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導入する前のアドバイス

1.2. HP ProLiantサーバーのハードウェアで提供されるメリット

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1.2.4. HP ProLiantサーバーのハードウェア・その4 ― メモリ

コンピューターのデータやコンピューターの命令を、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、プロセッサー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ー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、プロセッサー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ーから高速アクセスできるかどうかで、x86サーバーのパフォーマンスは大きく変わります。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サーバーの搭載メモリは大容量化が進んでいます。

HP ProLiantサーバーでは、信頼性を持ったメモリアクセスを行うために、様々なテクノロジー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サーバーで初めて採用し、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ーは業界標準となっており、多くのサーバーで利用できるようになっています。さらに、HP ProLiantサーバー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サーバー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ーにより、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サーバーでは、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、プロセッサー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コントローラー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サーバーでは、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ーに入力されます。仮にDRAMチップ全体が障害を起こしたとしても、各ECCコントローラーでは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。
     
    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、サーバーの稼働中(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プロセッサーを採用したHP ProLiantサーバーの200シリーズ以上の一部の機種でサポートされています。オンラインスペアメモリでは、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。
      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。
    • ミラーメモリ
      ミラーメモリは、メモリモジュールを2分して、ミラー化した構成をつくり、メモリ保護を行います。
      Intelプロセッサーを採用したHP ProLiantサーバー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。
      ミラーメモリを構成した場合、データはミラー化した2つのメモリ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から読み出されます。プライマリ側のメモリ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を切り替えるため、サーバー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。
    • ロックステップメモリ
      ロックステップメモリは2つのメモリチャネルを同時に使い、アドバンストECCよりも高度なデータ保護を行います。Intel Xeon 5500シリーズを採用したHP ProLiantサーバーの一部の機種でサポートされます。Intel Xeon 5500プロセッサーはメモリコントローラーをプロセッサーに内蔵し、3つのメモリチャネルを持ちますが、ロックステップメモリを利用する場合、3つ目のチャネルに装着したメモリは利用できません。 ロックステップモードでは、2つの物理メモリチャネルを1つの論理的なチャネルとして取り扱い、データの読み書き操作を2つのメモリチャネルに対して行います。2つのメモリチャネルでキャッシュラインを構成するため、それぞれのチャネルで8ビットまでのエラー検出が可能で、キャッシュラインにおける8ビットまでのエラーを訂正できます。

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