11.03.2016 (Doc Storage)
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Was ist ein Bit-Flip?

Leserfrage: Was ist ein Bit-Flip und was bedeutet das für den Arbeitsspeicher eines Systems? Wie häufig treten diese auf und wie lassen sich sich vermeiden?

Antwort Doc Storage:

Einfach gesagt, ist ein Bit-Flip die unbeabsichtigte Änderung eines einzelnen Bits innerhalb eines Datensatzes. Diese Änderung kann entweder durch einen technischen Fehler oder Einwirkungen von außen geschehen, meist durch elektromagnetische Strahlung. Aktuelle Untersuchungen haben allerdings auch nachgewiesen, dass der schiere Zugriff auf bestimmte Adressen in DRAM-Chips Daten in physisch benachbarten Reihen ändern kann (disturbance errors).

Während dieser Untersuchungen wurde eine mögliche unbeabsichtigte Änderung von Daten in der beschriebenen Form bei ungefähr einer von 1.500 bis 2.000 Zellen auftreten kann. Dies bedeutet, dass auf eine heute übliche Speichermenge von 16 GByte zirka sieben bis 9,4 Millionen Zellen hiervon betroffen sein können.

Im Hauptspeicher eines Rechners bleiben diese Änderungen meist ohne Folgen, allerdings nur, wenn das verbaute RAM über eine Error-Correcting-Code-Möglichkeit (ECC) verfügt. Falls dies nicht der Fall ist, hat der Rechner und somit das Betriebs- und Dateisystem keine Möglichkeit herauszufinden, welche Daten betroffen und damit ungültig sind.

Hersteller arbeiten schon seit längerem an diesem Problem, allerdings sind alle DRAMs ohne ECC dieser Bedrohung ausgesetzt. Aktuelle Studien sprechen von annähernd 80 Prozent aller Produkte, die hiervon betroffen sind.

Hier zeigt sich, dass mit zunehmender Speichergröße und vor allem in Systemen mit hoher Änderungsrate im Hauptspeicher die Qualität der abgelegten Daten immer mehr zum Problem wird. Eine Studie der Carnegie-Mellon-Universität hat sich mit diesem Thema eingehend beschäftigt und auch unter Punkt 8 sieben mögliche Lösungen für dieses Problem aufgelistet.

Gruß
Doc Storage

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