Beth yw Cof ECC? – Technipages

Beth yw Cof ECC? - Technipages 1

Mae rhywfaint o RAM, neu gof Random-Access, yn cael ei hysbysebu fel cof ECC. Mae ECC yn sefyll am God Cywiro Gwallau ac mae’n broses o nodi a chywiro gwallau yn y cof. Gall gwallau mewn RAM achosi llygredd neu newid data, a all arwain at ddamweiniau dyfeisiau a hyd yn oed gwendidau diogelwch. Yn nodweddiadol nid yw ECC RAM yn gydnaws â chaledwedd PC gradd defnyddiwr.

Beth yw gwallau cof?

Mae gwallau cof yn fater lle mae’r gwerth sy’n cael ei storio yn y cof yn cael ei newid. Mae data mewn RAM yn cael ei storio mewn deuaidd, gyda gwerthoedd o 1 neu 0. Os yw gwerth a 1 yn cael ei newid i a 0 neu i’r gwrthwyneb, mewn proses o’r enw bit-fflipio, mae’r data sy’n cael ei storio yn yr RAM yn newid.

Er enghraifft, gellid defnyddio’r darn wedi’i newid i storio gwerth mewn taenlen. Yn yr achos hwn, gellid newid y gwerth yn y daenlen i nifer hollol wahanol a fyddai’n effeithio ar ganlyniad unrhyw gyfrifiadau, er enghraifft newid rhagolygon economaidd busnes. Mewn achosion eraill, gallai’r darn wedi’i newid analluogi nodwedd ddiogelwch, neu creu typo sy’n newid sut mae rhaglen yn cael ei rhedeg. Mae’r ddwy enghraifft hyn yn anodd iawn eu canfod a’u datrys heb ddefnyddio cof ECC. Mewn senario eithafol, gallai un darn sy’n cael ei fflipio achosi gwall trychinebus sy’n achosi damwain system.

Mae gan fflipio didau lawer o achosion posib, mae’r achos mwyaf cyffredin yn ganlyniad ymbelydredd cefndir, a achosir yn bennaf gan niwtronau a grëir gan ddigwyddiadau pelydr cosmig. Mae pelydr cosmig yn ronyn egni uchel, yn nodweddiadol proton, sy’n teithio ar gyflymder y golau bron. Maent yn cael eu hallyrru gan gyrff serol gan gynnwys yr Haul a gwrthrychau seryddol ynni uchel eraill. Pan fydd pelydr cosmig yn taro atom, crëir cawod o niwtronau a gronynnau is-atomig eraill, yna mae’r niwtronau hyn yn mynd ymlaen i gael rhyngweithiadau eilaidd.

Credir mai’r rhyngweithiadau niwtron eilaidd hyn yw prif ffynhonnell gwallau fflipio. Mae pelydrau cosmig yn fwy cyffredin ar uchderau uwch gydag a 3Cynnydd .5x yn 1.5km uwch lefel y môr a chynnydd o 300x ar uchder mordeithio cwmnïau hedfan. Mae’r risg uwch hon ar uchder yn gofyn am fesurau dibynadwyedd ychwanegol.

Pa mor gyffredin yw gwallau cof?

Nid yw’r rhan fwyaf o bobl yn gweld eu cyfrifiaduron yn chwilfriw bob dydd, felly byddai’n hawdd meddwl mai risg ddamcaniaethol yw hon yn bennaf. Defnyddiwyd ymchwil o ganolfannau data hyperscale i ddadansoddi cyfradd y digwyddiadau fflipio-did. Mae ymchwil a wnaed gan Google ar draws ei ganolfannau data wedi dangos cyfradd gwallau yn fras 1 gwall un did fesul gigabeit o RAM bob 1.8 oriau.

Ffurfiwyd cenhadaeth Nasas Cassini-Huygens a lansiwyd ym 1997 i deithio i Saturn gyda dau gyfrifiadur hedfan union yr un 2.5 Gb o RAM. Ar draws dwy flynedd a hanner gyntaf ei thaith, arsylwodd y llong ofod 280 o wallau un did cyson y dydd. Yn ystod un diwrnod, pan oedd Cassini-Huygens yn llwybr fflêr solar, gwelwyd cynnydd pedair gwaith yn fwy o wallau did, gan ddarparu tystiolaeth bellach mai’r Haul oedd achos y rhan fwyaf o faterion fflipio did.

Roedd pryderon y byddai’r cynnydd parhaus yn nwysedd y modiwlau RAM yn arwain at fersiynau diweddarach o RAM yn fwy a mwy agored i fflip-didau. Mae astudiaethau mwy diweddar wedi dangos bod y gwrthwyneb yn wir mewn gwirionedd, gan fod gwallau wedi gostwng wrth i geometreg y broses leihau.

Sut mae cof ECC yn amddiffyn rhag gwallau?

Mae cof ECC yn defnyddio codau cywiro gwallau, fel codau Hamming, i gywiro gwallau un did mewn RAM. Gellir canfod gwallau did dwbl ond nid eu cywiro. Mae codau cywiro gwallau morthwylio yn gweithio trwy ddefnyddio amrywiaeth o ddarnau cydraddoldeb. Gyda’i gilydd gellir defnyddio’r darnau cydraddoldeb hyn i ganfod a oes unrhyw ddarnau data wedi newid. Os nodir bod ychydig wedi fflipio yna caiff ei newid yn ôl yn awtomatig.

Awgrym: Mae gwall un did yn ddigwyddiad sy’n tipio ychydig pan mai dim ond un darn sy’n cael ei fflipio. Mewn gwallau dwbl0bit, mae dau ddarn yn cael eu fflipio. Nid oes angen troi’r ddau ddarn yn yr un digwyddiad, dim ond cyn cywiro’r did fflipio cyntaf y mae angen i’r ail fflip-did ddigwydd.

Mae un darn cydraddoldeb mwy na’r hyn sy’n ofynnol wedi’i gynnwys yng nghodau cywiro gwallau Hamming. Mae’r darn cydraddoldeb ychwanegol hwn yn rhoi’r gallu i’r cod ganfod gwallau did dwbl, fodd bynnag, ni ellir cywiro’r gwallau hyn.

Perfformir y broses o berfformio’r canfod a chywiro gwallau ar y rheolydd cof ar fwrdd y ffon RAM.

Argaeledd a chefnogaeth defnyddwyr

Nid yw’r mwyafrif o galedwedd PC gradd defnyddiwr yn cefnogi cof ECC. Mae hyn yn rhannol fel dull o wahaniaethu caledwedd gweinydd yn artiffisial oddi wrth galedwedd defnyddwyr. Mae ECC RAM, fodd bynnag, yn costio mwy ac yn rhedeg ychydig yn arafach. Yn ogystal, mae’r sefydlogrwydd ychwanegol y byddai’n ei ddarparu i ddefnyddwyr cartref yn fach iawn gan nad gwallau fflipio-bit yw prif achos damweiniau system.

Nid oes unrhyw un o CPUau gradd defnyddwyr a brwdfrydig Intels yn cefnogi cof ECC, dim ond ei CPUau gradd gweinydd, fel y mae CPUau ystod Xeon yn ei wneud. Nid yw CPUau gradd defnyddwyr AMD yn cefnogi ECC, fodd bynnag, mae eu gweithfan a’u CPUau gradd gweinydd, Threadripper ac EPYC yn y drefn honno, yn cefnogi cof ECC.