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Tecnologias de memória RAS para servidores HPE ProLiant/Synergy/ Blade Gen10 com processadores escaláveis Intel Xeon Índice Introdução ...........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................2 Por que a memória RAS é necessária ........................................................................................................................................................................................................................................................................ 2 Tecnologias de memória RAS nos servidores HPE ProLiant/Synergy/Blade ....................................................................................................................................................................... 3 Tolerância rápida a falhas da HPE ......................................................................................................................................................................................................................................................................... 3 Suporte ECC avançado......................................................................................................................................................................................................................................................................................................4 Sobressalente online com suporte ao ECC avançado........................................................................................................................................................................................................................... 5 Memória espelhada com suporte a ECC avançado ................................................................................................................................................................................................................................. 6 Varredura de memória (Patrulha e Demanda)............................................................................................................................................................................................................................................ 8 Conclusão.............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................9 Documento técnico

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Tecnologias de memória RAS para servidores HPE ProLiant/Synergy/ Blade Gen10 com processadores escaláveis Intel Xeon

Índice Introdução ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 2 Por que a memória RAS é necessária ........................................................................................................................................................................................................................................................................ 2 Tecnologias de memória RAS nos servidores HPE ProLiant/Synergy/Blade ....................................................................................................................................................................... 3

Tolerância rápida a falhas da HPE ......................................................................................................................................................................................................................................................................... 3 Suporte ECC avançado ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 4 Sobressalente online com suporte ao ECC avançado ........................................................................................................................................................................................................................... 5 Memória espelhada com suporte a ECC avançado ................................................................................................................................................................................................................................. 6 Varredura de memória (Patrulha e Demanda)............................................................................................................................................................................................................................................ 8

Conclusão ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 9

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Introdução Falhas no dispositivo de memória – se não forem corrigidas – podem resultar em eventos de manutenção ou até falhas no servidor. À medida que os servidores modernos implementam matrizes de memória cada vez maiores, a probabilidade de falha de um dispositivo de memória aumenta com maior capacidade de memória. Como as falhas do dispositivo de memória são alguns dos tipos mais frequentes de falha nos servidores, além das falhas de armazenamento, os servidores HPE ProLiant Gen10 que usam processadores escaláveis Intel® Xeon® fornecem um conjunto cada vez mais abrangente de recursos de memória RAS (confiabilidade, disponibilidade e facilidade de manutenção) divididos nas seguintes categorias:

• Detecção e correção de erros

• Redundância e resiliência

• Manutenção

Este documento fornece uma rápida visão geral das tecnologias de memória RAS selecionada para servidores HPE ProLiant Gen10, suas características, requisitos mínimos e como habilitá-los. As informações apresentadas ajudarão você a selecionar as tecnologias de memória RAS mais adequadas para atender aos seus exigentes requisitos de nível de serviço de data center e carga de trabalho, especialmente para cargas de trabalho críticas para os negócios.

Observação Este documento se concentra apenas nos recursos de memória RAS do servidor. Ele não analisa o conjunto abrangente de outras tecnologias RAS encontradas nos portfólios ProLiant/Synergy/Blade.

Por que a memória RAS é necessária O tempo de atividade do servidor ainda é um dos aspectos mais críticos da manutenção do data center. Infelizmente, os servidores podem ter problemas periodicamente devido a problemas de software, queda de energia ou erros de memória. As três principais categorias de erros de memória que controlamos e gerenciamos incluem erros corrigíveis, erros incorrigíveis e erros recuperáveis. A determinação de quais erros são corrigíveis ou não é totalmente dependente da capacidade do controlador de memória.

Erros corrigíveis são, por definição, erros que podem ser detectados e corrigidos pelo chipset. Erros corrigíveis são geralmente erros de bit único. Todos os servidores HPE são capazes de detectar e corrigir erros de bit único e com suporte avançado ao código de correção de erros (ECC). Nos sistemas da HPE, o usuário é avisado sobre um DIMM que excede o limite de erros corrigíveis (quantidade máxima de erros corrigíveis tolerados em uma determinada janela de tempo) através das luzes no painel frontal ou da placa do sistema (se disponível) ou do Log de gerenciamento integrado da HPE (IML).

Erros incorrigíveis são erros que podem ser detectados, mas não corrigidos pelo chipset. Esses sempre são erros de memória de vários bits. O erro será registrado no IML. Erros incorrigíveis geralmente podem ser isolados em um único DIMM. Erros incorrigíveis geralmente resultam imediatamente em uma falha ou desligamento do sistema. Em alguns casos, com suporte ao sistema operacional (SO) e processadores SKU avançados (processadores Intel Xeon Platinum e Gold), erros incorrigíveis não resultam em uma falha do sistema. Nós chamamos esse tipo de erro de erros recuperáveis. Para conhecer os detalhes sobre a recuperação de erros, consulte o fornecedor do seu sistema operacional para obter mais detalhes.

Erros de DRAM geralmente vêm em dois tipos diferentes: erros físicos e erros de software.

• Erros físicos normalmente indicam um problema com a própria DIMM. Embora erros físicos corrigíveis sejam corrigidos pelo sistema e não resultem em paralisação do sistema ou corrompimento de dados, eles ainda indicam um problema de hardware. Erros físicos normalmente fazem com que uma DIMM exceda o limite de erros corrigíveis dos sistemas HPE. O usuário é avisado sobre esses erros.

• Erros de software não indicam nenhum problema com a DIMM. Eles ocorrem quando os dados e/ou bits ECC na DIMM estão incorretos, mas o erro não continuará a ocorrer depois que os dados e/ou bits ECC na DIMM forem corrigidos. Os erros de software normalmente não fazem com que uma DIMM exceda o limite de erros corrigíveis dos sistemas HPE e, portanto, não é mostrada nenhuma indicação de um problema de hardware.

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Qualquer tipo de erro, se não for tratado corretamente, pode causar o desligamento do sistema. Antigamente, entre os servidores, o ECC básico era suficiente para resolver a maioria das falhas de DRAM. No entanto, os servidores de hoje apresentam um desafio completamente diferente e, por isso, recursos adicionais de RAS são necessários para manter a estabilidade e o tempo de atividade esperados do servidor. É importante observar que, ao evitar uma falha crítica, uma falha no sistema pode ser evitada. Dispositivos de memória com falha são substituídos como parte do serviço periódico. Além disso, as tecnologias de memória RAS podem detectar um dispositivo DRAM em uma DIMM que tenha apresentado vários erros de software e recomendam substituí-lo antes que ocorra uma falha grave.

Tecnologias de memória RAS nos servidores HPE ProLiant/Synergy/Blade As descrições a seguir fornecem uma visão geral da funcionalidade de determinadas tecnologias de memória RAS.

Tolerância rápida a falhas da HPE Visão geral A Tolerância rápida a falhas da HPE é um novo recurso da memória RAS da HPE que foi incluído, de forma pioneira, nos servidores HPE Gen10 com processadores escaláveis Intel Xeon. Esses servidores, configurados com HPE SmartMemory e a Tolerância rápida a falhas da HPE, oferecem uma camada extra de proteção contra paralisações planejadas e falhas do servidor. A Tolerância rápida a falhas da HPE, uma versão aprimorada da ADDDC (correção de dados por dispositivo duplo adaptável), é o resultado de uma colaboração entre a Intel® e a Hewlett Packard Enterprise. A Tolerância rápida a falhas da HPE possui mais regiões sobressalentes (parte da memória alocada apenas para substituir áreas com memória defeituosa) e mais opções para mapear seções defeituosas da memória. Isso resulta em confiabilidade e disponibilidade de memória significativamente melhores do que o restante do setor pode fornecer usando apenas ADDDC.

Características Nas gerações anteriores de servidores, a mais avançada tecnologia de proteção de memória nos servidores ProLiant era a DDDC (correção de dados por dispositivo duplo). O maior problema era que ela precisava ser ativada na inicialização e isso reduzia significativamente o fluxo da memória. Os clientes tinham que escolher entre resiliência e desempenho. A Tolerância rápida a falhas da HPE representa uma melhoria significativa em relação a DDDC, porque incorpora os benefícios de desempenho da correção de dados de dispositivo único (SDDC) com a disponibilidade da DDDC. A Tolerância rápida a falhas da HPE permite que o sistema inicialize com desempenho máximo de memória e coloca apenas pequenas seções (bancos) de memória em bloqueio quando necessário para corrigir falhas, resultando em um desempenho significativamente melhor que a DDDC. Quando a seção com falha é maior que um banco, pode ser observado um impacto negativo maior sobre o desempenho.

Resumo: • A Tolerância rápida a falhas da HPE sobrevive a até duas falhas de DRAM (detectar e corrigir).

• O recurso RAS combina a resiliência de DDDC com o desempenho de SDDC.

Requisitos mínimos Deve haver um mínimo de duas graduações em cada canal preenchido. Além disso, apenas o HPE SmartMemory na organização x4 pode ser usado.

Como habilitar a Tolerância rápida a falhas da HPE A partir da ROM versão 1.50, a Tolerância rápida a falhas da HPE é ativada por padrão para todos os Perfis de carga de trabalho, com exceção do Perfil de baixa latência. Em todas as versões anteriores da ROM, a Tolerância rápida a falhas da HPE só é ativada por padrão quando o perfil “missão crítica” é selecionado no utilitário de configuração baseado em ROM (RBSU). Independentemente da versão da ROM, a Tolerância rápida a falhas da HPE sempre pode ser ativada nos servidores Gen10 no momento da compra (consulte QuickSpecs da plataforma).

A Tolerância rápida a falhas da HPE pode ser ativada ou desativada em qualquer servidor Gen10 por meio do RBSU ou da API RESTful da HPE. Para alterar a configuração padrão no Perfil de Carga de Trabalho, primeiro o Perfil de Carga de Trabalho desejado deve ser selecionado e, em seguida, alterado para "Personalizado". Nesse ponto, a Tolerância rápida a falhas da HPE pode ser ativada ou desativada de acordo com o menu Opções de memória >> Proteção avançada de memória.

Os requisitos de configuração da Tolerância rápida a falhas da HPE variam para cada série de servidores, mas não há a necessidade de suporte do SO ou software especial além do BIOS (sistema básico de entrada/saída).

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Figura 1. A Tolerância rápida a falhas da HPE é ativada no RBSU

Detalhes técnicos Atualmente, a Tolerância rápida a falhas da HPE exige que o servidor opere no modo "página fechada" e algumas cargas de trabalho terão uma redução menor na taxa de transferência. Não é esperado que o modo de página fechada tenha uma perda de desempenho significativa para padrões de memória de acesso aleatório (por exemplo, SQL ou outros bancos de dados), mas haverá uma perda de desempenho para padrões de memória de acesso sequencial (por exemplo, fluxos de dados).

Também haverá uma redução de desempenho mínima na taxa de transferência se uma DRAM falhar, mas apenas na região tipicamente muito pequena (o tamanho mais comum é um banco) de memória afetada. Nenhuma perda significativa é esperada para os padrões de memória de acesso aleatório porque a região bloqueada será acessada com pouca frequência. A perda pode ser significativa se você tiver um bloqueio virtual no nível de graduação ou se um aplicativo acessar a região com frequência até que a DIMM seja substituída. Espera-se que a redução geral na taxa de transferência da Tolerância rápida a falhas da HPE seja mínima para a grande maioria dos clientes, mas depende do aplicativo, do tamanho da região afetada e da configuração da memória.

Suporte ECC avançado Visão geral Nas versões de ROM do sistema anteriores à 1.50, a memória com ECC avançado é o modo de proteção de memória padrão para os servidores HPE. A partir da ROM versão 1.50, a Tolerância rápida a falhas da HPE é o modo RAS padrão em todos os Perfis de carga de trabalho, com exceção do Perfil de baixa latência.

O ECC padrão pode corrigir erros de memória de um bit e detectar erros de memória de vários bits. Quando erros de vários bits são detectados usando o ECC padrão, o erro é sinalizado para o servidor e faz com que o servidor trave.

O ECC avançado é o esquema de correção de erros padrão nos servidores HPE há mais de duas décadas. Ela não apenas protege os servidores contra erros de um bit, mas também protege contra alguns erros de memória de vários bits – especificamente aqueles que ocorrem em um único chip DRAM.

O ECC avançado pode corrigir erros de memória de um bit e erros de memória de 4 bits se todos os bits com falha estiverem no mesmo dispositivo DRAM na DIMM. O ECC avançado fornece mais proteção que o ECC padrão, porque é possível corrigir certos erros de memória que, de outra forma, não seriam corrigidos e resultariam em uma falha no servidor. Usando a tecnologia avançada de detecção de erro de memória da HPE, o servidor notifica quando uma DIMM está se degradando e tem uma probabilidade mais alta de erro de memória incorrigível.

Requisitos mínimos Não há regras específicas de preenchimento de memória ou configurações RBSU necessárias para suporte ao ECC avançado. Isso é ativado como padrão nas plataformas Purley.

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Como ativar o suporte ao ECC avançado O suporte ao ECC avançado é o modo de proteção de memória avançada padrão em RBSU >> Opções de Memória.

Figura 2. O suporte ao ECC avançado é um recurso padrão de RBSU

Detalhes técnicos Embora o ECC avançado forneça proteção contra falhas, ele pode corrigir de forma confiável os erros de vários bits somente quando ocorrerem em um único chip DRAM. O ECC avançado não fornece capacidade de failover. Como resultado, se houver uma falha de memória, o sistema deverá ser desligado antes que a memória possa ser substituída. A última geração de servidores HPE ProLiant/Synergy/Blade, que usam processadores escaláveis Intel Xeon, oferece três níveis de proteção de memória avançada (incluindo Tolerância rápida a falhas da HPE) que fornecem maior tolerância a falhas para aplicativos que exigem níveis mais altos de disponibilidade.

Sobressalente online com suporte ao ECC avançado Visão geral A reserva online fornece proteção contra falha de DRAM persistente. Ela rastreia números excessivos de erros corrigíveis e copia o conteúdo de uma graduação não íntegra para uma graduação sobressalente disponível antes das falhas de vários bits ou de falhas persistentes de um bit, que podem resultar em futuras falhas incorrigíveis. Ela não identifica nem desativa DRAMs com falha individual, em vez disso, ela desativa a graduação DIMM. Como uma graduação DIMM é necessária para executar a reserva, essa técnica reduz a quantidade total de memória disponível pela quantidade de memória usada para a reserva. A reserva só consegue lidar com uma falha por canal. As graduações em uma DIMM que provavelmente receberão um erro de memória fatal/incorrigível são retiradas automaticamente de operação, resultando em menos tempo de inatividade do sistema. A reserva de graduação e a reserva de DIMM não são compatíveis com o espelhamento.

Características Tecnicamente, uma DIMM inteira não é necessária para a reserva, a não ser que uma DIMM de graduação única seja usada. Portanto, o custo de implementação de sobressalente online em comparação com o custo de ECC avançado em hardware adicional geralmente varia entre 10% e 50%.

Requisitos mínimos A proteção de memória sobressalente online dedica pelo menos uma graduação de cada canal de memória para uso como memória sobressalente; portanto, um mínimo de duas graduações por canal preenchido deve estar presente.

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Como ativar o sobressalente online O usuário configura o sistema para o modo sobressalente online por meio de RBSU. Os requisitos de configuração sobressalente online variam para cada série de servidores, mas não há a exigência de suporte do SO ou software especial além do BIOS.

Figura 3. O recurso de sobressalente online é configurado através de RBSU

Memória espelhada com suporte a ECC avançado Visão geral A memória espelhada com suporte a ECC avançado fornece proteção contra erros incorrigíveis que, de outra forma, resultariam em falha do sistema. Existem dois modos disponíveis: suporte à memória total e parcialmente espelhada.

• O suporte à memória total espelhada usa metade da capacidade da memória do sistema para manter uma cópia de todos os dados.

• O suporte à memória parcial espelhada permite ao usuário atribuir uma quantidade menor da memória do sistema para espelhamento. Esse recurso é suportado por SKUs com CPU avançada para processadores Intel Xeon Platinum e Gold.

Se ocorrer um erro incorrigível na região protegida da memória espelhada, o sistema recuperará automaticamente os dados íntegros da cópia redundante. O sistema continua a funcionar normalmente sem nenhuma intervenção do usuário. Ao fornecer redundância adicional no subsistema de memória, o espelhamento de memória fornece a maior proteção contra falhas de memória não corrigidas por ECC, SDDC, DDDC, ADDDC e memória sobressalente online.

Características Ao ativar a memória totalmente espelhada, apenas metade da memória preenchida é utilizável como memória do sistema. Como o espelhamento de memória total consome 50% da capacidade de memória do sistema, ele é direcionado para cargas de trabalho de servidor que devem receber o nível mais alto de proteção contra falhas no dispositivo de memória. Você pode considerar o espelhamento de memória para cargas de trabalho que não podem ter tempo de inatividade e não podem correr o risco de esperar até o tempo de inatividade planejado para realizar a substituição dos módulos de memória degradada.

O espelhamento de memória parcial pode ser configurado pelo cliente e suporta diferentes modos:

• Configurado por SO

• Primeiros 4 GB de memória do servidor

• 10% ou 20% de memória acima de 4 GB

Para obter mais informações sobre suporte a espelhamento parcial de memória, consulte o fornecedor do seu sistema operacional para obter detalhes.

O impacto no desempenho da implantação do espelhamento de memória geralmente é muito pequeno. Como o espelhamento parcial da memória usa menos memória, o custo de implementação pode ser significativamente menor que o espelhamento total de memória.

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Requisitos mínimos As plataformas de servidor Gen10 suportam dois métodos diferentes de espelhamento total: espelhamento de dois e de três canais. O espelhamento de memória de três canais espelha a memória em todos os três canais de memória de cada lado da CPU. O espelhamento de dois canais espelha entre dois dos três canais de cada lado da CPU (2 e 3; 5 e 6). Nos dois modos, todos os canais preenchidos em cada lado do processador devem ser preenchidos de forma idêntica (mesmo número de DIMMs, mesmo tipo de DIMM, mesma capacidade). Se as DIMMs estiverem preenchidas nos dois lados da CPU, as DIMMs de um lado não precisarão corresponder às do outro, mas deverão corresponder as outras DIMMs do mesmo lado da CPU.

Figura 4. Diagramas de espelhamento de memória para servidores HPE ProLiant Gen10

O espelhamento de memória total é feito em um controlador de memória integrado (IMC). Isso não é feito no IMC, portanto, o IMC executa o espelhamento independentemente um do outro. O espelhamento parcial de memória segue as mesmas regras de carregamento que o espelhamento total suportado na plataforma.

Como ativar o espelhamento de memória O suporte à memória espelhada pode ser ativado no RBSU, configurando a opção de proteção de memória avançada como "memória espelhada com ECC avançado". Para memória totalmente espelhada, o cliente designa metade dos bancos de memória como memória do sistema e os bancos restantes como memória espelhada. Todos os bancos devem ser configurados de forma idêntica.

Figura 5. O recurso de memória espelhada pode ser ativado no RBSU

Para configurar o espelhamento parcial da memória, a opção de proteção avançada da memória deve ser definida como “memória espelhada com ECC avançado” e o Modo de espelhamento de memória na configuração apropriada, conforme mostrado na Figura 6.

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Figura 6. O espelhamento parcial de memória é um recurso avançado ativado no RBSU

Observe que "espelhamento parcial – configurado pelo sistema operacional" é suportado apenas por alguns sistemas operacionais. Por favor, verifique com o fornecedor do seu SO para obter mais detalhes.

Varredura de memória (Patrulha e Demanda) Visão geral A varredura de memória é um recurso de memória RAS padrão projetado para impedir que erros de software se acumulem na memória e eventualmente se tornem um erro não corrigido. Isso é feito gravando proativamente os dados corretos de volta na memória toda vez que um erro é detectado. Existem dois tipos de varredura nos sistemas de hoje: varredura por patrulha e varredura por demanda. Ambos fazem a mesma coisa; após encontrar um erro, eles o corrigem na memória. A grande diferença é como o erro é encontrado. A varredura por patrulha é mais uma busca proativa por erros que ocorrem continuamente em segundo plano, enquanto a varredura por demanda ocorre apenas quando a memória é realmente lida pelo sistema operacional ou pelo aplicativo.

Características Quando a varredura por patrulha é ativada, ela busca proativamente a memória do sistema, reparando erros corrigíveis. Isso evita o acúmulo de erros de bit único que se tornam incorrigíveis quando o número de erros de limite corrigível é excedido ou degradado em erros de vários bits. Há um varredor por patrulha por IMC.

Requisitos mínimos Não há regras específicas de preenchimento de memória ou configurações RBSU necessárias para varredura por patrulha. Ela é ativada como padrão nas plataformas Purley e pode ser desativada pelo usuário. A varredura por demanda sempre é ativada como padrão e não pode ser desligada.

Como ativar a varredura por patrulha O padrão é ativado para qualquer modo avançado de proteção de memória selecionado em RBSU >> Opções de memória.

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Figura 7. A varredura por patrulha é ativada em RBSU

Detalhes técnicos O BIOS ativa o mecanismo de varredura por patrulha durante a inicialização e define o intervalo de varredura. A ação de varredura envolve:

• Ler todas as linhas de cache, uma vez ao dia, para verificar se há erros.

• Se forem encontrados erros, os dados corretos serão gravados de volta na memória.

As varreduras por patrulha destinam-se a garantir que os erros corrigíveis não permaneçam na DRAM por tempo suficiente para ter uma chance significativa de se combinarem com um erro transitório para causar um erro incorrigível. A varredura por verificação funciona em todos os modos de memória RAS, como ECC avançado, espelhamento ou reserva de graduação, além de ajudar a reduzir eventos incorrigíveis.

Conclusão A demanda por servidores com mais capacidade de memória é interminável. Ela é impulsionada por aplicativos cada vez mais complexos e com uso intenso de memória e processadores mais poderosos. Embora atenda à demanda por mais memória do sistema, o desafio para os fabricantes de servidores é manter a confiabilidade do sistema de memória, embora exista uma maior probabilidade de erros de memória à medida que as densidades e capacidades da memória aumentam.

A Hewlett Packard Enterprise está enfrentando o desafio com tecnologias de proteção de memória tolerantes a falhas, como memória sobressalente online, memória espelhada e Tolerância rápida a falhas da HPE. A memória sobressalente online é benéfica para clientes com locais que não podem arcar com os custos do tempo de inatividade devido a erros de memória, mas podem esperar até um tempo de inatividade programado para poder substituir os módulos de memória com falha. A memória espelhada fornece um nível mais alto de disponibilidade, com uma opção mais tolerante a falhas, fornecendo proteção total contra erros de um e vários bits. Tolerância rápida a falhas da HPE, a mais recente tecnologia introduzida nos servidores HPE Gen10 ProLiant/Synergy/Blade com processadores escaláveis Intel Xeon, combina disponibilidade e confiabilidade de memória significativamente melhor para o cliente.

Essas tecnologias avançadas de proteção de memória da HPE permitem que os clientes escolham um sistema com o nível de disponibilidade de memória que preferem, para aprimorar a robustez de sua solução final.

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© Copyright 2013, 2016–2019 Hewlett Packard Enterprise Development LP. As informações contidas neste documento estão sujeitas a alterações sem aviso. As únicas garantias dos produtos e serviços da Hewlett Packard Enterprise são as estabelecidas nas declarações de garantia expressa que acompanham tais produtos e serviços. Nenhuma parte deste documento deve ser interpretada como representando uma garantia adicional. A Hewlett Packard Enterprise não se responsabiliza por omissões, erros técnicos ou erros editoriais contidos neste documento.

A Tolerância rápida a falhas da HPE é o resultado de uma colaboração entre a Intel e a Hewlett Packard Enterprise.

Intel e Intel Xeon são marcas comerciais da Intel Corporation nos EUA e em outros países. Todas as outras marcas de terceiros pertencem a seus respectivos proprietários.

4AA4-3490PTL, janeiro de 2019, Rev. 4

Recursos Biblioteca de documentos técnicos sobre servidores da HPE

Memória do servidor HPE

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