Gli errori nei sistemi informatici non sono infrequenti, come difendersi?

I sistemi informatici non sono infallibili, una certa quantità di errori viene continuamente generata e, finché possibile, questi vengono corretti, quando la correzione fallisce si verifica il cosiddetto “crash” del programma o dei programmi, incluso il “crash” dell'intero sistema operativo.

Nonostante tutto sostanzialmente sia basato sulla logica e la matematica in buona sostanza nei computer si verificano continuamente degli errori, questi devono essere rilevati, gestiti, corretti e quindi superati.

Questo avviene perché i transistor che mantengono le informazioni non sono infallibili, ad esempio si ordina ad un transistor di mantenere il dato 0 od 1, in genere questo avviene regolarmente, purtroppo però nella realtà in un discreto numero di casi per qualche motivo questo mantiene lo stato opposto a quello indicato oppure inizialmente lo fa ma nonostante non gli sia stato ordinato cambia di stato in seguito.

L'errato immagazzinamento dell'informazione od il cambio di stato possono avvenire per svariati motivi, dato che questi sono molti e molto tecnici non staremo qui a commentarli, basti sapere che questo, purtroppo, avviene in continuazione.

Giusto per curiosità e capire come a tutti gli effetti i micro-transistors tipicamente contenuti nei CHIP usati nei computer non sono esattamente affidabili oltre ogni dubbio basta menzionare un esempio molto particolare che col progredire della miniaturizzazione della tecnologia dei transistor è divenuto effettivamente possibile e più frequente, il cosiddetto caso del "Bit Flip Cosmico".

Lo stupefacente errore documentato "Bit Flip Cosmico" dimostra come i computer costruiti con le tecnologie attuali non possono essere affidabili al 100%.

Di cosa si tratta? Per quanto sorprendente possa sembrare il "Bit Flip Cosmico" è un evento dovuto a particelle ad alta energia che provengono dal cosmo (od altra sorgente radioattiva ad esempio)!

In pratica ed in parole semplici si tratta di particelle che giungendo qui dal cosmo possono colpire uno o più dei nostri micro-transistors contenuti nei nostri chip e cambiarne lo stato attuale, per cui ad esempio il sistema aveva ordinato ad un transistor di mantenere lo stato 0 ed una particella ad alta energia che lo colpisce bene lo "rovescia" (flip, far girare, rovesciare), per cui alla successiva lettura invece del valore 0 mostrerà il valore 1.

Questo ovviamente causa errori che possono causare anche risultati completamente balzani od appunto interruzioni del programma, ovvero che possono causare i cosiddetti "crash".

Ad esempio, con il sistema binario il numero 9 è rappresentato dalla sequenza 1001, ovvero per memorizzarlo verranno usati 4 transistor di cui il primo assumerà lo stato 1, il secondo ed il terzo assumeranno lo stato 0 ed il quarto assumerà lo stato 1, ipotizziamo in questo esempio che casualmente una particella ad alta energia colpisce il secondo transistor cambiandone lo stato da 0 ad 1, ecco che la sequenza dunque diventa 1101, questa ora rappresenta il numero 13 invece che il numero 9.

Come si capisce se tale numero era utilizzato ad esempio per svolgere un operazione matematica di somma, mettiamo 9+10, con tale intervenuto errore il risultato invece di essere 19 sarà 23, il che appunto a sua volta causerà altri errori a cascata nel successivo svolgersi di altre operazioni.

Perché i transistor sono suscettibili a cambiare stato con tali minuscole sollecitazioni date sa semplici particelle? Semplicemente perché ormai i transistor sono così piccoli e funzionanti con livelli di energia molto bassi, per cui una particella che viaggia ad altissime velocità, quindi ad elevata energia, è in grado di interferire col loro funzionamento.

Curiosità! Sapevi che in un certo paese durante un elezione in cui veniva utilizzato un sistema di voto elettronico fu ipotizzato che proprio un evento “Bit Flip” poteva essere stato una delle possibili cause di un risultato della conta automatica che fu (fortunatamente) riconosciuto essere totalmente erroneo?

Sistemi escogitati per ridurre i casi di errore

Poiché dunque gli errori di immagazzinamento e trattamento dei dati sono di vario tipo e piuttosto frequenti i sistemi informatici contengono tutta una serie di dispositivi e meccanismi che tendono a rilevarli, correggerli e superarli.

Fra i vari metodi per rimediare ai vari possibili errori per l'appunto sono state progettate le memorie RAM ECC ed ECC REG, queste contengono sistemi integrati per mitigare il problema degli errori di memorizzazione dei dati.

Se tutto questo è vero, perchè allora esistono anche i moduli RAM ordinari senza sistemi di controllo e correzione degli errori?

I moduli di memoria RAM ordinari sono economici e possono essere montati su schede madri economiche, inoltre gli errori spra citati non sono così tanto frequenti da imporre in maniera assoluta l'uso di sistemi avanzati.

In pratica l'unico motivo palpabile per cui esistono moduli RAM semplici non dotati di particolari sistemi di controllo e correzione degli errori è che questi sono più economici e che la frequenza con cui gli errori si manifestano è tollerabile, piuttosto banale, vero?

Per certe particolari operazioni questi moduli semplici possono risultar utili perché in effetti in genere, a parità di frequenza del “clock” ed altre specifiche tecniche, sono un po più veloci, infatti i dati vengono solo scritti e letti, non controllati e corretti, ovvero non vengono svolte operazioni che appunto impiegano del tempo.

Ad esempio se lo scopo è di far girare un gioco d’azione in cui reattività e la velocità sono cruciali per assicurarsi una vittoria un modulo RAM ordinario potrebbe essere preferito, del resto se il gioco va in “crash” non capita certo la fine del mondo e non si perdono ore di lavoro o soldi, insomma, non succede niente di molto grave.

Tuttavia magari anche quando si tratta di un applicazione estemporanea come un gioco od altro non cruciale va anche detto che un "crash" del programma è sempre spiacevole e causa di disagio, frustrazione, brutti sentimenti.

Ad esempio facendo girare un gioco si gode del vantaggio della maggior velocità, sì, ma se poi questo gioco si interrompe proprio sul più bello mentre si stava per vincere, magari quando grazie a tecniche ed abilità proprie piuttosto che alla velocità bruta del PC, come ti sentiresti?

Attenzione dunque a valutare e soppesare sempre bene tutti i pro ed i contro, eventualmente un po di velocità in più a volte può risultare una vittoria di Pirro.

I moduli di memoria RAM ECC contengono un chip dedicato che si occupa di rilevare, gestire e correggere gli errori.

L'acronimo ECC rappresenta l'espressione "Error Correction Code", ovvero "Correzione degli errori del codice", come si intuisce dunque i moduli RAM ECC contengono un sistema che si occupa appunto di rilevare gestire e correggere gli errori (rilevabili) che si verificano appunto nella memoria RAM.

Questi moduli contengono un chip aggiuntivo che è deputato proprio a questo compito, il controllo di questo tipo di errori così avviene direttamente e subito proprio sul modulo RAM e non in altri sistemi del computer od in software utilizzati.

I moduli RAM ECC (a parità di clock ed altre specifiche tecniche) come già accennato sopra, sono lievemente più lenti dei corrispettivi moduli ordinari, questo perché ogni dato letto e scritto in RAM appunto viene vagliato dal CHIP deputato a svolere la funzione ECC, c'è dunque un tempo di attesa maggiore, niente di particolare in realtà, si tratta di mere frazioni piccolissime di un secondo.

Ovviamente si potrà obiettare che dato il grandissimo numero di transazioni da vagliare anche i nano ed i millisecondi contano, sì, questo è vero, ma nel complesso gli scarti di tempo complessivi impiegati rimangono ad essere comunque molto bassi, di scarsa e nettamente trascurabile importanza rispetto invece ai robustissimi vantaggi che questa tecnologia offre.

Cosa sono i moduli RAM ECC REG?

I moduli RAM ECC REG o "Buffered", oltre a correggere gli errori usufruiscono di uno speciale registro che migliora le prestazioni generali del computer e che permette di gestire bene grandi quantità di RAM.

I moduli RAM ECC possono essere sprovvisti di registro, ovvero essere dotati del solo CHIP deputato a svolgere la funzione ECC. I moduli RAM ECC di ancor maggiore qualità e maggiormente completi vengono chiamati ECC REG quando appunto hanno anche un ulteriore dispositivo che si occupa di mantenere un registro dei dati transati.

Questi moduli oltre che ECC REG vengono chiamati anche " ECC buffered" o solo "buffered", in tutti i casi quando un modulo RAM è dotato di registro, e viene dunque chiamato “buffered”, è sempre anche di tipo ECC (a questo proposito tuttavia controlla sempre presso il produttore di che tipo è un determinato modulo RAM, cercando prodotti molto spesso si leggono schede tecniche farlocche).

Il registro sui moduli RAM ECC ha due principali funzioni, la prima e più importante è quella di alleviare il carico di lavoro del controller della memoria RAM, la seconda è quella di permettere l'uso di grandi quantità di RAM, ad esempio, su una scheda madre predisposta per utilizzare molta RAM, come ad esempio 256 GB, 512 GB, o più verosimilmente i soli moduli installabili saranno di tipo "buffered".

La scheda madre deve essere predisposta all'utilizzo dei moduli RAM ECC ed ECC REG

Non tutti i computer possono utilizzare moduli RAM ECC o buffered e viceversa non tutte le schede madri progettate per usare queste tecnologie possono utilizzare anche moduli RAM ordinari

In generale devi controllare cosa indica il produttore della scheda madre per sapere quali tipi di moduli sono compatibili, alcune permettono d i usare solo moduli RAM ordinari, altre permettono di usare RAM ordinari e RAM ECC, ma non RAM ECC REG, altre permettono di usare solo RAM ECC ed ECC REG, eccetera, è dunque molto importante controllare bene che tipo di RAM deve essere usata su ciascuna scheda madre.

I moduli RAM ECC e buffered in genere costano di più.

La qualità viene fatta pagare, i moduli RAM ECC e buffered in genere hanno costi maggiori rispetto ai moduli RAM ordinari, altrettanto le schede madri che ne permettono l'uso sovente sono più costose, di contro però a tutti gli effetti i sistemi che sfruttano queste tecnologie sono ben più stabili ed affidabili, per cui in generale conviene sempre valutare bene se adottare moduli RAM ECC.

In particolare se si decide di acquistare un computer usato o rigenerato (refurbished, ricondizionato), poiché i costi sono molto abbattuti rispetto al nuovo la possibilità di optare per un PC che utilizza moduli RAM ECC od ancor meglio ECC REG o Buffered diviene particolarmente interessante.

Conclusioni

I computer che montano moduli RAM ordinari sono in generale più proni a presentare (magari sul più bello) errori e “crash” dei programmi o dell'intero sistema operativo, di contro sono più economici e, paradossalmente, a dispetto dell'inferiore qualità, possono risultare un pelo più veloci (a parità di clock ed altre specifiche tecniche). Inutile fasciarsi la testa, la stragrande parte dei PC ordinari montano RAM ordinaria, non c'è molto da preoccuparsi, tuttavia se si punta alla qualità ed alla stabilità conviene sicuramente orientarsi verso l'adozione dei sistemi che montano RAM ECC o ECC REG

I computer che montano RAM ECC ed ECC REG sono di più alta qualità, meno proni a presentare errori e crash, sono più stabili ed affidabili e migliori strumenti di lavoro, di contro costano di più e per certe particolari applicazioni possono risultare un pelo più lenti (a parità di clock ed altre specifiche tecniche).

A causa dei costi maggiori diciamo che in genere sono sicuramente da preferirsi quando si intende svolgere attività lavorative e sopratutto se si intende utilizzare il PC per applicazioni che prevedono cicli di calcolo intensivo, per operazioni critiche ed in tutti in quegli ambiti in cui sicurezza, stabilità, costanza ed affidabilità sono importanti.

In linea di massima, se vuoi un computer migliore, affidabile, stabile, scegline sempre uno che permette di usare la tecnologia RAM ECC od ECC REG.

In ultimo va sottolineato che i PC che montano RAM ECC o buffered quando sono venduti usati o ricondizionati hanno costi molto abbordabili, anzi in proporzione decisamente più abbordabili dei PC ordinari in paragone.

Nel caso in cui la tua intenzione è di acquistare un computer usato, rigenerato, ricondizionato, dato che l'aspetto economico diviene di secondo piano e poco apprezzabile il nostro consiglio è di prendere in seria considerazione questa tecnologia ECC od ECC REG superiore, questo tipo di moduli RAM offre comunque prestazioni eccellenti e semplicemente sono MOLTO migliori.

Infine una nota generale, per chiunque non ha desiderio di competere con altri sui nanosecondi e millisecondi è inutile lasciarsi influenzare dal dato di fatto che le RAM ECC ed ECC REG sono un pelino più lente in generale, fatto questo molto commentato e ripetuto in tanti articoli su riviste specializzate come se fosse di grande spessore ed importanza cruciale.

Nel mondo reale, se appunto non hai “l’hobby di confrontare dati da banco di prova (o benchmark come li chiamano)”, quelle manciatine di frazioni infinitesimali di secondi non ti servono a niente mentre niente ripaga di più della soddisfazione che dona l’utilizzare un PC che si contraddistingue per stabilità, costanza ed affidabilità.