Çfarë është memoria ECC?

Disa RAM, ose memorie me akses të rastësishëm, reklamohen si memorie ECC. ECC do të thotë Kodi i korrigjimit të gabimeve dhe është një proces i identifikimit dhe korrigjimit të gabimeve në memorie. Gabimet në RAM mund të shkaktojnë korrupsion ose ndryshim të të dhënave, gjë që mund të rezultojë në prishje të pajisjes dhe madje edhe dobësi të sigurisë. RAM ECC zakonisht nuk është i pajtueshëm me harduerin e kompjuterit të nivelit të konsumatorit.

Cilat janë gabimet e kujtesës?

Gabimet e memories janë një problem ku ndryshohet vlera e ruajtur në memorie. Të dhënat në RAM ruhen në binar, me vlerat 1 ose 0. Nëse vlera e një 1 kalon në 0 ose anasjelltas, në një proces të quajtur "bit-flipping", të dhënat që ruhen në RAM ndryshojnë.

Për shembull, biti i ndryshuar mund të përdoret për të ruajtur një vlerë në një spreadsheet. Në këtë rast, vlera në tabelë mund të ndryshohet në një numër krejtësisht të ndryshëm që do të ndikonte në rezultatin për çdo llogaritje, për shembull ndryshimi i parashikimeve ekonomike të një biznesi. Në raste të tjera, biti i ndryshuar mund të çaktivizojë një veçori sigurie ose të krijojë një gabim shkrimi që ndryshon mënyrën se si ekzekutohet një program. Këta dy shembuj janë jashtëzakonisht të vështirë për t'u zbuluar dhe zgjidhur pa përdorimin e memories ECC. Në një skenar ekstrem, një rrokullisje e vetme mund të shkaktojë një gabim katastrofik që shkakton një përplasje të sistemit.

Kthimi i bitave ka shumë shkaqe potenciale, shkaku më i zakonshëm është rezultat i rrezatimit të sfondit, i shkaktuar kryesisht nga neutronet e krijuar nga ngjarjet e rrezeve kozmike. Një rreze kozmike është një grimcë me energji të lartë, zakonisht një proton, që udhëton pothuajse me shpejtësinë e dritës. Ato emetohen nga trupat yjor duke përfshirë Diellin dhe objekte të tjera astronomike me energji të lartë. Kur një rreze kozmike godet një atom, krijohet një dush neutronesh dhe grimca të tjera nën-atomike, këto neutrone vazhdojnë të kenë ndërveprime dytësore.

Këto ndërveprime dytësore të neutroneve besohet të jenë burimi kryesor i gabimeve të rrotullimit të biteve. Rrezet kozmike janë më të zakonshme në lartësitë më të larta me një rritje 3.5x në 1.5km mbi nivelin e detit dhe një rritje 300x në lartësinë e lundrimit të avionëve. Ky rrezik i rritur në lartësi kërkon masa shtesë të besueshmërisë.

Sa të shpeshta janë gabimet e kujtesës?

Shumica e njerëzve nuk i shohin kompjuterët e tyre duke u përplasur çdo ditë, kështu që do të ishte e lehtë të mendohej se ky është kryesisht një rrezik teorik. Hulumtimet nga qendrat e të dhënave hipershkallëzore janë përdorur për të analizuar shkallën e incidenteve të rrotullimit të biteve. Hulumtimi i kryer nga Google në qendrat e tij të të dhënave ka treguar një shkallë gabimi prej afërsisht 1 gabim me një bit për gigabajt RAM çdo 1.8 orë.

Misioni Cassini-Huygens i NASA-s që u nis në vitin 1997 për të udhëtuar në Saturn u konfigurua me dy kompjuterë identikë të fluturimit secili me 2.5 Gb RAM. Gjatë dy viteve e gjysmë të parë të udhëtimit të saj, anija kozmike vëzhgoi 280 gabime të vazhdueshme në një bit në ditë. Gjatë një dite, kur Cassini-Huygens ishte në rrugën e një shpërthimi diellor, u vu re një rritje katërfish e gabimeve të bitave, duke ofruar prova të mëtejshme që Dielli ishte shkaku i shumicës së çështjeve të rrotullimit të bitave.

Kishte shqetësime se rritja e vazhdueshme e densitetit të moduleve RAM do të bënte që versionet e mëvonshme të RAM-it të jenë gjithnjë e më të prekshme ndaj bit-flips. Studimet më të fundit kanë treguar se në fakt është e kundërta, pasi gabimet kanë rënë me zvogëlimin e gjeometrisë së procesit.

Si mbron memoria ECC nga gabimet?

Kujtesa ECC përdor kodet e korrigjimit të gabimeve, të tilla si kodet Hamming, për të korrigjuar gabimet me një bit në RAM. Gabimet e dy biteve mund të zbulohen por nuk korrigjohen. Kodet e korrigjimit të gabimeve Hamming funksionojnë duke përdorur një grup bitesh të barazisë. Së bashku, këto bit të barazisë mund të përdoren për të zbuluar nëse ndonjë bit i të dhënave ka ndryshuar. Nëse një bit identifikohet se është kthyer, atëherë ai kthehet automatikisht.

Këshillë: Një gabim me një bit është një incident i kthimit të bitit kur kthehet vetëm një bit i vetëm. Në gabimet double0bit, dy bit kthehen. Dy bitet nuk kanë nevojë të kthehen në të njëjtin incident, biti i dytë duhet të ndodhë vetëm përpara se të korrigjohet biti i parë i kthyer.

Një bit barazie më shumë se sa kërkohet është përfshirë në kodet e korrigjimit të gabimeve Hamming. Ky bit shtesë i barazisë i jep kodit aftësinë për të zbuluar shfaqjen e gabimeve të bitit të dyfishtë, megjithatë, këto gabime nuk mund të korrigjohen.

Procesi i kryerjes së zbulimit dhe korrigjimit të gabimit kryhet në kontrolluesin e memories në bordin e RAM-it.

Disponueshmëria dhe mbështetja e konsumatorëve

Shumica e pajisjeve kompjuterike të nivelit të konsumatorit nuk e mbështesin memorien ECC. Kjo është pjesërisht si një metodë për të dalluar artificialisht harduerin e serverit nga ai i konsumatorit. ECC RAM, megjithatë, kushton më shumë dhe funksionon pak më ngadalë. Për më tepër, stabiliteti shtesë që do t'u ofronte konsumatorëve shtëpiak është minimal pasi gabimet e kthimit të bitave nuk janë shkaku kryesor i përplasjeve të sistemit.

Asnjë nga CPU-të e nivelit të konsumatorit dhe entuziastëve të Intel-it nuk mbështet memorien ECC, vetëm CPU-të e tij të nivelit të serverit, siç janë CPU-të e gamës Xeon. CPU-të e kategorisë konsumatore të AMD nuk mbështesin ECC, megjithatë, CPU-të e tyre të stacionit të punës dhe serverit, përkatësisht Threadripper dhe EPYC, mbështesin memorien ECC.