如何選擇內(nèi)存模式?(Independent/Mirroring/Lock Step)區(qū)別與性能 – in a nutshell

大部分主板現(xiàn)在提供多種內(nèi)存模式(Memory Mode),一般有:Independent/Mirroring/Lock Step/Sparing四種模式。吾輩簡(jiǎn)單的說明一下四種模式的優(yōu)劣以及性能&安全性對(duì)比。
吾輩的小站原文:http://www.shiiko.cn/2019/02/notes/memory-mode/

最直白的性能&安全性對(duì)比(由快到慢)
開門見山的測(cè)試結(jié)果。
性能:Independent >?Mirroring(僅可用總內(nèi)存的一半) >?Sparing > Lock Step(按照設(shè)置決定可用值)
安全性:Mirroring(僅可用總內(nèi)存的一半)>?Lock Step ≈ Sparing(按照設(shè)置決定可用值) > Independent
測(cè)試用古董平臺(tái)
DDR3 1333 8GB x4 (四通道)
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Windows10 專業(yè)版

四種內(nèi)存模式的詳細(xì)說明
Independent / 獨(dú)立通道模式
獨(dú)立通道模式是指每個(gè)通道(Channel)獨(dú)立運(yùn)行,一個(gè)內(nèi)存通道對(duì)應(yīng)CPU的一個(gè)高速緩存行(Cache-line)。通俗的說就是由CPU直接訪問所有內(nèi)存通道,來達(dá)到最大帶寬和最大速度。對(duì)于一般游戲玩家來說,這個(gè)模式可以達(dá)到內(nèi)存的最高性能。通常說的“多通道內(nèi)存”在這個(gè)模式下可以發(fā)揮最大性能。
最少內(nèi)存條數(shù):1
可用內(nèi)存:全部
性能:最大
安全:最低
獨(dú)立通道模式中所有的內(nèi)存都將被單獨(dú)識(shí)別,可以使用處理器支持的最高內(nèi)存通道。



Lock Step / 精確同步模式
精確同步模式使用相同的、冗余的硬件組件在同一時(shí)間內(nèi)處理相同的指令,在一個(gè)CPU高速緩存行(Cache-line)上的數(shù)據(jù)被分布到幾個(gè)內(nèi)存通道上。在一定時(shí)間內(nèi)執(zhí)行、同步同樣的數(shù)據(jù)和指令。即使出現(xiàn)故障也能在不中斷當(dāng)前任務(wù)的情況下恢復(fù)。這個(gè)模式會(huì)把內(nèi)存分為偶數(shù)組同時(shí)由一個(gè)CPU緩存行控制,適用于對(duì)數(shù)據(jù)安全性要求較高,但對(duì)性能要求不苛刻的情況。這個(gè)模式也被叫做高級(jí)ECC。
最少內(nèi)存條數(shù):2n(偶數(shù)條)
可用內(nèi)存:全部
性能:低
安全:中等偏上
精確同步模式中所有的內(nèi)存都將被偶數(shù)條分組,處理器使用一半的緩存行進(jìn)行控制。在最高通道數(shù)之內(nèi),性能減半,內(nèi)存總數(shù)不變。



Mirroring / 內(nèi)存鏡像模式
內(nèi)存鏡像模式是使用兩組相同的內(nèi)存,使他們內(nèi)容完全相同,互相鏡像。內(nèi)存鏡像是將內(nèi)存數(shù)據(jù)做兩個(gè)拷貝,分別放在主內(nèi)存和鏡像內(nèi)存中。通俗的理解為內(nèi)存的RAID 1 。這個(gè)模式中,可用內(nèi)存減半,性能幾乎沒有影響。
最少內(nèi)存條數(shù):2n(偶數(shù)條)
可用內(nèi)存:總數(shù)的一半
性能:高
安全:最高
內(nèi)存鏡像模式在進(jìn)行寫入時(shí)需要同步兩組內(nèi)存的內(nèi)容,速度可能會(huì)略有減慢。在讀取時(shí)可以優(yōu)先從速度快、負(fù)載低的一方讀取。發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)可以無縫切換到正常的內(nèi)存組,安全性極高。綜合起來,這是成本最高,性能最好,安全性最好的內(nèi)存方案。

Sparing / 內(nèi)存?zhèn)溆媚J?/h1>
將一部分內(nèi)存屏蔽以備用。當(dāng)一個(gè)內(nèi)存組或是插槽將要失效(錯(cuò)誤超過閾值)時(shí),就會(huì)啟動(dòng)備用的內(nèi)存或插槽,同時(shí)將出錯(cuò)的內(nèi)存中的所有數(shù)據(jù)全部轉(zhuǎn)移至備用內(nèi)存后,將出錯(cuò)的內(nèi)存或插槽關(guān)閉,切換至備用的內(nèi)存或插槽上,以避免系統(tǒng)的宕機(jī)。內(nèi)存?zhèn)溆媚J絻H對(duì)系統(tǒng)的不中斷提供支援,并不能保障數(shù)據(jù)的安全性。如果出現(xiàn)問題的內(nèi)存已經(jīng)無法完整讀取,那么內(nèi)存?zhèn)溆媚J揭矡o法挽救。
最少內(nèi)存條數(shù):2
可用內(nèi)存:除去設(shè)定的備用值的全部。
性能:高
安全:高
在不中斷系統(tǒng)的情況下切換到備用硬件,適用于對(duì)不間斷服務(wù)要求很高的場(chǎng)景。這個(gè)模式無法和內(nèi)存鏡像模式共用。內(nèi)存?zhèn)溆媚J揭廊豢梢允褂萌績(jī)?nèi)存通道和帶寬,對(duì)性能影響很小。

使用場(chǎng)景推薦
Independent / 獨(dú)立通道模式 :游戲玩家,日常家用,性能至上。不用考慮長時(shí)間運(yùn)行的穩(wěn)定和安全性。成本最低。
Lock Step / 精確同步模式:辦公、制圖、編程等長時(shí)間商業(yè)工作,低到中系統(tǒng)負(fù)載。長時(shí)間運(yùn)行下增加數(shù)據(jù)安全性和系統(tǒng)穩(wěn)定性。最低成本換取高安全性。成本最低,性能減半。
Mirroring / 內(nèi)存鏡像模式:科學(xué)計(jì)算、編譯、渲染等長時(shí)間高負(fù)載工作。長時(shí)間高負(fù)載下保障最好的數(shù)據(jù)安全性和系統(tǒng)穩(wěn)定性,同時(shí)得到最高的性能。成本也最高。
Sparing / 內(nèi)存?zhèn)溆媚J剑?strong>服務(wù)器,虛擬機(jī)宿主等多年無休中到高負(fù)載工作。在系統(tǒng)超長時(shí)間運(yùn)行時(shí)保障在線率,一定程度保障數(shù)據(jù)安全。對(duì)性能幾乎沒有損耗。成本適中。
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想要得到最高的安全&穩(wěn)定性還是需要硬件支持的REG-ECC內(nèi)存,配合上面適合你的模式。