定義

ECC校驗(yàn)是一種內(nèi)存糾錯(cuò)原理，它是比較先進(jìn)的內(nèi)存錯(cuò)誤檢查和更正的手段。ECC內(nèi)存即糾錯(cuò)內(nèi)存，簡(jiǎn)單的說(shuō)，其具有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，糾正錯(cuò)誤的功能，一般多應(yīng)用在高檔臺(tái)式電腦/服務(wù)器及圖形工作站上，這將使整個(gè)電腦系統(tǒng)在工作時(shí)更趨于安全穩(wěn)定。

技術(shù)原理

內(nèi)存是一種電子器件，在其工作過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，而對(duì)于穩(wěn)定性要求高的用戶來(lái)說(shuō)，內(nèi)存錯(cuò)誤可能會(huì)引起致命性的問(wèn)題。內(nèi)存錯(cuò)誤根據(jù)其原因還可分為硬錯(cuò)誤和軟錯(cuò)誤。硬件錯(cuò)誤是由于硬件的損害或缺陷造成的，因此數(shù)據(jù)總是不正確，此類錯(cuò)誤是無(wú)法糾正的；軟錯(cuò)誤是隨機(jī)出現(xiàn)的，例如在內(nèi)存附近突然出現(xiàn)電子干擾等因素都可能造成內(nèi)存軟錯(cuò)誤的發(fā)生。

為了能檢測(cè)和糾正內(nèi)存軟錯(cuò)誤，在ECC技術(shù)出現(xiàn)之前，首先出現(xiàn)的是內(nèi)存“奇偶校驗(yàn)（Parity）”。內(nèi)存中最小的單位是比特，也稱為“位（bit）”，位有只有兩種狀態(tài)分別以1和0來(lái)標(biāo)示，每8個(gè)連續(xù)的比特叫做一個(gè)字節(jié)（byte）。不帶奇偶校驗(yàn)的內(nèi)存每個(gè)字節(jié)只有8位，如果其某一位存儲(chǔ)了錯(cuò)誤的值，就會(huì)導(dǎo)致其存儲(chǔ)的相應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致應(yīng)用程序發(fā)生錯(cuò)誤。而奇偶校驗(yàn)就是在每一字節(jié)（8位）之外又增加了一位作為錯(cuò)誤檢測(cè)位。在某字節(jié)中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)之后，在其8個(gè)位上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是固定的，因?yàn)槲恢荒苡袃煞N狀態(tài)1或0，假設(shè)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)用位標(biāo)示為1、1、1、0、0、1、0、1，那么把每個(gè)位相加（1+1+1+0+0+1+0+1=5），結(jié)果是奇數(shù)。對(duì)于偶校驗(yàn)，校驗(yàn)位就定義為1，反之則為0；對(duì)于奇校驗(yàn)，則相反。當(dāng)CPU讀取存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)時(shí)，它會(huì)再次把前8位中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)相加，計(jì)算結(jié)果是否與校驗(yàn)位相一致。從而一定程度上能檢測(cè)出內(nèi)存錯(cuò)誤，奇偶校驗(yàn)只能檢測(cè)出錯(cuò)誤而無(wú)法對(duì)其進(jìn)行修正，同時(shí)雖然雙位同時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤的概率相當(dāng)?shù)?，奇偶校?yàn)卻無(wú)法檢測(cè)出雙位錯(cuò)誤。

通過(guò)上面的分析我們知道Parity內(nèi)存是通過(guò)在原來(lái)數(shù)據(jù)位的基礎(chǔ)上增加一個(gè)數(shù)據(jù)位來(lái)檢查當(dāng)前8位數(shù)據(jù)的正確性，但隨著數(shù)據(jù)位的增加Parity用來(lái)檢驗(yàn)的數(shù)據(jù)位也成倍增加，就是說(shuō)當(dāng)數(shù)據(jù)位為16位時(shí)它需要增加2位用于檢查，當(dāng)數(shù)據(jù)位為32位時(shí)則需增加4位，依此類推。特別是當(dāng)數(shù)據(jù)量非常大時(shí)，數(shù)據(jù)出錯(cuò)的幾率也就越大，對(duì)于只能糾正簡(jiǎn)單錯(cuò)誤的奇偶檢驗(yàn)的方法就顯得力不從心了，正是基于這樣一種情況，一種新的內(nèi)存技術(shù)應(yīng)允而生了，這就是ECC（錯(cuò)誤檢查和糾正），這種技術(shù)也是在原來(lái)的數(shù)據(jù)位上外加校驗(yàn)位來(lái)實(shí)現(xiàn)的。不同的是兩者增加的方法不一樣，這也就導(dǎo)致了兩者的主要功能不太一樣。它與Parity不同的是如果數(shù)據(jù)位是8位，則需要增加5位來(lái)進(jìn)行ECC錯(cuò)誤檢查和糾正，數(shù)據(jù)位每增加一倍，ECC只增加一位檢驗(yàn)位，也就是說(shuō)當(dāng)數(shù)據(jù)位為16位時(shí)ECC位為6位，32位時(shí)ECC位為7位，數(shù)據(jù)位為64位時(shí)ECC位為8位，依此類推，數(shù)據(jù)位每增加一倍，ECC位只增加一位。總之，在內(nèi)存中ECC能夠容許錯(cuò)誤，并可以將錯(cuò)誤更正，使系統(tǒng)得以持續(xù)正常的操作，不致因錯(cuò)誤而中斷，且ECC具有自動(dòng)更正的能力，可以將Parity無(wú)法檢查出來(lái)的錯(cuò)誤位查出并將錯(cuò)誤修正。

示例

ECC（Error Checking and Correcting，錯(cuò)誤檢查和糾正）內(nèi)存，它同樣也是在數(shù)據(jù)位上額外的位存儲(chǔ)一個(gè)用數(shù)據(jù)加密的代碼。當(dāng)數(shù)據(jù)被寫(xiě)入內(nèi)存，相應(yīng)的ECC代碼與此同時(shí)也被保存下來(lái)。當(dāng)重新讀回剛才存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)時(shí)，保存下來(lái)不ECC代碼就會(huì)和讀數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生的ECC代碼做比較。如果兩個(gè)代碼不相同，他們則會(huì)被解碼，以確定數(shù)據(jù)中的哪一位是不正確的。然后這一錯(cuò)誤位會(huì)被拋棄，內(nèi)存控制器則會(huì)釋放出正確的數(shù)據(jù)。被糾正的數(shù)據(jù)很少會(huì)被放回內(nèi)存。假如相同的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)再次被讀出，則糾正過(guò)程再次被執(zhí)行。重寫(xiě)數(shù)據(jù)會(huì)增加處理過(guò)程的開(kāi)銷(xiāo)，這樣則會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)性能的明顯降低。如果是隨機(jī)事件而非內(nèi)存的缺點(diǎn)產(chǎn)生的錯(cuò)誤，則這一內(nèi)存地址的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)會(huì)被再次寫(xiě)入的其他數(shù)據(jù)所取代。

審核編輯：符乾江