CHAPTER 3 第二日上帝说：“储存与计算要分开。”便产生了内存

本章要点

◆ 内存技术

◆ 交换区和AIX如何管理内存

◆ 内存泄漏

◆ 内存管理参数

◆ 内存优化

只有正在计算的信息（指令和数据）才被调入CPU执行，没有用到的信息就保存在内存中。内存具有较快的速度，比磁盘快许多但没有CPU快；内存具有较大的容量，比CPU和Cache大，但没有磁盘大；另外内存是掉电就丢数据的储存媒介。如果没有成本方面的考虑，可能不会有内存这个概念，甚至不会有磁盘/硬盘存储。设计者直接会把这个功能集成到CPU中。但在CPU中增加大容量存储成本实在是太高了，设计也更加复杂，而且不同的应用不仅要求不同数量的CPU，对CPU和内存之间的比例也不同（例如ERP类应用通常需要1:3~4，数据库大概1:2~3，普通网络服务类1:1~1.5，比例单位为1CPU对多少GB内存）。因此就要通过独立的内存芯片，实现数据的临时保存。当然，为了永久保存数据，还需要额外的硬盘之类的介质。为了弥补高速CPU与相对低速的内存之间的速度“鸿沟”，Cache被引入到CPU和内存之间，作为一个速度、容量处于中间状态的过渡区。

3.1 内存芯片

出于降低成本的考虑，现在pSeries使用的内存一般都非常标准，可以使用市场上出售的PC内存。但由于内存的种类太多，经常容易出现兼容性问题。有5个方面会导致内存不可用。

（1）片脚。片脚样式不对肯定插不进去，所以这一点最好检查。

（2）芯片类型。内存芯片有很多类型，ECC，EDO，DDR，SDRAM，是否支持“Chip Killer”技术等，这些标准一般会在内存芯片（条）上有标记，或者查找关于此种类内存的说明。

（3）主频。芯片支持的频率如果不匹配，有时即使自检可以通过，但很容易死机。通常超频问题较大（总线频率高于芯片标准），降频问题会少很多，但并不是说一定不出问题。

（4）配置要求。一些机型要求成对插入内存片，而另一些可能需要4片甚至8片一组，对于具体的槽位、大小容量组合都有特殊的要求。中、高端的IBM小型机都需要偶数对的内存芯片（条），这是“Chip Killer”技术的要求，以达到对校验实现类似RAID的效果，基于此要求，同组芯片（条）要求具有完全相同的物理特征，包括支持的主频，如果内存质量很差，两条芯片某些参数不一致，启动自检就会失败。

（5）Memory Book或专用内存板。除了低端的小型机，内存是直接插到系统板上（与普通PC相同）之外，内存都装在一个叫做Memory Book的盒子里，盒子通过接口再插到系统板上。有一些内存条尽管裸露，但也要求安放在专用的内存板上再插到系统板。详细请参考服务手册（Service Guide）中的内存要求（如表3-1所示）。

在以下网址可以查询RS/6000系列（较旧）的机器之间的内存兼容情况：

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

通过www.google.com搜索引擎也可以查到一些非IBM生产的“兼容内存”。当然，如果使用了这些“兼容”内存（包括其他未经IBM认证许可的任何第三方产品），IBM将不再为这台机器的维护提供支持。

ChipKiller内存技术

在小型机中，内存通常都是具有错误检验的ECC内存（Error Checking and Correcting），此类内存能够检测并更正一位错误，但只能检测（不能更正）同时发生两位数据错误。由于有错误检验，它极大地提高了系统的可靠性，而且已经成为小型机、服务器的标准配置。为了提高内存的吞吐性能，通常小型机会同时读取一片内存条上的多字节（一般是8位）数据以提高性能。通过1位的ECC校验位，可以发现数据错误，但是由于ECC只能更正一位错误，所以如果是芯片问题，会有多处错误同时发生（在此内存条中），系统发现了数据有故障，却无法恢复，系统就会停机，以便避免数据混乱（什么都不做比错误地做事情影响更小）。但是系统挂起会导致内存中尚未写入到磁盘中的数据丢失，通常会有几兆字节最新更新数据丢失。

为了避免这种情况发生，IBM设计了一种内存配置技术（即ChipKiller技术，如图3-1所示），采用类似于磁盘RAID技术对内存进行保护，当读数据的时候，不是一次从一条内存上读取多位数据，而是同时从多条内存上读取，这样即使一条内存故障，也会被发现并更正。采用ChipKiller技术的内存条芯片排列如图3-2所示（包括标准的8位内存芯片及校验芯片）。这种方式大大提高了内存的可靠性，曾被用于火星登录使用的计算机。现在ChipKiller内存技术已经被普遍应用于所有IBM小型机和大部分PC服务器。

这种内存设计方式也要求内存要以一对、4条、甚至8条一组进行装载，而且一组内存中各项参数（读取速度等）必须严格相同，否则会引起严重的性能问题。这些苛刻要求，对于攒小型机是很大的一个障碍，当不同的内存条放到一起的时候，即使“样子差不多”，但是由于是不同“批次”生产，工艺不同，特性参数不同，普通情况下单条使用，完全没有问题，而在ChipKiller技术下，瑕疵尽现，很可能不可用（对于商业服务器，严格的事前检查总比运行时候忽然停机更好）。但这对我们却是坏消息——在小型机上安装内存的时候，需要根据要求组合内存，并且一组内存型号必须严格相同。