Контроль четности и коды коррекции ошибок (ecc)

Ошибки при хранении информации в памяти неизбежны. Они обычно классифицируются как отказы и нерегулярные ошибки (сбои). Если нормально функционирующая микросхема вследствие, например, физического повреждения начинает работать неправильно, то все происходящее и называется постоянным отказом. Чтобы устранить этот тип отказа, обычно требуется заменить некоторую часть аппаратных средств памяти, например неисправную микросхему SIMM или DIMM.

Другой, более коварный тип отказа  нерегулярная ошибка (сбой). Это непостоянный отказ, который не происходит при повторении условий функционирования или через регулярные интервалы.

Приблизительно 20 лет назад сотрудники Intel установили, что причиной сбоев являются альфа-частицы. Поскольку альфа-частицы не могут проникнуть даже через тонкий лист бумаги, выяснилось, что их источником служит вещество, используемое в полупроводниках. При исследовании были обнаружены частицы тория и урана в пластмассовых и керамических корпусах микросхем, применявшихся в те годы. Изменив технологический процесс, производители памяти избавились от этих примесей.

В настоящее время производители памяти почти полностью устранили источники альфа-частиц. И многие стали думать, что проверка четности не нужна вовсе. Например, сбои в памяти емкостью 16 Мбайт из-за альфа-частиц случаются в среднем только один раз за 16 лет! Однако сбои памяти происходят значительно чаще.

Сегодня самая главная причина нерегулярных ошибок  космические лучи. Поскольку они имеют очень большую проникающую способность, от них практически нельзя защититься с помощью экранирования.

К сожалению, производители персональных компьютеров не признали это причиной погрешностей памяти; случайную природу сбоя намного легче оправдать разрядом электростатического электричества, большими выбросами мощности или неустойчивой работой программного обеспечения (например, использованием новой версии операционной системы или большой прикладной программы).

Хотя космические лучи и радиация являются причиной большинства программных ошибок памяти, существуют и другие факторы.

• Скачки в энергопотреблении или шум на линии. Причиной может быть неисправный блок питания или настенная розетка.

• Использование неверного типа или параметра быстродействия памяти. Тип памяти должен поддерживаться конкретным набором микросхем и обладать определенной этим набором скоростью доступа.

• Радиочастотная интерференция. Связана с расположением радиопередатчиков рядом с компьютером, что иногда приводит к генерированию паразитных электрических сигналов в монтажных соединениях и схемах компьютера. Беспроводные сети, мыши и клавиатуры увеличивают риск появления радиочастотной интерференции.

• Статические разряды. Вызывают моментальные скачки в энергоснабжении, что может повлиять на целостность данных.

• Ошибки синхронизации. Не поступившие своевременно данные могут стать причиной появления программных ошибок. Зачастую причина заключается в неверных параметрах BIOS, оперативной памяти, быстродействие которой ниже, чем требуется системой, "разогнанных" процессорах и прочих ситемных компонентах.

Большинство системных проблем не приводят к прекращению работы микросхем памяти, однако могут повлиять на хранимые данные.

Игнорирование сбоев, конечно, не лучший способ борьбы с ними. К сожалению, именно этот способ сегодня выбрали многие производители компьютеров. Лучше было бы увеличить отказоустойчивость систем. Для этого необходимы механизмы обнаружения и, возможно, исправления ошибок в памяти персонального компьютера. В основном для повышения отказоустойчивости в современных компьютерах применяются следующие методы:

• контроль четности;

• коды коррекции ошибок (ECC).