服务器内存硬件上的黑色颗粒多揭秘
大家好，我是飞哥！今天我来回答一位读者关于服务器内存上为什么有如此多黑色颗粒的问题。从事服务器端开发的朋友们每天都在编写代码，这些代码都需要内存。了解一下服务器内存硬件还是很有必要的。因此，我特意找来了一根服务器内存条。下图展示了一根32GB服务器内存条的正面和背面。可以看到，服务器内存上有很多黑色颗粒，比普通台式机内存的颗粒数量多很多。今天我们将详细解释为什么服务器内存中的颗粒数量更多。原因一：服务器内存需要ECC功能在开篇所展示的内存正面，有一串字符串标识32GB2R*4PC4-2666V-R
大家好，我是飞哥！今天我来回答一位读者关于服务器内存上为什么有如此多黑色颗粒的问题。
从事服务器端开发的朋友们每天都在编写代码，这些代码都需要内存。了解一下服务器内存硬件还是很有必要的。
因此，我特意找来了一根服务器内存条。下图展示了一根32 GB服务器内存条的正面和背面。
可以看到，服务器内存上有很多黑色颗粒，比普通台式机内存的颗粒数量多很多。
今天我们将详细解释为什么服务器内存中的颗粒数量更多。
原因一：服务器内存需要ECC功能在开篇所展示的内存正面，有一串字符串标识32 GB 2R*4 PC4-2666V-RB2-12-DB1。
在这段标识中，32 GB表示内存的容量大小。2R4我们之前在《理解内存的Rank、位宽以及内存颗粒内部结构》一文中介绍过，2R表示该内存有2个Rank，4表示每个内存颗粒的位宽为4 bit。
按照这个位宽参数，每个Rank只需要16个内存颗粒，2个Rank需要32个Chip内存颗粒就足够了。
然而，我们图片中的内存正面有19个内存颗粒，背面有18个内存颗粒。19 + 18 = 37个黑色颗粒。
这是因为服务器与普通台式机不同，需要ECC纠错功能，以及RDIMM/LRDIMM在内存颗粒中加入寄存器模块，使得内存的频率更高（频率高的内存性能更好），容量更大。
DRAM内存是一种易失性存储，不能100%保证存储的数据不发生变化。一根8 GB的内存条平均每小时会出现1 - 5个比特翻转错误。
我们个人在办公时，内存主要用来处理图片、视频等数据。即使出现比特翻转，可能只影响一个像素值，影响不大，也很难察觉。
在服务器应用中，处理的通常是非常重要的计算，可能是一些推荐计算，也可能是一笔订单交易，对出错的容忍度非常低。另外，一台服务器通常需要连续运行几个月甚至几年。因此，服务器对稳定性的要求极高，不允许比特翻转错误发生。
ECC是一种专用于内存的技术。它的英文全称是“Error Checking and Correcting”，中文名称是“错误检查和纠正”。从名称可以看出，ECC不但能发现内存中的错误，还可以进行纠正。
在实现上，ECC内存会在板上额外添加内存颗粒，专门负责检查和纠正错误。
带ECC功能的内存，需要为CPU同时提供72位的读写，其中64位是数据，另外8位用于ECC校验。
我们开篇提到的内存颗粒，位宽是4。为了提供8位的ECC校验数据，每个Rank需要额外2个内存颗粒来存储ECC数据。所以每个Rank总共需要16 + 2 = 18个内存颗粒。Rank数量是2，所以总共需要18 * 2 = 36个内存颗粒来存储用户数据以及校验位。
原因二：RDIMM地址信号缓存上一小节我们计算了包含ECC功能后总共需要36个内存颗粒，而图片中我们实际看到有37个黑色颗粒。
这个多出来的一个颗粒是用于地址等控制信号缓存的。
服务器通常采用RDIMM（带寄存器双列直插模块）或LRDIMM（低负载双列直插内存模块）。无论是RDIMM还是LRDIMM，都比普通内存多一个带寄存器的时钟驱动器（RCD）模块。
RCD从主机存储器控制器获取命令地址总线、控制信号和时钟信号，然后将这些信号流扇出到DIMM上的DRAM。所有的信号通过RCD进入RDIMM后都会重新计时和清理。
从开篇的图中，我们确实也找到了这个模块。
有了这个模块的支持，能显著降低信号干扰，进而大幅提升稳定性。这样单条内存的容量可以做到更大一些。
原因三：LRDIMM数据信号缓存另外，对于大内存的服务器，可能RDIMM提供的单条内存容量还不够，还需要更大的容量。
LRDIMM相比RDIMM在引入寄存缓存器RCD的基础上，又进一步引入了数据缓冲器DB（Data Buffer）。
引入DB数据缓冲器的作用是缓冲来自内存控制器或内存颗粒的数据信号。实现了对地址、控制信号、数据的全缓冲。这种内存价格更贵，但可以支持更大容量。
如下是一个LRDIMM的实物图。
简单总结一下，服务器内存硬件上颗粒数量更多的原因有三个：
- 需要ECC功能，需要比普通内存多1/8的颗粒数来支持ECC。
- 需要RCD模块降低地址等控制信号干扰影响，将单条容量做到更大。
- 需要DB模块降低数据信号干扰影响，进一步将单条容量提高。
正软商城本月促销专区，汇集办公、设计、安全、影音、系统工具及AI软件等正版软件优惠活动，提供限时折扣、特价授权和优惠购买信息，活动库存及价格以页面实时展示为准。
正软商城装机必备专区，精选办公、浏览器、安全防护、影音播放、压缩解压、设计创作和系统工具等电脑常用正版软件，帮助用户快速完成新电脑软件配置。
正软商城Windows软件专区，汇集适用于Windows电脑的办公、设计、安全防护、影音播放、开发工具和系统优化软件，提供软件介绍、系统要求、正版授权及购买下载服务。
正软商城macOS软件专区，精选适用于Mac电脑的办公、设计、影音、效率、开发和系统工具，提供软件功能介绍、macOS兼容版本、正版授权及购买下载服务。
正软商城iOS软件专区，精选适用于iPhone和iPad的办公、学习、影音、设计、效率及AI应用，提供功能介绍、适用设备、系统要求和正版获取方式等信息。
正软商城AI软件专区，汇集AI写作、AI绘画、AI视频、AI办公、AI编程、AI翻译、智能客服和数据分析等人工智能工具，提供功能介绍、适用平台、收费方式及正版购买信息。
正软商城PDF教程频道提供PDF编辑、转换、合并、拆分、压缩及格式处理方法，同时介绍常用PDF软件和工具的使用技巧。
赤友清理大师是一款为 Mac 设计的智能清理优化工具，可精准扫描垃圾、大文件、重复文件等，释放磁盘空间。做扫描整理、文字提取和表格转换时，它能把识别后的处理步骤接得更顺，资料录入这类场景会省下不少时间。
极度公式是一款跨平台专业LaTeX公式识别编辑软件，支持OCR公式识别和多平台编辑。和使用说明，避免使用，享受完整功能与稳定支持。做扫描整理、文字提取和表格转换时，它能把识别后的处理步骤接得更顺，资料录入这类场景会省下不少时间。
一款文字处理软件，一种订阅式的跨平台办公软件，基于云平台提供多种服务，通过将 Excel 和 Outlook 等应用与 OneDrive 和 Microsoft Teams 等强大的云服务相结合，Office 365 可让任何人使用任何设备随时随地创建和共享内容。
CodeExpander 是一款快捷短语输入增强工具，通过键入缩写自动展开为自定义文段，提升工作效率。任务管理和过程控制会更完整，持续下载、批量同步或需要稳定传输流程的场景会更适合它。
Mountain Duck 是一款能将多个网盘挂载到本地的工具，像本地磁盘一样使用网盘。清理链路的完整性会更好一些，做应用卸载、残留处理和空间整理时，通常能少走很多手动排查步骤。
极度公式是一款跨平台专业LaTeX公式识别编辑软件，支持OCR公式识别和多平台编辑。和使用说明，避免使用，享受完整功能与稳定支持。做扫描整理、文字提取和表格转换时，它能把识别后的处理步骤接得更顺，资料录入这类场景会省下不少时间。
一款文字处理软件，一种订阅式的跨平台办公软件，基于云平台提供多种服务，通过将 Excel 和 Outlook 等应用与 OneDrive 和 Microsoft Teams 等强大的云服务相结合，Office 365 可让任何人使用任何设备随时随地创建和共享内容。
Wise Folder Hider Pro 是一款专业级文件和文件夹隐藏加密软件，为私密数据添加多重保护。高频操作更强调就近处理，浏览、整理和跨目录移动文件时，来回切换和重复点击都会少很多。
CodeExpander 是一款快捷短语输入增强工具，通过键入缩写自动展开为自定义文段，提升工作效率。任务管理和过程控制会更完整，持续下载、批量同步或需要稳定传输流程的场景会更适合它。
Mountain Duck 是一款能将多个网盘挂载到本地的工具，像本地磁盘一样使用网盘。清理链路的完整性会更好一些，做应用卸载、残留处理和空间整理时，通常能少走很多手动排查步骤。
