; при использовании четырехранговых модулей RDIMM задействуются только 8 разъемов на процессор и максимальная скорость составляет 800 МГц.
