CHAPTER 3 第二日上帝說(shuō)：“儲(chǔ)存與計(jì)算要分開(kāi)。”便產(chǎn)生了內(nèi)存

本章要點(diǎn)

◆ 內(nèi)存技術(shù)

◆ 交換區(qū)和AIX如何管理內(nèi)存

◆ 內(nèi)存泄漏

◆ 內(nèi)存管理參數(shù)

◆ 內(nèi)存優(yōu)化

只有正在計(jì)算的信息（指令和數(shù)據(jù)）才被調(diào)入CPU執(zhí)行，沒(méi)有用到的信息就保存在內(nèi)存中。內(nèi)存具有較快的速度，比磁盤(pán)快許多但沒(méi)有CPU快；內(nèi)存具有較大的容量，比CPU和Cache大，但沒(méi)有磁盤(pán)大；另外內(nèi)存是掉電就丟數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存媒介。如果沒(méi)有成本方面的考慮，可能不會(huì)有內(nèi)存這個(gè)概念，甚至不會(huì)有磁盤(pán)/硬盤(pán)存儲(chǔ)。設(shè)計(jì)者直接會(huì)把這個(gè)功能集成到CPU中。但在CPU中增加大容量存儲(chǔ)成本實(shí)在是太高了，設(shè)計(jì)也更加復(fù)雜，而且不同的應(yīng)用不僅要求不同數(shù)量的CPU，對(duì)CPU和內(nèi)存之間的比例也不同（例如ERP類(lèi)應(yīng)用通常需要1:3~4，數(shù)據(jù)庫(kù)大概1:2~3，普通網(wǎng)絡(luò)服務(wù)類(lèi)1:1~1.5，比例單位為1CPU對(duì)多少GB內(nèi)存）。因此就要通過(guò)獨(dú)立的內(nèi)存芯片，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的臨時(shí)保存。當(dāng)然，為了永久保存數(shù)據(jù)，還需要額外的硬盤(pán)之類(lèi)的介質(zhì)。為了彌補(bǔ)高速CPU與相對(duì)低速的內(nèi)存之間的速度“鴻溝”，Cache被引入到CPU和內(nèi)存之間，作為一個(gè)速度、容量處于中間狀態(tài)的過(guò)渡區(qū)。

3.1 內(nèi)存芯片

出于降低成本的考慮，現(xiàn)在pSeries使用的內(nèi)存一般都非常標(biāo)準(zhǔn)，可以使用市場(chǎng)上出售的PC內(nèi)存。但由于內(nèi)存的種類(lèi)太多，經(jīng)常容易出現(xiàn)兼容性問(wèn)題。有5個(gè)方面會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存不可用。

（1）片腳。片腳樣式不對(duì)肯定插不進(jìn)去，所以這一點(diǎn)最好檢查。

（2）芯片類(lèi)型。內(nèi)存芯片有很多類(lèi)型，ECC，EDO，DDR，SDRAM，是否支持“Chip Killer”技術(shù)等，這些標(biāo)準(zhǔn)一般會(huì)在內(nèi)存芯片（條）上有標(biāo)記，或者查找關(guān)于此種類(lèi)內(nèi)存的說(shuō)明。

（3）主頻。芯片支持的頻率如果不匹配，有時(shí)即使自檢可以通過(guò)，但很容易死機(jī)。通常超頻問(wèn)題較大（總線頻率高于芯片標(biāo)準(zhǔn)），降頻問(wèn)題會(huì)少很多，但并不是說(shuō)一定不出問(wèn)題。

（4）配置要求。一些機(jī)型要求成對(duì)插入內(nèi)存片，而另一些可能需要4片甚至8片一組，對(duì)于具體的槽位、大小容量組合都有特殊的要求。中、高端的IBM小型機(jī)都需要偶數(shù)對(duì)的內(nèi)存芯片（條），這是“Chip Killer”技術(shù)的要求，以達(dá)到對(duì)校驗(yàn)實(shí)現(xiàn)類(lèi)似RAID的效果，基于此要求，同組芯片（條）要求具有完全相同的物理特征，包括支持的主頻，如果內(nèi)存質(zhì)量很差，兩條芯片某些參數(shù)不一致，啟動(dòng)自檢就會(huì)失敗。

（5）Memory Book或?qū)Ｓ脙?nèi)存板。除了低端的小型機(jī)，內(nèi)存是直接插到系統(tǒng)板上（與普通PC相同）之外，內(nèi)存都裝在一個(gè)叫做Memory Book的盒子里，盒子通過(guò)接口再插到系統(tǒng)板上。有一些內(nèi)存條盡管裸露，但也要求安放在專(zhuān)用的內(nèi)存板上再插到系統(tǒng)板。詳細(xì)請(qǐng)參考服務(wù)手冊(cè)（Service Guide）中的內(nèi)存要求（如表3-1所示）。

在以下網(wǎng)址可以查詢RS/6000系列（較舊）的機(jī)器之間的內(nèi)存兼容情況：

http://www.riscanalysis.com/notes/pci%20memory.pdf

通過(guò)www.google.com搜索引擎也可以查到一些非IBM生產(chǎn)的“兼容內(nèi)存”。當(dāng)然，如果使用了這些“兼容”內(nèi)存（包括其他未經(jīng)IBM認(rèn)證許可的任何第三方產(chǎn)品），IBM將不再為這臺(tái)機(jī)器的維護(hù)提供支持。

ChipKiller內(nèi)存技術(shù)

在小型機(jī)中，內(nèi)存通常都是具有錯(cuò)誤檢驗(yàn)的ECC內(nèi)存（Error Checking and Correcting），此類(lèi)內(nèi)存能夠檢測(cè)并更正一位錯(cuò)誤，但只能檢測(cè)（不能更正）同時(shí)發(fā)生兩位數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。由于有錯(cuò)誤檢驗(yàn)，它極大地提高了系統(tǒng)的可靠性，而且已經(jīng)成為小型機(jī)、服務(wù)器的標(biāo)準(zhǔn)配置。為了提高內(nèi)存的吞吐性能，通常小型機(jī)會(huì)同時(shí)讀取一片內(nèi)存條上的多字節(jié)（一般是8位）數(shù)據(jù)以提高性能。通過(guò)1位的ECC校驗(yàn)位，可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，但是由于ECC只能更正一位錯(cuò)誤，所以如果是芯片問(wèn)題，會(huì)有多處錯(cuò)誤同時(shí)發(fā)生（在此內(nèi)存條中），系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)據(jù)有故障，卻無(wú)法恢復(fù)，系統(tǒng)就會(huì)停機(jī)，以便避免數(shù)據(jù)混亂（什么都不做比錯(cuò)誤地做事情影響更小）。但是系統(tǒng)掛起會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存中尚未寫(xiě)入到磁盤(pán)中的數(shù)據(jù)丟失，通常會(huì)有幾兆字節(jié)最新更新數(shù)據(jù)丟失。

為了避免這種情況發(fā)生，IBM設(shè)計(jì)了一種內(nèi)存配置技術(shù)（即ChipKiller技術(shù)，如圖3-1所示），采用類(lèi)似于磁盤(pán)RAID技術(shù)對(duì)內(nèi)存進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)讀數(shù)據(jù)的時(shí)候，不是一次從一條內(nèi)存上讀取多位數(shù)據(jù)，而是同時(shí)從多條內(nèi)存上讀取，這樣即使一條內(nèi)存故障，也會(huì)被發(fā)現(xiàn)并更正。采用ChipKiller技術(shù)的內(nèi)存條芯片排列如圖3-2所示（包括標(biāo)準(zhǔn)的8位內(nèi)存芯片及校驗(yàn)芯片）。這種方式大大提高了內(nèi)存的可靠性，曾被用于火星登錄使用的計(jì)算機(jī)。現(xiàn)在ChipKiller內(nèi)存技術(shù)已經(jīng)被普遍應(yīng)用于所有IBM小型機(jī)和大部分PC服務(wù)器。

這種內(nèi)存設(shè)計(jì)方式也要求內(nèi)存要以一對(duì)、4條、甚至8條一組進(jìn)行裝載，而且一組內(nèi)存中各項(xiàng)參數(shù)（讀取速度等）必須嚴(yán)格相同，否則會(huì)引起嚴(yán)重的性能問(wèn)題。這些苛刻要求，對(duì)于攢小型機(jī)是很大的一個(gè)障礙，當(dāng)不同的內(nèi)存條放到一起的時(shí)候，即使“樣子差不多”，但是由于是不同“批次”生產(chǎn)，工藝不同，特性參數(shù)不同，普通情況下單條使用，完全沒(méi)有問(wèn)題，而在ChipKiller技術(shù)下，瑕疵盡現(xiàn)，很可能不可用（對(duì)于商業(yè)服務(wù)器，嚴(yán)格的事前檢查總比運(yùn)行時(shí)候忽然停機(jī)更好）。但這對(duì)我們卻是壞消息——在小型機(jī)上安裝內(nèi)存的時(shí)候，需要根據(jù)要求組合內(nèi)存，并且一組內(nèi)存型號(hào)必須嚴(yán)格相同。