为什么服务器内存硬件上的黑色颗粒这么多？

为什么服务器内存硬件上的黑色颗粒这么多？

服务器内存条上的黑色颗粒比普通台式机内存多，这是为什么呢？本文将从ECC功能、RDIMM/LRDIMM技术等方面，深入解析服务器内存硬件设计的奥秘。

上图是一个32GB服务器内存条的正面和反面图。可以看到服务器内存上有很多黑色颗粒，相比下面的台式机内存颗粒要多很多。

原因1：服务器内存需要ECC功能

在内存正面有着一串字符串标识：
"32 GB 2R*4 PC4-2666V-RB2-12-DB1"

在这段标识中，第一段的"32 GB"是内存的容量大小。第二段后面的"2R*4"表示该内存有2个Rank，每个内存颗粒的位宽是4bit。

按照这个位宽参数，每个Rank只需要16个内存颗粒就够了，2个Rank需要32个Chip内存颗粒。而实际内存正面有19个内存颗粒，背面有18个内存颗粒，共37个黑色颗粒。

这是因为服务器需要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、容量更大。

DRAM内存是一种易失性存储，平均每小时会出现1-5个比特翻转错误。服务器对稳定性的要求极高，不允许比特翻转错误发生。

ECC内存会板上额外再添加内存颗粒来专门负责检查错误并纠正错误。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。

原因2：RDIMM地址信号缓存

服务器一般采用的是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，都比普通的内存要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。

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3：LRDIMM数据信号缓存

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。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）。

DB数据缓冲器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。

简单总结一下，服务器内存硬件上颗粒数量更多的原因有3个：

1. 需要ECC功能，需要比普通内存多1/8的颗粒数来支持ECC
2. 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
3. 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