
定義
ECC校驗是一種內存糾錯原理,它是比較先進的內存錯誤檢查和更正的手段。ECC內存即糾錯內存,簡單的說,其具有發現錯誤,糾正錯誤的功能,一般多應用在高檔臺式電腦/服務器及圖形工作站上,這將使整個電腦系統在工作時更趨于安全穩定。
技術原理
內存是一種電子器件,在其工作過程中難免會出現錯誤,而對于穩定性要求高的用戶來說,內存錯誤可能會引起致命性的問題。內存錯誤根據其原因還可分為硬錯誤和軟錯誤。硬件錯誤是由于硬件的損害或缺陷造成的,因此數據總是不正確,此類錯誤是無法糾正的;軟錯誤是隨機出現的,例如在內存附近突然出現電子干擾等因素都可能造成內存軟錯誤的發生。
為了能檢測和糾正內存軟錯誤,在ECC技術出現之前,首先出現的是內存“奇偶校驗(Parity)”。內存中最小的單位是比特,也稱為“位(bit)”,位有只有兩種狀態分別以1和0來標示,每8個連續的比特叫做一個字節(byte)。不帶奇偶校驗的內存每個字節只有8位,如果其某一位存儲了錯誤的值,就會導致其存儲的相應數據發生變化,進而導致應用程序發生錯誤。而奇偶校驗就是在每一字節(8位)之外又增加了一位作為錯誤檢測位。在某字節中存儲數據之后,在其8個位上存儲的數據是固定的,因為位只能有兩種狀態1或0,假設存儲的數據用位標示為1、1、1、0、0、1、0、1,那么把每個位相加(1+1+1+0+0+1+0+1=5),結果是奇數。對于偶校驗,校驗位就定義為1,反之則為0;對于奇校驗,則相反。當CPU讀取存儲的數據時,它會再次把前8位中存儲的數據相加,計算結果是否與校驗位相一致。從而一定程度上能檢測出內存錯誤,奇偶校驗只能檢測出錯誤而無法對其進行修正,同時雖然雙位同時發生錯誤的概率相當低,奇偶校驗卻無法檢測出雙位錯誤。
通過上面的分析我們知道Parity內存是通過在原來數據位的基礎上增加一個數據位來檢查當前8位數據的正確性,但隨著數據位的增加Parity用來檢驗的數據位也成倍增加,就是說當數據位為16位時它需要增加2位用于檢查,當數據位為32位時則需增加4位,依此類推。特別是當數據量非常大時,數據出錯的幾率也就越大,對于只能糾正簡單錯誤的奇偶檢驗的方法就顯得力不從心了,正是基于這樣一種情況,一種新的內存技術應允而生了,這就是ECC(錯誤檢查和糾正),這種技術也是在原來的數據位上外加校驗位來實現的。不同的是兩者增加的方法不一樣,這也就導致了兩者的主要功能不太一樣。它與Parity不同的是如果數據位是8位,則需要增加5位來進行ECC錯誤檢查和糾正,數據位每增加一倍,ECC只增加一位檢驗位,也就是說當數據位為16位時ECC位為6位,32位時ECC位為7位,數據位為64位時ECC位為8位,依此類推,數據位每增加一倍,ECC位只增加一位。總之,在內存中ECC能夠容許錯誤,并可以將錯誤更正,使系統得以持續正常的操作,不致因錯誤而中斷,且ECC具有自動更正的能力,可以將Parity無法檢查出來的錯誤位查出并將錯誤修正。
示例
ECC(Error Checking and Correcting,錯誤檢查和糾正)內存,它同樣也是在數據位上額外的位存儲一個用數據加密的代碼。當數據被寫入內存,相應的ECC代碼與此同時也被保存下來。當重新讀回剛才存儲的數據時,保存下來不ECC代碼就會和讀數據時產生的ECC代碼做比較。如果兩個代碼不相同,他們則會被解碼,以確定數據中的哪一位是不正確的。然后這一錯誤位會被拋棄,內存控制器則會釋放出正確的數據。被糾正的數據很少會被放回內存。假如相同的錯誤數據再次被讀出,則糾正過程再次被執行。重寫數據會增加處理過程的開銷,這樣則會導致系統性能的明顯降低。如果是隨機事件而非內存的缺點產生的錯誤,則這一內存地址的錯誤數據會被再次寫入的其他數據所取代。
審核編輯:符乾江
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