CHAPTER 3 第二日上帝說：“儲存與計算要分開。”便產生了內存

本章要點

◆ 內存技術

◆ 交換區和AIX如何管理內存

◆ 內存泄漏

◆ 內存管理參數

◆ 內存優化

只有正在計算的信息（指令和數據）才被調入CPU執行，沒有用到的信息就保存在內存中。內存具有較快的速度，比磁盤快許多但沒有CPU快；內存具有較大的容量，比CPU和Cache大，但沒有磁盤大；另外內存是掉電就丟數據的儲存媒介。如果沒有成本方面的考慮，可能不會有內存這個概念，甚至不會有磁盤/硬盤存儲。設計者直接會把這個功能集成到CPU中。但在CPU中增加大容量存儲成本實在是太高了，設計也更加復雜，而且不同的應用不僅要求不同數量的CPU，對CPU和內存之間的比例也不同（例如ERP類應用通常需要1:3~4，數據庫大概1:2~3，普通網絡服務類1:1~1.5，比例單位為1CPU對多少GB內存）。因此就要通過獨立的內存芯片，實現數據的臨時保存。當然，為了永久保存數據，還需要額外的硬盤之類的介質。為了彌補高速CPU與相對低速的內存之間的速度“鴻溝”，Cache被引入到CPU和內存之間，作為一個速度、容量處于中間狀態的過渡區。

3.1 內存芯片

出于降低成本的考慮，現在pSeries使用的內存一般都非常標準，可以使用市場上出售的PC內存。但由于內存的種類太多，經常容易出現兼容性問題。有5個方面會導致內存不可用。

（1）片腳。片腳樣式不對肯定插不進去，所以這一點最好檢查。

（2）芯片類型。內存芯片有很多類型，ECC，EDO，DDR，SDRAM，是否支持“Chip Killer”技術等，這些標準一般會在內存芯片（條）上有標記，或者查找關于此種類內存的說明。

（3）主頻。芯片支持的頻率如果不匹配，有時即使自檢可以通過，但很容易死機。通常超頻問題較大（總線頻率高于芯片標準），降頻問題會少很多，但并不是說一定不出問題。

（4）配置要求。一些機型要求成對插入內存片，而另一些可能需要4片甚至8片一組，對于具體的槽位、大小容量組合都有特殊的要求。中、高端的IBM小型機都需要偶數對的內存芯片（條），這是“Chip Killer”技術的要求，以達到對校驗實現類似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，如果內存質量很差，兩條芯片某些參數不一致，啟動自檢就會失敗。

（5）Memory Book或專用內存板。除了低端的小型機，內存是直接插到系統板上（與普通PC相同）之外，內存都裝在一個叫做Memory Book的盒子里，盒子通過接口再插到系統板上。有一些內存條盡管裸露，但也要求安放在專用的內存板上再插到系統板。詳細請參考服務手冊（Service Guide）中的內存要求（如表3-1所示）。

在以下網址可以查詢RS/6000系列（較舊）的機器之間的內存兼容情況：

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

通過www.google.com搜索引擎也可以查到一些非IBM生產的“兼容內存”。當然，如果使用了這些“兼容”內存（包括其他未經IBM認證許可的任何第三方產品），IBM將不再為這臺機器的維護提供支持。

ChipKiller內存技術

在小型機中，內存通常都是具有錯誤檢驗的ECC內存（Error Checking and Correcting），此類內存能夠檢測并更正一位錯誤，但只能檢測（不能更正）同時發生兩位數據錯誤。由于有錯誤檢驗，它極大地提高了系統的可靠性，而且已經成為小型機、服務器的標準配置。為了提高內存的吞吐性能，通常小型機會同時讀取一片內存條上的多字節（一般是8位）數據以提高性能。通過1位的ECC校驗位，可以發現數據錯誤，但是由于ECC只能更正一位錯誤，所以如果是芯片問題，會有多處錯誤同時發生（在此內存條中），系統發現了數據有故障，卻無法恢復，系統就會停機，以便避免數據混亂（什么都不做比錯誤地做事情影響更小）。但是系統掛起會導致內存中尚未寫入到磁盤中的數據丟失，通常會有幾兆字節最新更新數據丟失。

為了避免這種情況發生，IBM設計了一種內存配置技術（即ChipKiller技術，如圖3-1所示），采用類似于磁盤RAID技術對內存進行保護，當讀數據的時候，不是一次從一條內存上讀取多位數據，而是同時從多條內存上讀取，這樣即使一條內存故障，也會被發現并更正。采用ChipKiller技術的內存條芯片排列如圖3-2所示（包括標準的8位內存芯片及校驗芯片）。這種方式大大提高了內存的可靠性，曾被用于火星登錄使用的計算機。現在ChipKiller內存技術已經被普遍應用于所有IBM小型機和大部分PC服務器。

這種內存設計方式也要求內存要以一對、4條、甚至8條一組進行裝載，而且一組內存中各項參數（讀取速度等）必須嚴格相同，否則會引起嚴重的性能問題。這些苛刻要求，對于攢小型機是很大的一個障礙，當不同的內存條放到一起的時候，即使“樣子差不多”，但是由于是不同“批次”生產，工藝不同，特性參數不同，普通情況下單條使用，完全沒有問題，而在ChipKiller技術下，瑕疵盡現，很可能不可用（對于商業服務器，嚴格的事前檢查總比運行時候忽然停機更好）。但這對我們卻是壞消息——在小型機上安裝內存的時候，需要根據要求組合內存，并且一組內存型號必須嚴格相同。