حافظه ECC کاربردهای Error Correction Code Memory

حافظه ECC چیست؟

حافظه ECC مخفف عبارت Error correction code و به معنی کد تصحیح خطا است. این فناوری پیشرفته و منحصر به فرد بر اساس یک فرایند ریاضی طراحی و توسعه داده شده و صحت داده های ذخیره شده در تراشه های حافظه را تضمین می کند. در تعریفی دقیق تر می توان گفت که حافظه ECC یک نوع حافظه کامپیوتری است که قابلیت و توانایی شناسایی و تصحیح کردن داده های ذخیره شده در تراشه های حافظه را دارد. یکی از ویژگی های منحصر به فرد این حافظه این است که از خراب شدن داده ها، خراب شدن سیستم ، و حتی نقض های امنیتی ناشی از خطاهای حافظه هم جلوگیری و پیشگیری می کند. بنابر عملکرد ویژه ای که رم ECC دارد، می توان از آن در سیستم هایی که نیاز به تامین امنیت و کارایی بالا و حرفه ای دارند، مانند سرورها، برنامه های کاربردی کنترل صنعتی، پایگاه های داده حیاتی، و ایستگاه های کاری و … استفاده کرد. همچنین ویژگی دیگر این حافظه این است که به دو شکل مختلف registered و  unbuffered تولید شده و وارد بازار می شود. با این تفاوت که مدل Registered با داشتن یک تراشه ثبت، داده ها قبل از ارسال کردن به کنترلر به کنترلر حافظه بافر منتقل می کند. در نتیجه داده ها هم ثبات بالاتری داشته و تعداد بیشتری از ماژول های حافظه هم روی سیستم نصب می شود.

بیشتر بخوانید: سرور HP | فروش و کانفیگ تخصصی سرور اچ پی ای

حافظه RECC یا Registered Error Correction Code چیست؟

حافظه RECC که مخفف عبارت  Registered Error Correction Codeاست، به عنوان نوعی حافظه RAM سیستم های کامپیوتری شناخته می شود که به صورت تخصصی برای سیستم های حرفه ای طراحی و تولید شده است. این حافظه علاوه بر مجهز شدن به فناوری ECC برای شناسایی و اصلاح خطاهای حافظه، به یک رجیستر یا بافر بین کنترلر حافظه و تراشه های RAM هم مجهز شده است. در واقع وجود این رجیستر باعث کاهش بار الکتریکی روی کنترلر حافظه شده و می توان از تعداد بیشتری از ماژول های حافظه با ظرفیت بالا هم استفاده کرد. بنابراین می توان گفت که حافظه RECC پایداری، قابلیت اطمینان و عملکرد مناسب تر و حرفه ای تری در محیط هایی که نیاز به پردازش های سنگین دارند، دارد. بنابراین از آن ها می توان در سرورهاا، ایستگاه های کاری، و سیستم های حرفه ای استفاده کرد. یکی از مزایای منحصر به فرد این حافظه این است که به دلیل داشتن فناوری ECC، خطاهای تک بیتی را به صورت خودکار شناسایی  کرده و آن ها اصلاح می کند. اما خطاهای چند بیتی را صرفا شناسایی می کند. در نتیجه میزان پایداری سیستم، بروز خطا، کرش سیستم و حتی از بین رفته داده ها تا حد قابل توجهی کاهش می یابد.

میزان نرخ خطا در زمان استفاده از Error Correction Code

یکی از ویژگی ها و مزایای ویژه حافظه ECC، میزان پایداری و قابلیت اطمینان آن است. بدین صورت که می توان گفت در بسیاری از موارد میزان پایداری، قابلیت اطمینان و عملکرد مثبت این حافظه، بسیار بهتر از حافظه های استاندارد است ، اما در برخی موارد هم ممکن است عملکرد کاملا کافی یا عالی نداشته و با خطا هم مواجه شود. طبق بررسی های تخصصی که روی حافظه ECC در برندهای مختلف انجام شده، می توان گفت که میزان خرابی حافظه های ECC در مقایسه با حافظه های غیر ECC، بسیار کم تر است. برای مثال میزان خرابی و خطا در حافظه های برند کینگستون حدود 1 درصد و بسیار مناسب است. در صورتی که میزان خرابی حافظه Error Correction Code، با میانگین 0/24 درصد برآورد شده است که نشان می دهد این مدل رم قابل اعتمادتر و بسیار بهتر است. علاوه بر این، طی بررسی و تحلیل های انجام شده، در طی چند سال گذشته حتی یک مورد خرابی یا خطا هم در مورد این حافظه گزارش نشده و این موضوع نشان از بهبود عملکرد حافظه ECC دارد.

علاوه بر این، نکته مهمی که همواره باید مد نظر داشته باشید این است که خطاهای حافظه یا بی ثباتی سیستم از مشکلات مختلف مانند یک ایراد یا خرابی ساده در POST صورت می گیرد. همچنین ممکن است کنترل نکردن و عدم توجه به خطاهایی که مستقیما در حافظه رخ می دهد هم ممکن است باعث خراب شدن داده ها شود. بنابراین بروز خطا در حافظه ECC صرفا مربوط به خود این حافظه نیست و ممکن است عوامل مختلفی در آن دخیل باشند.

ویژگی های روش کد تصحیح خطا

همان طور که در پاراگراف های بالاتر هم ذکر شد، حافظه ECC، همان کد تصحیح خطا است که مانند بسیاری از سخت افزارها یا حافظه های سنتی و استاندارد، ویژگی های مثبت و منفی و مزایا و معایب مختلفی دارند. از جمله مزایای این حافظه می توان به موارد مختلف زیر اشاره کرد:

• این حافظه پایدارتر از حافظه های استاندارد و سنتی طراحی و تولید شده و سوابق خرابی آن نیز تا حد قابل توجهی کاهش یافته است.
• از اطلاعات و داده های ذخیره شده در برابر خطاهای ناشی از حافظه از جمله مشکلاتی مانند تداخل الکتریکی، نقض در ساخت، پرتوهای کیهانی محافظت می کند.

معایب حافظه ECC

استفاده از روش کد تصحیح خطا با وجود مزایای ویژه و ویژگی های مثبت و منحصر به فردی که دارد، معایب آن نیز قابل توجه و مهم است. از جمله مهم ترین معایب این حافظه می توان موارد زیر را نام برد:

• امکان استفاده از این حافظه برای همه رایانه ها و سیستم ها وجود ندارد.
• با وجود این که اکثر سرورها و مادربوردهای سیستم های Work station به حافظه ECC نیاز دارند، اما اکثر سیستم های دسکتاپ معمولا یا با این حافظه کار نمی کنند یا عملکرد ECC در آن ها غیر فعال و غیر کاربردی است.
• این حافظه ماهیت پیچیده تر و تراشه های اضافه تری در مقایسه با حافظه های دیگر دارند. به همین دلیل هزینه آن ها گران تر و بیشتر است.
• حافظه ECC نسبت به حافظه های غیر ECC کندتر و تقریبا میزان سرعت آن 2 درصد کم تر از حافظه های استاندارد است.

بیشتر بخوانید: قیمت و خرید هارد سرور

شرایط لازم برای استفاده از ECC Memory

برای استفاده از حافظه ECC،  باید سیستم چند ویژگی سخت افزاری و نرم افزاری وجود داشته باشد تا بتوان از قابلیت تصحیح خطا استفاده کرد و بهره مند شد. مهم ترین شرایط برای استفاده از ECC Memory شامل موارد مهم زیر است:

• پشتیبانی پردازنده از ECC

پردازنده سیستم مورد نظر باید از ECC Memory پشتیبانی کند، چون همه پردازنده ها این قابلیت را ندارند. معمولا پردازنده های سروری مختلف مانند intel Xeon، AMO EPYC، از این حافظه ها پشتیبانی می کنند.

• پشتیبانی مادربورد از حافظه ECC

مادربرد نیز باید توانایی و قابلیت کار کردن مدارها و BIOS با حافظه را داشته باشد. در واقع حتی اگر پردازنده هم از این حافظه پشتیبانی کند، اگر مادربرد این قابلیت را نداشته باشد، حافظه ای سی سی عملا کاربردی نخواهد داشت.

• استفاده از ماژول های حافظه ecc

برای استفاده از حافظه ECC باید از رم های مخصوص آن نیز استفاده شود. چون رم های معمولی و None – ECC قابلیت و توانایی تشخیص و تصحیح خطا را ندارند.

• سازگاری بین CPU و مادربورد و RAM

یکی دیگر از شرایط لازم و ضروری برای استفاده از حافظه ECC ین است که قطعات مختلف از جمله رم ، مادربورد و پردازنده هم باید با یک دیگر سازگاری داشته باشند. برای مثال این سه قطعه از نظر قابلیت های مختلف از جمله نوع حافظه، فرکانس حافظه ،ظرفیت قابل پشتیبانی و نوع ECC نیز باید با یک دیگر مطابقت و سازگاری داشته باشند.

• سیستم عامل

اکثر سیستم های مدرن مانند لینوکس، Server، و VM ware از حافظه ecc پشتیبانی می کنند. علاوه بر این، سیستم عامل های دسکتاپ هم معمولا با این حافظه کار می کنند، اما برای دیدن گزارش ها و رفع خطاهای حافظه لازم است از ابزارهای مدیریتی و درایوهای خاصی استفاده کنند.

مقایسه حافظه ECC و حافظه None-ECC

منظور از حافظه None- ECC همان رم های غیر ECC است که در مقایسه با حافظه های ECC ویژگی های خاص و منحصر به فرد خود را دارند. حافظه های غیر ECC توانایی و قابلیت شناسایی یا تصحیح کردن خطاهایی که ممکن است در داده های ذخیره شده در تراشه ها رخ دهد، را ندارند. در واقع منظور از حافظه None – ECC این است که این حافظه ها از هیچ الگوریتم یا بیت اضافه برای اطمینان حاصل کردن یا بررسی نمودن خطاهای حافظه استفاده نمی کنند. علاوه بر این، این دو حافظه تفاوت های رایجی دارند که در جدول زیر به بررسی و مقایسه حافظه ECC و حافظه None-ECC  آن ها می پردازیم.

جمع بندی

در این مطلب به صورت کامل و تخصصی به بررسی و تحلیل Error Correction Code Memory، کاربردها، ویژگی ها و مزایا و معایب منحصر به فرد حافظه ECC پرداخته شد. با مطالعه این مطلب می توانید به صورت کامل با این حافظه آشنا شده و سپس سایر سخت افزارها و سخت افزارهای لازم برای استفاده از آن را تهیه کنید. همچنین برای خرید این حافظه و سایر تجهیزات آن می توانید از طریق وب سایت شرکت مکسا سفارش خود را ثبت کنید. همچنین برای کسب اطلاعات بیشتر و خرید تخصصی می توانید با کارشناسان شرکت مکسا در تماس باشید.

سوالات متداول

آیا پردازنده های ES نمونه مهندسی شامل گارانتی می شود؟

خیر. معمولا پردازنده های نمونه مهندسی شامل گارانتی های رسمی نیستند. بلکه پردازنده های EC نسخه های آزمایشی هستند که شرکت های Intel یا AMD قبل از عرضه رسی برای آزمایش کردن در اختیار تولید کنندگان مادر بورد، و شرکای تجاری قرار می دهند.

آیا خریداری ES CPU منطقی است؟

خرید EC CPU بستگی به نیاز و نوع کاربرد و استفاده شما دارد. برای کارهای حساس و امنیتی استفاده از پردازنده های نمونه مهندسی منطقی و کاملا مناسب و کاربردی است.

تفاوت حافظه ECC با حافظه های معمولی و سنتی چیست؟

حافظه کد تصحیح خطا قابلیت تشخیص و تصحیح کدهای خطهای داده ای را دارد و می تواند خطاهای تک بیتی و چند بیتی را شناسایی کرده و خطاهای تک بیتی را اصلاح کند. در صورتی که حافظه های معمولی چنین قابلیتی ندارند.

حافظه ECC چکونه خطاهای رم را تشخیص داده و آن ها را اصلاح می کند؟

این حافظه با استفاده از بیت های اضافه  ای که همراه داده ها ذخیره می شود، یک کد تصحیح خطا ایجاد می کند. سپس زمان خواندن اطلاعات این کدها را بررسی کرده و در صورتی که خطای کوچکی وجود داشته باشد، سیستم آن ها را اصلاح می کند.

مهم ترین کاربردهای حافظه Error Correction Code Memory چیست؟

از این حافظه می توان برای سرورها و دیتاسنترها، سیستم های ذخیره سازی اطلاعات، رایانش ابری، تجهیزات پزشکی، سیستم های مالی و بانکی، ایستگاه های کاری حرفه ای، و محاسبات علمی و هوش مصنوعی و … استفاده کرد.

آیا استفاده از حافظه ECC باعث افزایش سرعت سیستم و کامپیوتر می شود؟

خیر. هدف و کاربرد اصلی استفاده از این حافظه افزایش صحت و پایداری داده ها است و تاثیری در افزایش سرعت ندارد. در برخی شرایط صرفا به دلیل پردازش اضافی تصحیح خطا ، ممکن است کمی سرعت آن بیشتر از حافظه None- ECC است.

آیا همه پردازنده ها از حافظه ECC پشتیبانی می کنند؟

خیر. برای استفاده از این حافظه باید مادربورد، RAM و پردازنده از این فناوری پشتیبانی کنند، در غیر این صورت نمی توانند از قابلیت های آن پشتیبانی کنند.

مادر بورد معمولی می تواند از حافظه Error Correction Code Memory استفاده کند؟

در اکثر موارد خیر. مادربرد باید دارای چیپ ست، و BIOS سازگار با حافظه ECC باشد. حتی اگر پردازنده هم از حافظه پشتیبانی کند، اما اگر مادربرد سازگاری نداشته باشد، باعث غیر فعال شدن قابلیت ECC می شود.

استفاده از حافظه ECC برای سیستم ها و کامپیوترهای خانگی ضروری است؟

خیر. برای کاربران با نیازهای معمول ، بازی ، وب گردی، و کارهای اداری استفاده از حافظه None- ECC کفایت می کند. استفاده از حافظه ECC زمانی کاربردی و مناسب است که از دست رفتن داده ها، هزینه زیادی ایجاد کند.

دلیل و اهمیت استفاده از ECC برای سرورها چیست؟

سرورها باید هفته ها و ماه ها بدون وقفه کار کنند. از طرفی کوچک ترین خطا در حافظه ممکن است باعث خرابی پایگاه داده یا متوقف شدن سرویس شود. به همین دلیل لازم است سرورها از این حافظه استفاده کنند تا قابلیت اطمینان برای آن ها فراهم شود.

استفاده از حافظه Error Correction Code Memory از خراب شدن رم هم جلوگیری می کند؟

خیر. این حافظه بسیاری از خطاهای داده را تشخیص داده و اصلاح می کند. اما اگر ماژول رم خراب شود، توانایی تعمیر آن را ندارد.

آیا از حافظه ECC برای هوش مصنوعی هم می توان استفاده کرد؟

بله. در پروژه های هوش مصنوعی، برای پردازش های طولانی و محاسبات علمی ، بروز یک خطای کوچک ممکن است خطای نتیجه و محاسبات را تغییر دهد. بنابراین با استفاده از این حافظه می توان قابلیت اطمینان را برای هوش مصنوعی هم فراهم کرد.

حافظه ECC از رم معمولی گران تر است؟

بله . این حافظه به دلیل داشتن مدارهای اضافه و فناوری تصحیح خطا، معمولا قیمت بالاتری دارد.

استفاده از حافظه ECC باعث افزایش امنیت اطلاعات می شود؟

استفاده از این حافظه باعث افزایش امنیت سایبری نمی شود، اما صحت اطلاعات را افزایش داده و از خراب شدن تصادفی اطلاعات جلوگیری می کند.