Máy trạm được biết đến với độ bền cao và chất lượng tốt, được thiết kế để đáp ứng nhu cầu của doanh nghiệp với khả năng lưu trữ dữ liệu và xử lý công việc hiệu quả, nhưng giá thành của chúng không hề thấp. Vậy, lý do gì khiến cho giá của máy trạm cao?
Một thành phần quan trọng không thể thiếu trong máy trạm chính là RAM ECC. Vậy RAM ECC là gì? và nó mang lại những lợi ích và hạn chế gì? Có bao nhiêu loại RAM ECC và chúng khác biệt như thế nào? Hãy cùng PCMag tìm hiểu qua bài viết này nhé.
ECC RAM là gì?
ECC (Error Checking and Correction) là loại bộ nhớ có khả năng tự kiểm tra và sửa chữa lỗi, cũng như kiểm soát dòng dữ liệu đi vào và ra khỏi nó, giảm thiểu lỗi khi dữ liệu được truyền đi với tốc độ cao.
Nguyên lý hoạt động của ECC RAM
So với RAM thông thường không có tính năng ECC, RAM ECC được trang bị 9 chip thay vì 8, tăng cường khả năng tự kiểm tra và sửa chữa lỗi cho mỗi bit dữ liệu. Điều này cho phép nó kịp thời phát hiện và sửa lỗi ngay khi chúng xuất hiện. Khác với RAID 4 và 5, vốn dựa vào thuật toán XOR để sinh ra bit parity, ECC không cần phải dành ra một phần bộ nhớ để sửa lỗi mà thay vào đó là việc thêm chip vào bộ nhớ ECC. Tuy nhiên, hạn chế của ECC là nó chỉ có thể sửa lỗi từng bit một, do đó khi xảy ra lỗi ở nhiều bit cùng một lúc, bộ nhớ ECC có thể phát hiện nhưng không sửa kịp.
Trong môi trường máy tính cá nhân, laptop hoặc thiết bị di động, chức năng sửa lỗi của ECC có thể không được ưu tiên cao do có thể gây ra sự cố phần mềm hoặc yêu cầu khởi động lại thiết bị, tạo phiền toái. Tuy nhiên, trong các hệ thống máy chủ hoặc máy trạm, việc bảo đảm tính toàn vẹn dữ liệu và khả năng hoạt động không gián đoạn là ưu tiên hàng đầu, làm cho việc sử dụng RAM ECC trở nên thiết yếu và gần như là một tiêu chuẩn.
Trong quá trình hoạt động, ECC mã hóa dữ liệu thành các khối 8 bit, cho phép khắc phục lỗi từ bit đơn lẻ. Mỗi khi dữ liệu được lưu vào bộ nhớ, ECC áp dụng một thuật toán đặc biệt để tạo ra giá trị gọi là bit kiểm tra.
Thuật toán này tính toán và kết hợp các bit kiểm tra để sinh ra một giá trị checksum, sau đó giá trị này được lưu trữ cùng với dữ liệu gốc. Khi dữ liệu được truy xuất từ bộ nhớ, thuật toán sẽ lại tính toán giá trị checksum và so sánh nó với giá trị checksum đã được lưu trữ trước đó. Nếu hai giá trị này khớp nhau, dữ liệu được coi là không có lỗi và sẽ được xử lý tiếp.
Trong trường hợp có sự khác biệt giữa hai giá trị checksum, điều này chỉ ra rằng dữ liệu bị lỗi và bộ nhớ ECC sẽ xác định, cô lập lỗi và thông báo cho hệ thống. Đối với lỗi bit đơn, bộ nhớ ECC có khả năng tự sửa chữa và cung cấp dữ liệu đã được chỉnh sửa cho hệ thống, cho phép nó tiếp tục hoạt động mà không bị gián đoạn.
Các loại RAM ECC hiện nay
Unbuffered ECC RAM (UDIMM ECC RAM)
Unbuffered ECC RAM (UDIMM ECC RAM) là phiên bản RAM Unbuffered được tích hợp thêm chức năng ECC, cho phép nó tự kiểm tra và sửa chữa lỗi. Loại bộ nhớ này không sử dụng bất kỳ bộ đệm hoặc thanh ghi nào trên module bộ nhớ. Thay vào đó, những chức năng này được tích hợp ngay trên bo mạch chủ.
Truyền tải lệnh đến module bộ nhớ của Unbuffered ECC RAM diễn ra trực tiếp, làm cho quá trình này nhanh chóng hơn so với Registered ECC RAM, bởi Registered ECC RAM cần phải chuyển lệnh qua chip Registered, gây ra độ trễ.
Registered ECC RAM (RDIMM ECC RAM)
Registered ECC RAM (RDIMM ECC RAM) là phiên bản RAM Registered tích hợp thêm khả năng ECC để tự động kiểm tra và sửa chữa lỗi. RAM Registered (RDIMM RAM) bao gồm bộ nhớ có thanh ghi (register) gắn ngay trên module bộ nhớ.
Thanh ghi này có nhiệm vụ tái định hướng tín hiệu qua các chip nhớ, giúp module có thể hỗ trợ nhiều chip nhớ hơn. Các lệnh truy xuất bộ nhớ trong Registered ECC RAM được chuyển đến chip Registered trước, sau đó mới được truyền đến module bộ nhớ, điều này giúp ổn định tín hiệu và hỗ trợ lượng lớn bộ nhớ trên cùng một module.
Ưu nhược điểm của RAM ECC
Ưu điểm
Giảm bớt gánh nặng cho CPU trong việc điều khiển bộ nhớ bằng cách sử dụng chip Registered để thực hiện trực tiếp việc truy xuất bộ nhớ.
Nhược điểm
Việc các lệnh truy xuất được gửi tới chip Register trước rồi mới đến module bộ nhớ khiến cho mỗi chỉ thị phải mất khoảng 1 chu kỳ CPU, do đó, quá trình truy xuất dữ liệu trở nên tốn thêm thời gian.
Giá của RAM này cao hơn khoảng 10-20% so với loại RAM thông thường.
Phân biệt Non-ECC RAM, Unbuffered ECC RAM và Registered ECC RAM
| Non-ECC RAM (RAM thường) | UDIMM | RDIMM | |
| Bề ngoài | Thường có thiết kế ngoại hình bắt mắt, đi kèm với bộ tản nhiệt tích hợp. | Có vẻ ngoài tiêu chuẩn, một số có tản nhiệt, một số không, được bao phủ bằng nhôm và không trang bị đèn LED. | Có thiết kế đơn giản, một số được trang bị tản nhiệt còn một số khác thì không, bề mặt được phủ nhôm và không có đèn LED. |
| Cấu tạo | Không tích hợp bộ nhớ đệm hoặc thanh ghi. | Không tích hợp bộ nhớ đệm hoặc thanh ghi. | Tích hợp thanh ghi trực tiếp trên module bộ nhớ. |
| Số chip nhớ | Sở hữu 8 chip nhớ, không bao gồm chip ở vị trí trung tâm. | Thông thường mỗi mặt có 9 chip, và các chip này thường có kích thước giống nhau. | Thường có 10 chip trên mặt trước hoặc một chip ECC ở vị trí trung tâm có kích thước lớn hơn so với các chip khác. |
| Bảng mã | Sau thông số băng thông không đi kèm chữ cái nào; nếu có chữ cái, chúng không là E – R. | Chữ cái sau thông số băng thông thường là E hoặc ECC. Đối với dòng DDR4 ECC Unbuffered, chữ “ECC-UDIMM” thường được in trực tiếp trên nhãn dán của RAM. | Chữ cái xuất hiện sau thông số băng thông thường là R, đối với loại DDR4 ECC Registered thì “RDIMM” được ghi rõ trên nhãn dán của RAM. |
Những nền tảng nào hỗ trợ RAM ECC?
Cả CPU Intel Xeon và AMD Epyc đều có khả năng hỗ trợ RAM ECC. Tuy nhiên, quan trọng là cả bộ vi xử lý và bo mạch chủ cần phải tương thích với RAM ECC để có thể sử dụng được.
Đa số bộ vi xử lý của Intel hiện nay, kể cả những mẫu Celeron giá rẻ đều hỗ trợ RAM ECC miễn là bo mạch chủ được sử dụng cũng hỗ trợ RAM loại này.
Về phía AMD, mọi bộ vi xử lý Ryzen đều tương thích với RAM ECC khi kết hợp với bo mạch chủ có chipset X570. Những chip Ryzen bao gồm card đồ họa tích hợp hoặc bộ xử lý tăng tốc (APU) như: 3000 G-Series, 4000 G-Series đòi hỏi việc sử dụng bộ vi xử lý PRO nếu muốn sử dụng RAM ECC.
RAM ECC có chơi game được không?
RAM ECC có thể tự động phát hiện và sửa chữa lỗi, nhưng việc sử dụng nó có thể khiến hiệu suất chơi game giảm nhẹ.
Crucial, công ty nổi tiếng về sản xuất RAM và SSD, cũng chỉ ra rằng RAM ECC hoạt động chậm hơn khoảng 2% so với RAM không ECC (Non-ECC RAM).
