服务器内存知识DPC与Rank

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1. DPC与Rank核心概念解析

1.1. DPC:每通道的DIMM数

1)DIMM:就是我们平常说的“内存条”。

2)通道:CPU与内存通信的数据通路。现代服务器CPU通常有多个内存控制器,每个控制器有多个通道(例如,Intel至强可扩展处理器通常每个CPU有8个通道)。

3)DPC:指的是在一个内存通道上插了多少根物理内存条。

  • 1DPC:一个通道上插1根内存条。
  • 2DPC:一个通道上插2根内存条。

1.2. R:Rank(列或秩)

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1)Rank:不是一个物理概念,而是一个逻辑概念。一个Rank是一组内存芯片,它们共同工作,在一次数据传输中提供一个通道位宽(通常是64bit)的数据。可以把一个Rank理解为一个独立的“数据仓库”。CPU一次只能与一个Rank进行通信。

2)内存有几个RANK最方便的就是看内存是单面颗粒还是双面颗粒,双面的内存条通常都是2RANK的,超频时上限比1RANK的内存略低。

3)1R:内存条上只有1个Rank。

4)2R:内存条上有2个Rank。它可以看作是两条“1R”内存做在了一根物理PCB板上,但它们不能同时工作。

5)此外还有4R,但不太常见,且对信号完整性要求更高。

2. 1DPC 1R vs. 1DPC 2R vs. 2DPC 1R vs. 2DPC 2R

为了更直观地理解,我们以一个CPU的单个内存通道为例进行对比。

配置方案
1DPC 1R
1DPC 2R
2DPC 1R
2DPC 2R
物理DIMM数
1根
1根
2根
2根
逻辑Rank数
1个
2个
2个(每根1个)
4个(每根2个)
容量潜力
最高
性能
最高
较低
信号负载
&稳定性
最优
很好
较好
最具挑战性
典型
应用场景
对内存频率要求极高的场景,如高性能计算
最常见的平衡配置,兼顾容量和性能
追求大容量但预算有限,或特定优化场景
追求最大内存容量的场景,如虚拟化、大数据

2.1. 性能——内存频率

1)核心矛盾:CPU内存控制器的电气负载是有限的。连接到同一个通道上的Rank越多,电气负载就越重,信号质量就越差。为了保持稳定,系统就不得不降低内存的运行频率

2)性能排序1DPC 1R > 1DPC 2R ≈ 2DPC 1R > 2DPC 2R

  • 1DPC 1R:负载最轻,因此可以支持官方标称的最高内存频率(如DDR5-4800)。
  • 1DPC 2R 和 2DPC 1R:它们的总逻辑Rank数都是2个,因此对控制器的负载类似,通常会被限制在同一个(较低的)频率上(如DDR5-4400)。
  • 2DPC 2R:总逻辑Rank数达到4个,负载最重,通常会被限制在最低的频率上(如DDR5-4000)。

2.2. 容量

1)核心规则:在单根内存条芯片密度相同的情况下,总内存容量由 总Rank数 决定。

2)容量排序2DPC 2R > (1DPC 2R = 2DPC 1R) > 1DPC 1R

  • 2DPC 2R:一个通道上就有4个Rank,是实现单通道最大容量的配置。
  • 1DPC 2R 和 2DPC 1R:一个通道上都是2个Rank,总容量相同。
  • 1DPC 1R:一个通道上只有1个Rank,容量最小。

2.3. 成本与灵活性

  • 1DPC 2R:是最常见、最均衡的选择。用更少的物理插槽提供了不错的容量和性能,是性价比之选。
  • 2DPC 1R:如果需要未来扩容,这种配置保留了空的通道,未来可以升级到2DPC 2R。但初期用两根1R条可能比用一根2R条稍贵。
  • 2DPC 2R:在服务器插槽有限的情况下,实现最大内存容量的必由之路,但内存条本身(2R)和系统整体(降频)都有成本考量。

3. 实际应用建议

  • 追求极致性能(如科学计算、高频交易):选择 1DPC 1R 配置,并购买高频率内存。
  • 通用企业应用(数据库、应用服务器):1DPC 2R 是最佳选择,在容量和性能之间取得了完美平衡。
  • 需要极大内存容量(虚拟化、内存数据库、大数据分析):必须采用 2DPC 2R 配置,接受频率上的损失以换取更大的总内存。

作为一台GPU服务器,它需要在GPU拥有海量HBM显存的同时,系统内存也能提供足够的容量来存放庞大的训练数据集和模型,此时内存容量的重要性远高于那部分可能牺牲的频率性能

在购买服务器或配置内存时,一定要查阅服务器制造商(如Dell、HPE)的官方兼容性指南,里面会明确列出不同DPC和Rank配置下所支持的最高内存频率。

服务器制造商会根据目标工作负载来设计主板是支持1DPC还是2DPC。对于通用或内存密集型服务器,2DPC是最常见的选择。

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