在ECC技術出現之前，內存中應用最多的另外一種錯誤檢查技術，是奇偶校驗位（Parity）技術。

在數字電路中，最小的數據單位是“比特（bit）”，也叫“比特”。“比特”也是內存中的最小單位，它是通過“1”和“0”來表示數據高、低電平信號。在數字電路中8個連續的比特是一字節，不帶“奇偶校驗”的內存中的每個字節只有8位，若它的某一位存儲出了錯誤，就會使其中存儲的相應數據發生改變而導致應用程序發生錯誤。

而帶有“奇偶校驗”的內存在每一字節（8位）外又額外增加了一位用來進行錯誤檢測。比如一個字節中存儲了某一數值（1、0、1、0、1、0、1、1），把這每一位相加起來（1＋0＋1＋0＋1＋0＋1＋1=5）。對于偶校驗，若其結果是奇數，校驗位就定義為1，反之則為0；對于奇校驗則相反。當CPU返回讀取存儲的數據時，它會再次相加前8位中存儲的數據，計算結果是否與校驗位相一致。當CPU發現二者不同時就會試圖糾正這些錯誤。

但奇偶校驗位技術有個缺點，當內存查到某個數據位有錯誤時，由于不一定能確定錯誤在哪一個位，也就不一定能修正錯誤。所以帶有奇偶校驗的內存的主要功能僅僅是“發現錯誤”，并能糾正部分簡單的錯誤。

此外，奇偶校驗技術是通過在原來數據位的基礎上增加一個數據位來檢查當前8位數據的正確性，但隨著數據位的增加，用來檢驗的數據位也成倍增加，就是說當數據位為16位時它需要增加2位用于檢查，當數據位為32位時則需增加4位，依此類推。特別是當數據量非常大時，數據出錯的幾率也就越大，對于只能糾正簡單錯誤的奇偶檢驗的方法就顯得力不從心了。正是基于這樣一種情況，錯誤檢查和糾正（Error?Checking and?Correcting）應運而生了。

是什么導致內存數據出現錯誤？

內存錯誤是電腦內部的電磁干擾造成的。這種干擾會導致 DRAM（動態隨機存取內存）的單位自發地變成相反的狀態。單位錯誤可能是隱性的，也就是說，它們不會對數據造成嚴重影響；但是，內存單元是相互關聯的，因此單位變化可能會影響整個系統，從而導致系統出錯，尤其是在需要嚴密運行的系統中。

ECC 內存的工作原理

ECC的英文全稱是“ Error Checking and Correcting”（錯誤檢查和糾正），從這個名稱就可以看出它的主要功能就是“發現并糾正錯誤”。

與奇偶校驗技術一樣，ECC糾錯技術也需要額外的空間來儲存校正碼，但其占用的位數跟數據的長度并非成線性關系。具體來說，它是以8位數據、5位ECC碼為基準，隨后每增加一個8位數據只需另增加一位ECC碼即可。通俗地講就是，一個8位的數據產生的ECC碼要占用5位的空間，而一個16位數據ECC碼只需在原來基礎上再增加一位，也就是6位；而32位的數據則只需再在原來基礎增加一位，即7位的ECC碼即可，如此類推。

ECC碼將信息進行8比特位的編碼，采用這種方式可以恢復1比特的錯誤。每一次數據寫入內存的時候，ECC碼使用一種特殊的算法對數據進行計算，其結果稱為校驗位（check bits）。然后將所有校驗位加在一起的和是“校驗和”（checksum），校驗和與數據一起存放。當這些數據從內存中讀出時，采用同一算法再次計算校驗和，并和前面的計算結果相比較，如果結果相同，說明數據是正確的，反之說明有錯誤，ECC可以從邏輯上分離錯誤并通知系統。當只出現單比特錯誤的時候，ECC可以把錯誤改正過來不影響系統運行。工作原理見下圖：

除了能夠檢查到并改正單比特錯誤之外，ECC碼還能檢查到（但不改正）單DRAM芯片上發生的任意2個隨機錯誤，并最多可以檢查到4比特的錯誤。當有多比特錯誤發生的時候，ECC內存會生成一個不可隱藏（non-maskable interrupt）的中斷（NMI），會中止系統運行，以避免出現數據惡化。

顯然ECC碼的長度跟數據的長度是成對數關系，當數據長度在64位以上的時候，ECC碼在空間占用上就會凸現優勢。此外，ECC校驗最大的優點是如果數據中有一位錯誤，它不但能發現而且可以對其更正，ECC校驗還可以發現2~4位錯誤（不能更正），當然這樣的情況出現的幾率是非常低的。但ECC碼的校驗算法比奇偶校驗復雜不少，需要專門的芯片來支持，所以普通的電腦主板不一定支持。而且因為系統需要時間來等待校驗的結果，所以ECC校驗會降低系統速度2%-3%左右，但這小小的代價換來系統穩定性的大大提高可以說事非常值得的。

注意：ECC不是一種內存類型，只是一種內存技術，不僅以前的EDO內存可以有、SD內存也可有，現在主流的DDR內存同樣可以有，所以在現在服務器配置中我們都可見到“512MB ECC DDR-400內存”之類的字樣。那是因為它并不是一種影響內存結構和存儲速度的技術，可以應用到不同的內存類型之中，就象我們經常到的“奇遇校正”內存技術一樣。

ECC內存技術雖然可以同時檢測和糾正單一比特錯誤，但如果同時檢測出兩個以上比特的數據有錯誤，則無能為力。但隨著基于Intel處理器架構服務器的CPU性能呈幾何級的倍數提高，而硬盤驅動器的性能同期只提高了5倍。因此為了獲得足夠的性能，服務器需要大量的內存來臨時保存在CPU上讀取的數據。這樣大的數據訪問量就導致單一內存芯片上每次訪問時通常要提供4（32位）或8（64位）比特以上的數據。一次性讀取這么多數據，出現多位數據錯誤的可能性會大大地提高，而ECC又不能糾正雙比特以上的錯誤，這樣就很可能造成全部比特數據的丟失，系統就很快崩潰了。

來源：吳川斌的博客