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メモリ技術解説

メモリの種類

メモリとは、コンピュータ上で動作しているソフトウェアの各種情報(データ)を、一時的に記録するための半導体記憶装置です。メモリ容量を増やすほど、大きな情報を扱えたり、同時に実行できるソフトウェアの数が多くなります。現在の市場で使用されているメモリの殆どは DRAM (Dynamic Random Access Memory)です。DRAMの中でも消費電力や形状の違いにより、以下のような種類があります。

DDR4 SDRAM

DDR4 SDRAM (Double Data Rate 4 SDRAM)は第四世代のDDR SDRAM*規格です。前世代のDDR3 SDRAMに比べ2倍の高速データ転送が可能で、1.2Vの低電圧で動作します。

  • *:SDRAMとは、システムクロック信号1周期で1回のデータのやり取りを行なう方式です。DDRとは「Double Data Rate」の略で、DDR SDRAMはSDRAMの2倍の転送速度を持つDRAMです。

RDIMM、LRDIMM、UDIMM

バッファチップを搭載したメモリモジュールをRDIMM(Registered DIMM)またはLRDIMM(Load Reduced DIMM)、バッファチップを搭載していないメモリモジュールをUDIMM(Unbuffered DIMM)と呼びます。RDIMMやLRDIMMはバッファチップを搭載することで、メモリアクセスが安定化するとともに、メモリモジュールの大容量化や、1システムあたりに多くのメモリモジュールの搭載が可能です。 LRDIMMはメモリバスに対する負荷を軽減することができるメモリモジュールで、RDIMMより高い集積度を実現し、メモリの大容量化が可能です。

TSV DIMM

TSV DIMMとは、TSV(Through Silicon Via)技術を用いて積層したメモリチップを実装したメモリモジュールです。TSV技術で積層化し1つのメモリチップのメモリ容量を大きくすることで、メモリモジュールあたりの容量を増やすことが出来ます。

【画像】TSV DIMMイメージ

動作周波数

メモリには最大動作周波数があり、CPUやメモリ構成にもよりますが、この値が大きいほど高速な処理が可能になります。現在主流のメモリでは1866MHz、2133MHzもしくは2400MHzです。

メモリの冗長性・信頼性を高める技術

メモリに障害が発生すると、利用している重要なデータが失われたり、動作しているソフトウェアが暴走するなど、サーバに致命的な障害が発生する可能性があります。
そのため、メモリにはいくつかのメモリ保護技術があります。

ECC(Error Correction Code)

ECC(Error Correction Code)は、データにパリティデータを付加することで、データのエラーを検出して、自動修復する機能です。データ読み込み時に、読み込んだデータから算出したコードと、元のコードを照合することで、エラーを検出(1ビットエラーは訂正、2ビットエラーは再試行)します。

【画像】ECC(Error Correction Code)

X4 SDDC (Single Device Data Correction)

SDDC(Single Device Data Correction)とは、複数のメモリ・チップのうち1チップが故障しても、データを自動修復する技術です。通常、サーバ用のDIMMはデータ幅が4ビットまたは8ビットのDRAMチップ複数個で構成されます。x4 SDDCとは、これらデータ幅が4ビットのDRAMチップのうち1チップが故障しても(最大4ビットエラー)、データを修復する技術です。

【画像】x4 SDDC

メモリロックステップ(x8 SDDC)

x8 SDDCとは、データ幅が8ビットのDRAMチップのうち1チップが故障しても(最大8ビットエラー)、データを修復する技術です。
メモリロックステップ(x8 SDDC)は、2つのメモリチャネル間の対応する2つのグループのDIMMを多重化して並列動作させることでx8 SDDCを実現します。x8 SDDCによって、1つのデバイスで1~8データビットのエラー検出・訂正機能をサポートします。

【画像】メモリロックステップ(x8 SDDC)

メモリミラーリング

メモリバンク単位ですることで高いフォールトトレランスを提供いたします。エンタープライズ領域における高信頼性システムを実現し、システムの安定稼動をサポートします。

【画像】メモリミラーリング

メモリスペアリング

予備メモリ(スペア)を待機させることにより、運用しているメモリで訂正可能なエラーが発生した場合、待機させている増設メモリボードに自動的に運用を切り替え、処理を継続させる機能です。

【画像】メモリスペアリング

メモリの高速性を高める技術

大量の連続データを読み出す際、メモリアクセスの待ち時間がネックとなることがあります。この待ち時間を短縮するためにメモリの高速化技術があります。

メモリインターリーブ

メモリインターリーブとは、複数のメモリ領域に対して連続したメモリアドレスを割当て、並列処理を行うことによって高速アクセスを可能にする方法です。2つのメモリ領域で構成されるインタリーブを2Wayインタリーブ、4つのメモリ領域で構成されるインタリーブを4Wayインタリーブと呼びます。一般に4Wayインタリーブが2Wayインタリーブよりも高速です。

【画像】メモリインターリーブ

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