コンピュータのデータやコンピュータの命令を、電気的に保管しておく場所をメモリといいます。一般的に、メモリと書かれる場合は、プロセッサが直接アクセスできるメインメモリを指しています。メインメモリでは、容量や価格、アクセス性能などの面から、DRAM（Dynamic Random Access Memory）が多く利用されています。
また、広義のメモリの定義では、キャッシュメモリを含む場合もあります。キャッシュメモリとは、メインメモリとプロセッサの間やストレージとメインメモリの間などに配置される小容量の高速なメモリで、速度の異なるデバイス間のデータの転送を高速化するために利用されます。メインメモリよりも小容量で高速性が要求されるキャッシュメモリでは、単価は高いですが高速なSRAM（Static Random Access Memory）が使用されています。
OSが起動すると、メモリにはOSの多くの部分や、使用されるデータやプログラムが格納され、プロセッサが必要に応じてメモリからデータなどを取り出せるように構成されます。したがって、メモリへプロセッサから高速アクセスできるかどうかで、x86サーバのパフォーマンスに大きな影響を与えます。また、DRAMは低価格化が進んでいることと、OSやアプリケーションの要求するメモリ容量が増加し続けていることから、x86サーバの搭載メモリは大容量化が進んでいます。容量の増加に伴って、メモリが正常に動作するかどうかで、x86サーバの信頼性を左右することになります。
HP ProLiantサーバでは、信頼性を持ったメモリアクセスを行うために、様々なテクノロジを業界に先駆けて採用してきました。たとえば、1993年にECCメモリをx86サーバで初めて採用し、1996年にはアドバンストECC技術を開発・採用しています。現在、これらのテクノロジは業界標準となっており、多くのサーバで利用できるようになっています。さらに、HP ProLiantサーバではアドバンスドメモリプロテクション技術をサポートすることで、もっとも高い信頼性を提供しています。以下にHP ProLiantサーバに実装されているメモリ保護技術の概要を記載します。
- ECCメモリ
ECCメモリは、ECCメモリコントローラにより、64ビットごとに8ビットのチェックサムを使用して、メモリのデータ保護を行います。
HP ProLiantサーバでは、100シリーズの一部の機種がECCメモリによるメモリ保護を行っています。 ECCでは、プロセッサへの直接転送時に発生するシングルビットエラーの訂正をおこなうことが出来ます。また、マルチビットのエラーを検出できます（訂正はしません）。これらのマルチビットのエラーが検出された場合には、シャットダウンするように指示するNMI（Non-maskable
Interrupt）を生成して、システムに対するデータ不整合を回避します。
- アドバンストECC
アドバンストECCは、メモリ内のDRAMチップの各ビットをおのおの別のECCコントローラに分割して割り付けてチェックサムを付けることで、メモリのデータ保護を行います。
HP ProLiantサーバでは、100シリーズの一部の機種を除き、標準でアドバンストECCをサポートしています。
アドバンストECCは、1つのDRAMチップ上のマルチビットエラーを訂正することができ、チップ全体の障害があった場合でも訂正することができます。たとえば、4ビットのDRAMチップの場合、各DRAMチップの4ビットのデータは、おのおの分割されて4つのECCメモリコントローラに入力されます。仮にDRAMチップ全体が障害を起こしたとしても、各ECCコントローラでは1ビットのエラーとして処理でき、データの訂正を行うことができます。
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アドバンストECCメモリのデータの扱い（4bitDRAMの場合） |
- アドバンストメモリプロテクション
- オンラインスペアメモリ
オンラインスペアメモリは、障害の事前予知状態になったシステムメモリから、スペアとして指定されたメモリにデータをコピーして、サーバの稼働中（オンライン）に切り替えることでメモリ保護を行います。障害の事前予知状態かどうかの判断は、ある一定の閾（しきい）値を超えるような訂正可能なメモリエラーの発生を検出することによって行います。訂正可能なメモリエラーを多発するDIMMは、将来、訂正不可能なメモリエラーが起こす可能性が高いため、メモリ障害によるシステムダウンの可能性を減らすことを期待できます。
オンラインスペアメモリは、Intelプロセッサを採用したHP ProLiantサーバの300シリーズ以上の機種でサポートされています（ML310 G4およびDL320 G5は除きます）。オンラインスペアメモリでは、メモリバンクのうち1つをスペアとして指定し、残りをシステムメモリとして使用するので、全体容量からスペアメモリの容量分を除いたものが使用可能な容量となります。
300シリーズのG5で採用されているオンラインスペアメモリは、1つのランクを使用してスペアメモリを構成するため、シングルランクメモリとデュアルランクメモリで動作が異なります。具体的にはシングルランクメモリの場合はFB
DIMM1枚、デュアルランクメモリの場合はFB
DIMMの1枚の半分を利用して、スペアメモリを構成します。システムメモリとして使用しているFB
DIMMで、事前障害予知状態となったときに、スペアメモリにデータをコピーします。そして、データのコピー後にオンラインでスペアメモリをシステムメモリに自動的に切り替えます。
障害のあったメモリの交換にシステムの停止を必要としますが、予定されたメンテナンスタイミングなどに対応ができるので、メモリの障害に伴う停止時間を削減することができます。
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オンラインスペアメモリの動作 |
- ミラーメモリ
ミラーメモリは、2つのメモリバンクを組として、ミラー化した構成をつくり、メモリ保護を行います。
Intelプロセッサを採用した300シリーズのG5（DL320G5は除きます）や100シリーズの一部の機種でミラーメモリをサポートします。実際に使用可能なメモリ容量は、全体容量のうちの半分となります。
ミラーメモリで組となるメモリバンクは、別々のメモリブランチに属するように構成します。メモリブランチは、異なるメモリコントローラの配下にあるメモリの集合で、複数のメモリバンクから構成されています。データは２つのメモリバンクに同時に書き込まれ、プライマリとして構成されたメモリバンクから読み出されます。プライマリ側のメモリバンクでの修正不能なエラーや、DIMMの故障などの場合、自動的に読み出しを行うメモリバンクを切り替え、サーバを停止すること無く稼動し続けることができます。
障害のあったメモリの交換にシステムの停止を必要としますが、予定されたメンテナンスタイミングなどに対応ができるので、メモリの障害に伴う停止時間を削減することができます。
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DL380G5のミラーメモリ構成 |
- ホットプラグ ミラーメモリ
ホットプラグミラーメモリは、サーバの稼動時に交換可能な2つまたは4つのメモリボードでミラー構成を作り、メモリ保護を行います。
Intelプロセッサを採用した500シリーズのG3およびG4サーバで、ホットプラグミラーメモリをサポートします。使用可能なメモリ容量は、全体容量のうちの半分となります。
通常は、両方のメモリボードにデータは同時に書き込まれますが、読み込みは片方からのみ行われます。一方のメモリボードでメモリ障害が発生した場合、書き込みのみを行っていたメモリボードで読み込みと書き込みを行うことで、サーバは稼動しつづけます。メモリボードはサーバの稼動時に交換可能なので、障害の発生したメモリを搭載したメモリボードを取り外し、メモリを交換して正常な状態に修復することも可能なので、停止時間は発生しません。
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ホットプラグミラーメモリの動作 |
- ホットプラグRAIDメモリ
ホットプラグRAIDメモリは、サーバの稼動時に交換可能な4つのメモリボードに同じ容量のメモリを搭載し、ディスクのRAID5と同じように3つの分割されたデータとそのパリティデータを分散書き込みできる構成を作り、メモリ保護を行います。
ホットプラグRAIDメモリは、Intelプロセッサを採用した500シリーズのG3およびG4でサポートされています。使用可能なメモリ容量は、全体容量の75%となります。
データの書き込みの際には、キャッシュラインごとに、XOR（排他的論理和）演算によるパリティをキャッシュラインから生成して、1つのメモリボードに書き込みます。それと同時に、データのキャッシュラインを3つのメモリボードに分割して書き込みます。おのおののキャッシュラインで、パリティを書き込むメモリボードを切り替えることによりパリティを分散します。メモリ障害やメモリボード全体の障害が発生した場合でも、残りの正常なメモリボードに分散書き込みされたデータとパリティにより、サーバは稼動しつづけることができます。
尚、障害が発生したメモリボードはサーバの稼動時に交換可能なので、障害復旧作業の際にもサーバを停止させる必要はありません。
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RAIDメモリのパリティ書き込み |
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