一、內(nèi)存為什么要Training，內(nèi)存初始化代碼為什么是BIOS中的另類

內(nèi)存需要Training的原因：因?yàn)楝F(xiàn)代內(nèi)存的I/O頻率越來(lái)越高，這就讓小小的一點(diǎn)誤差都會(huì)被放大。因此，內(nèi)存需要進(jìn)行對(duì)齊和補(bǔ)償，以平衡和對(duì)沖線路的差異和信號(hào)的噪聲，從而保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。內(nèi)存的訪問(wèn)鏈路非常復(fù)雜，包括了內(nèi)存控制器、PHY、布線、內(nèi)存顆粒、內(nèi)存 Cell 等等，每個(gè)環(huán)節(jié)都可能引起時(shí)鐘不同步和采樣延遲的問(wèn)題。因此，需要在各個(gè)部分分別進(jìn)行對(duì)齊和補(bǔ)償，以使內(nèi)存 DIMM 的上百條連線整齊劃一，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和穩(wěn)定性。

內(nèi)存初始化代碼在 BIOS 中是一個(gè)另類的原因：是因?yàn)樗巧贁?shù)與模擬信號(hào)和信號(hào)完整性打交道的地方，在內(nèi)存的對(duì)齊和補(bǔ)償過(guò)程中，需要進(jìn)行大量的采樣、眼圖代碼的操作。相比于其他 BIOS 代碼，內(nèi)存初始化代碼需要更多的核心技術(shù)功底和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)才能編寫(xiě)。另外，不同的 CPU 廠商可能采用不同的內(nèi)存訪問(wèn)方式，其中 Intel 采用 In Band training，因此在 BIOS 中進(jìn)行內(nèi)存訓(xùn)練，而 ARM 和 AMD 使用 OOB（Out Of Band）Training，則在其他位置進(jìn)行內(nèi)存初始化。

二、內(nèi)存主要技術(shù)

1、ECC

在普通的內(nèi)存上，常常使用一種技術(shù)，即Parity，同位檢查碼（Parity check codes）被廣泛地使用在偵錯(cuò)碼（error detectioncodes）上，它們?cè)黾右粋€(gè)檢查位給每個(gè)資料的字元（或字節(jié)），并且能夠偵測(cè)到一個(gè)字符中所有奇（偶）同位的錯(cuò)誤，但Parity有一個(gè)缺點(diǎn)，當(dāng)計(jì)算機(jī)查到某個(gè)Byte有錯(cuò)誤時(shí)，并不能確定錯(cuò)誤在哪一個(gè)位，也就無(wú)法修正錯(cuò)誤。基于上述情況，產(chǎn)生了一種新的內(nèi)存糾錯(cuò)技術(shù)，那就是ECC，ECC本身并不是一種內(nèi)存型號(hào)，也不是一種內(nèi)存專用技術(shù)，它是一種廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)指令中，是一種指令糾錯(cuò)技術(shù)。

ECC的英文全稱是“ Error Checking and Correcting”，對(duì)應(yīng)的中文名稱就叫做“錯(cuò)誤檢查和糾正”，從這個(gè)名稱我們就可以看出它的主要功能就是“發(fā)現(xiàn)并糾正錯(cuò)誤”，它比奇偶校正技術(shù)更先進(jìn)的方面主要在于它不僅能發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，而且能糾正這些錯(cuò)誤，這些錯(cuò)誤糾正之后計(jì)算機(jī)才能正確執(zhí)行下面的任務(wù)，確保服務(wù)器的正常運(yùn)行。之所以說(shuō)它并不是一種內(nèi)存型號(hào)，那是因?yàn)椴⒉皇且环N影響內(nèi)存結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)速度的技術(shù)，它可以應(yīng)用到不同的內(nèi)存類型之中，就象前講到的“奇偶校正”內(nèi)存，它也不是一種內(nèi)存，最開(kāi)始應(yīng)用這種技術(shù)的是EDO內(nèi)存，SD也有應(yīng)用，而ECC內(nèi)存主要是從SD內(nèi)存開(kāi)始得到廣泛應(yīng)用，而新的DDR、RDRAM也有相應(yīng)的應(yīng)用，主流的ECC內(nèi)存其實(shí)是一種SD內(nèi)存。

2、Chipkill

Chipkill技術(shù)是IBM公司為了解決服務(wù)器內(nèi)存中ECC技術(shù)的不足而開(kāi)發(fā)的，是一種新的ECC內(nèi)存保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。我們知道ECC內(nèi)存只能同時(shí)檢測(cè)和糾正單一比特錯(cuò)誤，但如果同時(shí)檢測(cè)出兩個(gè)以上比特的數(shù)據(jù)有錯(cuò)誤，則一般無(wú)能為力。ECC技術(shù)之所以在服務(wù)器內(nèi)存中泛采用，一則是因?yàn)樵谶@以前其它新的內(nèi)存技術(shù)還不成熟，再則在服務(wù)器中系統(tǒng)速度還是很高，在這種頻率上一般來(lái)說(shuō)同時(shí)出現(xiàn)多比特錯(cuò)誤的現(xiàn)象很少發(fā)生，正因?yàn)檫@樣才使得ECC技術(shù)得到了充分地認(rèn)可和應(yīng)用，使得ECC內(nèi)存技術(shù)成為幾乎所有服務(wù)器上的內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)。

3、Register

Register即寄存器或目錄寄存器，在內(nèi)存上的作用我們可以把它理解成書(shū)的目錄，有了它，當(dāng)內(nèi)存接到讀寫(xiě)指令時(shí)，會(huì)先檢索此目錄，然后再進(jìn)行讀寫(xiě)操作，這將大大提高服務(wù)器內(nèi)存工作效率。帶有Register的內(nèi)存一定帶Buffer(緩沖)，并且能見(jiàn)到的Register內(nèi)存也都具有ECC功能，其主要應(yīng)用在中高端服務(wù)器及圖形工作站上，如IBM Netfinity 5000。

三、BIOS是什么

BIOS是英文”Basic Input Output System”的縮略詞，直譯過(guò)來(lái)后中文名稱就是”基本輸入輸出系統(tǒng)”。在IBM PC兼容系統(tǒng)上，是一種業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的固件接口。BIOS這個(gè)字眼是在1975年名列前茅次由CP/M操作系統(tǒng)中出現(xiàn)。 BIOS是個(gè)人電腦啟動(dòng)時(shí)加載的名列前茅個(gè)軟件。

其實(shí)，它是一組固化到計(jì)算機(jī)內(nèi)主板上一個(gè)ROM芯片上的程序，它保存著計(jì)算機(jī)最重要的基本輸入輸出的程序、開(kāi)機(jī)后自檢程序和系統(tǒng)自啟動(dòng)程序，它可從CMOS中讀寫(xiě)系統(tǒng)設(shè)置的具體信息。 其主要功能是為計(jì)算機(jī)提供最底層的、最直接的硬件設(shè)置和控制。此外，BIOS還向作業(yè)系統(tǒng)提供一些系統(tǒng)參數(shù)。系統(tǒng)硬件的變化是由BIOS隱藏，程序使用BIOS功能而不是直接控制硬件。現(xiàn)代作業(yè)系統(tǒng)會(huì)忽略BIOS提供的抽象層并直接控制硬件組件。

延伸閱讀1：內(nèi)存

內(nèi)存(Memory)是計(jì)算機(jī)的重要部件，也稱內(nèi)存儲(chǔ)器和主存儲(chǔ)器，它用于暫時(shí)存放CPU中的運(yùn)算數(shù)據(jù)，以及與硬盤(pán)等外部存儲(chǔ)器交換的數(shù)據(jù)。它是外存與CPU進(jìn)行溝通的橋梁，計(jì)算機(jī)中所有程序的運(yùn)行都在內(nèi)存中進(jìn)行，內(nèi)存性能的強(qiáng)弱影響計(jì)算機(jī)整體發(fā)揮的水平。只要計(jì)算機(jī)開(kāi)始運(yùn)行，操作系統(tǒng)就會(huì)把需要運(yùn)算的數(shù)據(jù)從內(nèi)存調(diào)到CPU中進(jìn)行運(yùn)算，當(dāng)運(yùn)算完成，CPU將結(jié)果傳送出來(lái)。