ECC RAM คืออะไร ? แตกต่างจาก RAM ปกติอย่างไร ? ใช้แทนกันได้หรือเปล่า ?

ECC RAM คือ อะไร ?

หากคุณเป็นคนที่หลงใหลในเทคโนโลยี คุณอาจจะเคยได้ยินคำว่า "ECC RAM" กันมาบ้าง แรมชนิดนี้มีความสามารถในการป้องกันข้อมูลภายในแรมให้ทำงานได้โดยไม่มีข้อผิดพลาด ซึ่งเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักที่ทำให้ระบบล่ม คำถามคือ ในเมื่อ ECC RAM มันดีขนาดนี้ ? ทำไมถึงใช้งานกันแค่บนระบบเซิร์ฟเวอร์ ? ถ้าเอามาใส่ในคอมพิวเตอร์ที่บ้านก็น่าจะช่วยลดโอกาสพบเจอ จอฟ้าแห่งความตาย (Blue Screen of Death - BSOD) ไปได้เยอะนี่นา แต่ทำไมคอมพิวเตอร์ตามบ้านถึงแทบไม่มีใครจัดสเปก เลือกใช้งานแรมแบบ ECC RAM กันเลย

ข้อมูลเพิ่มเติม : RAM (Random Access Memory) คืออะไร ?

ภายในบทความนี้ เราก็เลยจะมาอธิบายคุณลักษณะของ ECC RAM ให้เข้าใจธรรมชาติของมันมากขึ้น แล้วตอบข้อสงสัยด้วยว่า ทำไม ECC RAM ถึงไม่แพร่หลายในผู้ใช้ระดับทั่วไป

ECC RAM คืออะไร ?

ก่อนอื่น เรามาเริ่มทำความรู้จักกับ ECC RAM กันก่อน ว่ามันคืออะไร ?

ECC RAM ย่อมาจากคำว่า "Error Correction Code Random-Access Memory" หมายถึง แรมที่สามารถแก้ไขข้อผิดพลาดได้ โดยภายในแรมจะมีชิปหน่วยความจำพิเศษเพิ่มเข้ามา เพื่อทำหน้าที่รับรองความถูกต้องของข้อมูล ด้วยการแก้ไขข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นให้แบบเรียลไทม์ หากดูบนตัวแรมจะสามารถสังเกตได้จากจำนวนชิปที่มีไม่เท่ากัน โดย ECC RAM จะมีชิปตัวที่ 9 เพิ่มเข้ามา

ภาพบน Non-ECC RAM ภาพล่าง ECC RAM
ภาพจาก : https://www.memtest86.com/ecc.htm

หลักการทำงานจะมีความคล้ายคลึงกับการทำระบบเก็บข้อมูลแบบ RAID ที่ใช้หน่วยความจำสองตัว หรือมากกว่าทำงานร่วมกัน เพื่อรับรองความถูกต้องของข้อมูล โดยถ้าไดร์ฟตัวใดตัวหนึ่งทำงานผิดปกติไป ไดร์ฟอีกตัวก็จะทำหน้าที่ส่งข้อมูลให้แทนทันที

โดยภายใน ECC RAM นั้นจะมีโมดูลที่ทำหน้าที่ตรวจดูข้อมูล ที่ทางคอมพิวเตอร์ส่งมา แล้วเปรียบเทียบกับข้อมูลที่ถูกเก็บไว้ภายในชิปหน่วยความจำพิเศษ หากพบว่ามีข้อมูลไม่ตรงกัน มันจะทำการแก้ไขให้อัตโนมัติ และแจ้งเตือนให้ผู้ใช้งานทราบถึงข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้น

ECC RAM แก้ไขข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นได้อย่างไร ?

ในแรมแบบธรรมดา ข้อมูลทุก ๆ 8 บิต ระบบจะเขียนข้อมูลอีก 1 บิต เพิ่มเข้าไปในข้อมูลขนาด 8 บิต ทำหน้าที่เป็น "Parity" (ดุลยภาพ) เพื่อใช้ในการตรวจสอบว่ากลุ่มข้อมูลนี้สามารถทำให้เกิดข้อผิดพลาดขึ้นได้หรือไม่ ? อย่างไรก็ตาม มันช่วยแค่ทำให้ระบบค้นพบข้อผิดพลาดได้เท่านั้น แต่ไม่ได้แก้ไขให้ถูกต้อง และไม่ใช่ว่าแรมทุกรุ่นจะรองรับการทำ Parity ได้อีกด้วย นอกจากนี้ การที่ต้องทำโปรเซสซ้ำทุก ๆ 8 บิต ยังส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพในการทำงานของแรมให้ต่ำลงอีกด้วย

แต่ใน ECC RAM จะเพิ่มชิปหน่วยความจำเข้ามา มันจะทำหน้าที่สร้างรหัสข้อมูลขนาด 7 บิต ให้กับข้อมูลทุก ๆ 64 บิตที่ถูกเก็บไว้ในแรม เมื่อคอมพิวเตอร์อ่านข้อมูลภายในแรม มันจะสร้างรหัสข้อมูลขนาด 7 บิต เพิ่มขึ้นมาอีกชุด แล้วนำไปเปรียบเทียบรหัสข้อมูลขนาด 7 บิต ชุดแรก เพื่อเปรียบเทียบว่าข้อมูลตรงกันหรือไม่

หากผลที่ได้ไม่ตรงกัน ระบบจะค้นพบข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้น แล้วต่อจากนี้ คือ สิ่งที่ทำให้ ECC RAM แตกต่างจากแรมธรรมดา คือ เมื่อพบข้อผิดพลาด มันสามารถดึงชุดข้อมูล 64 บิต ที่เก็บไว้ในชิปตัวที่ 9 ได้ โดยอ้างอิงตำแหน่งข้อมูลจากรหัสข้อมูลขนาด 7 บิต มาใช้งานแทนได้ทันที

ทำไมต้องใช้ ECC RAM ?

สเปกของแรม เราวัดกันที่ 3 ด้าน

1. ขนาด (Size) : ความจุของข้อมูลที่แรมสามารถเก็บได้
2. ความถี่ (Frequency) : ความเร็วที่สามารถคอมพิวเตอร์สามารถอ่านจข้อมูลที่อยู่ในแรมได้
3. จังหวะ (Timing) : ช่วงหยุดรอระหว่างการอ่านข้อมูลครบรอบ (Cycles)

โดยทั่วไปแล้ว เวลาเลือกซื้อแรม เราย่อมอยากได้แรมที่มีความเร็วสูง (High Frequency) มาใช้งาน แม้จะต้องจ่ายแพงกว่าก็ยอม อย่างไรก็ตาม ยิ่งแรมมีความเร็วสูงมากเท่าไหร่ เสถียรภาพก็จะยิ่งลดต่ำลงมากเท่านั้น แต่ก็ยังอยู่ในเกณฑ์ที่ดีพอสำหรับการใช้งานของผู้ใช้ระดับทั่วไป

แม้จะมีข้อผิดพลาดเกิดขึ้น ปัญหาก็ไม่ได้ร้ายแรงมาก เพราะมันไม่ได้เกิดขึ้นบ่อย และเมื่อเกิดขึ้น ส่วนใหญ่ก็แค่เจอ จอฟ้าแห่งความตาย (BSOD) ซึ่งรีสตาร์ตระบบใหม่ก็จบ ไม่จำเป็นถึงขั้นต้องลงทุนซื้อ ECC RAM มาใช้งาน

อย่างไรก็ตาม สำหรับงานที่มีความสำคัญ เช่น การคำนวณทางวิทยาศาสตร์ระดับสูง, ข้อมูลการเงิน, ระบบทางทหาร หรือแม้แต่ในระบบนับคะแนนการเลือกตั้ง ความผิดพลาดเพียงนิดเดียวก็สามารถส่งผลกระทบที่รุนแรงได้

อย่างเหตุการณ์จริงที่เกิดขึ้นที่ประเทศเบลเยียม ในปี ค.ศ. 2003 (พ.ศ. 2546) ผลการเลือกตั้งรวมคะแนนโหวตออกมาสูงเกินกว่าจำนวนสูงสุดที่ควรจะเป็น ซึ่งหลังจากทำการนับคะแนนใหม่ด้วยแรงงานมนุษย์อย่างละเอียด ทำให้พบว่า มีผู้สมัครรายหนึ่งได้รับคะแนนโหวตมากกว่าปกติ 4,096 คะแนน 

ซึ่งหลังจากการตรวจสอบทั้งระบบอย่างละเอียดไม่พบการโกง หรือการละเมิดด้านความปลอดภัยแม้แต่นิดเดียว ทำให้เหลือเหตุผลเดียวที่อธิบายได้ คือ เกิดข้อผิดพลาดขึ้นภายในแรมจากผลกระทบของรังสีคอสมิก ทำให้ค่าบิตมีความเปลี่ยนแปลงจนประมวลผลลัพธ์ออกมาผิดพลาด เพิ่มคะแนนโหวตเข้ามาในระบบโดยที่ไม่ตั้งใจ

ซื้อ ECC RAM มาเปลี่ยนแทนแรมตัวเดิมได้ไหม ?

สำหรับผู้ที่อ่านข้อดีของ ECC RAM มาถึงบรรทัดนี้ บางคนอาจจะมีความรู้สึกอยากใช้แรมชนิดนี้ เกิดคำถามว่า "สามารถซื้อ ECC RAM มาใส่แทนแรมตัวเดิมเลยได้ไหม ?"

คำตอบ คือ "ใส่ได้ แต่อาจใช้ไม่ได้" 

มาเธอร์บอร์ดส่วนใหญ่สามารถติดตั้ง ECC RAM เพื่อใช้งานได้ตามปกติ แต่ปัญหาคือคุณสมบัติแก้ไขข้อผิดพลาด (Error Correction) อาจจะใช้งานไม่ได้ เพราะโดยปกติแล้วผู้ใช้ระดับทั่วไป ไม่นิยมใช้งาน ECC RAM ทางผู้ผลิตมาเธอร์บอร์ดจึงตัดคุณสมบัตินี้ออกเพื่อลดต้นทุน อาจจะมาเธอร์บอร์ดระดับเรือธงเท่านั้น ที่ใส่คุณสมบัตินี้เข้ามาให้ใช้งานด้วย

นอกจากนี้ ต้องพิจารณาด้วยว่าซีพียูที่คุณมีรองรับการทำงานคุณสมบัติ ECC RAM ด้วยหรือไม่ ? อย่าง Intel ก็จะต้องใช้ซีพียูตระกูล Xeon อย่างเดียวเลย ทำให้มีข้อจำกัดค่อนข้างเยอะ แต่ถ้าเป็นทางค่าย AMD ก็จะมีตัวเลือกมากหน่อย

ECC RAM เล่นเกมดีไหม ?

ถึงบรรทัดนี้ คิดว่าคุณผู้อ่านน่าจะเข้าใจแล้วว่า ECC RAM คือ อะไร ? แต่ก็อาจจะมีคำถามสงสัยว่า "ในการเล่นเกม ECC RAM มีประโยชน์หรือไม่ ?" มันจะช่วยลดปัญหาเกมแครชได้หรือเปล่า ?

ในความเป็นจริง มีรายงานการทดสอบเล่นเกม และทำงานด้วย ECC RAM เผยแพร่ออกมามากมาย พบว่า ECC RAM ทำงานช้ากว่าแรมแบบปกติ แม้แต่บริษัท Crucial ผู้ผลิต RAM และ SSD ชื่อดัง ก็ยืนยันว่า ECC RAM มีความเร็วในการทำงานช้ากว่าแรมธรรมดาประมาณ 2% ในแง่ของการเล่นเกมแล้ว ECC RAM สามารถช่วยลดข้อผิดพลาดได้ก็จริง แต่ผู้ใช้ก็ต้องแลกมาด้วยการยอมลดประสิทธิภาพสูงสุดแทน

ยิ่งไปกว่านั้น ปัจจุบันนี้ แรมปกติที่เป็น Non-ECC RAM ก็ได้รับการพัฒนาให้มีเสถียรภาพสูงมากกว่าในอดีต การใช้งานแบบปกติทั่วไปไม่จำเป็นต้องมีระบบแก้ไขข้อผิดพลาดก็ได้ แต่ที่เครื่องเซิร์ฟเวอร์ยังใช้งาน ECC-RAM กันอยู่ ก็เพราะเซิร์ฟเวอร์ต้องการความเสถียรมากเป็นพิเศษ เพื่อป้องกันไม่ให้การเก็บข้อมูลภายในเซิร์ฟเวอร์เกิดปัญหาในระยะยาว

คุณสมบัติ ECC Functionality ใน DDR5 RAM

ปัจจุบันนี้ DDR5 SDRAM เริ่มมีให้เลือกซื้อหามาใช้งานแล้ว หนึ่งในคุณสมบัติของมัน คือ มีระบบ ECC ใส่มาให้ในตัวเลย เป็นเทคโนโลยีใหม่ที่ไม่เคยมีมาก่อนในแรมมาตรฐานเดิม โดยมันมีโมดูลที่ทำหน้าที่ตรวจสอบ และแก้ไข "บิต" ที่ผิดพลาดให้ถูกต้อง ก่อนจะส่งต่อให้กับซีพียู

อย่างไรก็ตาม หลักการทำงานของ DDR5 ECC RAM จะแตกต่างจากแรม DDR5 แบบธรรมดาอยู่ดี ตรงที่มันจะตรวจสอบ และแก้ไข "บิต" ที่ทางซีพียูส่งมาให้แรมด้วย มีการตรวจสอบข้อมูลทั้งขาเข้า และขาออก

สรุปสั้น ๆ ได้ว่า หากคุณต้องการความมั่นใจว่าข้อมูลจะถูกระบบประมวลผลโดยไม่มีข้อผิดพลาด สามารถยอมรับเรื่องความช้า และราคาที่สูงกว่าปกติได้ คุณก็เลือก ECC RAM

แต่ถ้าคุณเป็นคนธรรมดาที่ทำงานทั่วไป หรือเล่นเกม คุณไม่จำเป็นต้องใช้ ECC RAM เลย เอาค่าส่วนต่างไปเพิ่มความจุแรม หรืออัปเกรดสเปกคอมพิวเตอร์ส่วนอื่นแทนดีกว่า