NAS Arbeitsspeicher – ECC-RAM Funktion und Kaufberatung

Für ein NAS ist ECC-RAM zu empfehlen. ECC steht für Error Correcting Code. Bei Arbeitsspeicher mit ECC liegt die Datenfehlerrate niedriger als bei Speicher ohne ECC. Dies erreicht der ECC-RAM, indem er die einzelnen Bits mit einem Paritätsbit versieht und damit sicherstellt, dass die Datei nicht beschädigt ist.
Sollte ein Bitfehler entstehen, ist der ECC-RAM mit Hilfe des Error Correcting Codes in der Lage, einzelne Bitfehler wieder zu korrigieren.

Was kann ein ECC-RAM?
Um dies zu verstehen, muss man sich vergegenwärtigen, wie ein Computer Daten verarbeitet.
Alle Informationen erhält der Computer in Form von Bits. Bits setzen sich aus Binärcode zusammen, welcher lediglich aus 1 und 0 besteht. Es entstehen je nach Datei ganze Ketten aus Binärcode, zum Beispiel: 10110101.
Eine Fotodatei beispielsweise, ist für den Rechner also nur eine Kette aus vielen Bits aus 1 und 0.
Nun kann es passieren, dass bei einer Datei im Arbeitsspeicher, z.B. einem Foto, ein Bit kippt. Aus der letzten 1 wird eine 0. Ein sogenannter Bitfehler. Verlässt das Foto nun den Arbeitsspeicher wieder, wird es fehlerhaft auf die Festplatte geschrieben.
Im schlimmsten Fall kann man das Foto gar nicht mehr öffnen und die Datei wäre verloren. Dies gilt natürlich nicht nur für Fotos, sondern für alle Daten.
Immer wenn Daten von der Festplatte in den Arbeitsspeicher wandern, kann es zu einem Bitfehler im Arbeitsspeicher kommen. Ein ECC-RAM kann einen Bitfehler erkennen und korrigieren.

Wie macht der ECC-RAM das?
Stark vereinfacht ausgedrückt merkt der ECC-Arbeitsspeicher sich, wie das oben erwähnte Foto aussieht bevor es in den Arbeitsspeicher hineinkommt und notiert diese Information mit Hilfe von Paritäsbits, die er jedem Bit der Datei, in unserem Fall dem Foto, anhängt.
Verlässt das Foto nun den Arbeitsspeicher wieder, würde der ECC-RAM anhand der Paritätsbits erkennen wenn ein Bit gekippt wäre. Bevor das Foto mit dem Bitfehler den Arbeitsspeicher verlassen und falsch auf die Festplatte geschrieben würde, korrigiert der ECC-RAM mit Hilfe des Error Correcting Code den Fehler.

ECC RAM kann Bitfehler korrigieren

Ein ECC-RAM kann lediglich einen Bitfehler korrigieren. Treten mehrere Bitfehler gleichzeitig auf, stoppt der ECC-RAM aber zumindest das System. Somit dürfte ein unbemerkter Datentot durch Bitfehler (Silent Data Corruption), den man eventuell erst nach Jahren feststellt, wohl eher unwahrscheinlich sein.

Nur ECC-Arbeitsspeicher allein reicht nicht.
Es reicht leider nicht aus, lediglich ECC-Arbeitsspeicher zu verbauen. Auch Mainboard und Prozessor müssen ECC unterstützen, damit der ECC-RAM auch im ECC-Modus arbeiten kann.
Bitfehler treten an einem Desktop-Rechner auf Grund der geringeren Datenmenge seltener auf, als in einem Rechenzentrum mit riesigen Datenmengen. Wohl deshalb hat sich ECC bei Consumer-Hardware nicht durchgesetzt. Will man sein NAS mit ECC-RAM ausrüsten, scheidet die meiste Consumer-Hardware mangels ECC-Unterstützung aus.

Fazit
Bitfehler treten zwar selten auf, aber die Möglichkeit besteht grundsätzlich. Je mehr Daten in Bewegung sind, desto größer ist die „Chance“ auf einen Bitfehler.
Leider ist ECC-RAM und -Hardware teurer als Hardware ohne ECC-Unterstützung.
In zwei Fällen kann man jedoch in Erwägung ziehen, auf ECC im NAS zu verzichten.
Erstens: Das NAS dient lediglich als Datengrab oder Mediaserver mit Daten die sich wiederbeschaffen lassen (beispielsweise eine Filmsammlung oder Musik) und man kann daher mit einem Bitfehler, bzw. dem Verlust einzelner Dateien, leben.
Zweitens: Man will alte Hardware ohne ECC-Unterstützung, beispielsweise aus einem alten Desktop, in einem NAS recyclen.

Betreibt man ein NAS ohne ECC sollte man umso mehr Wert auf regelmäßige und viele Backups legen, um im Fall einer Silent Data Corruption keinen Datenverlust zu erleiden.
Läuft das NAS unter ZFS würde ich, damit ZFS seine Vorteile voll ausspielen kann, ECC-RAM bevorzugen.
Immer dann, wenn auf die Unversehrtheit der Daten extrem Wert gelegt wird, was wohl meistens der Fall sein dürfte, kommt nur ECC-Hardware in Frage.
Im Businessbereich dürfte ein Ausfall von Daten sowieso stets teurer sein, als die Mehrkosten die durch ECC-Hardware entstehen.
Aber auch im privaten Bereich können durch einen Bitfehler korrupt gewordene Dateien extrem schmerzhaft werden. Vielleicht bemerkt man bei einer Silent Data Corruption erst nach Jahren, weil man die betroffenen Dateien erst dann wieder verwenden will, das Dateien fehlerhaft sind und sich nicht mehr nutzen lassen. Es ist mehr als ärgerlich wenn beispielsweise Teile des Familienfotoalbums aufgrund einen Bitfehlers für immer verloren sind.
Ob Business oder Privat, ich würde immer das geringste Risiko wählen und in einem NAS nur ECC-Hardware verbauen.

Was meint Ihr, ECC ja oder nein?

Links:

Wikipedia.org – Bitfehler

Heise.de – ECC-RAM im Heim-Server: ja oder nein?

Elektronik-kompendium.de – ECC – Error Correcting Code

Schreibe einen Kommentar

Pflichtfelder sind mit * markiert.