Defecte geheugenmodules zorgen voor crashes en beschadigen gegevens, maar zijn lastig op te sporen. We laten je zien welke software RAM-fouten opspoort.
Zo spoor je RAM-fouten op
Fouten in het werkgeheugen door defecte geheugenchips of een verkeerde configuratie van de geheugenmodules zijn verraderlijk. Sommige komen zo zelden voor dat ze lang onopgemerkt blijven. Ze komen pas aan het licht als bestanden niet meer kunnen worden geopend of programma’s crashen. Soortgelijke problemen kunnen echter ook door andere hardware- en softwarefouten worden veroorzaakt, daarom is het belangrijk om de oorzaak te achterhalen.
We noemen in dit artikel een paar gratis programma’s voor Linux en Windows waarmee je zelf je werkgeheugen op fouten kunt controleren. De meeste programma’s hoeven niet te worden geïnstalleerd en hebben geen beheerdersrechten nodig.
Daarnaast stellen we twee tools voor die vanaf een USB-stick opstarten. Daar kun je computers mee testen waarvan het besturingssysteem niet meer opstart of waarop geen besturingssysteem geïnstalleerd is.
Geheugentestprogramma’s werken in principe allemaal op dezelfde manier. Ze vullen grote adresbereiken van het RAM met vooraf bepaalde bitpatronen, zoals 01010101. Vervolgens controleren ze, beginnend bij het laagste adres, of het patroon ongewijzigd is gebleven. Daarna schrijven ze het complement van het patroon 10101010 en herhalen ze het hele proces.
In de praktijk zijn de testalgoritmen complexer dan het hierboven genoemde, makkelijk te begrijpen voorbeeld. Daarbij hoort onder andere het verplaatsen van grote blokken in het geheugen of het enkele minuten met rust laten van de geheugeninhoud om dat vervolgens te controleren op veranderingen.
Rowhammer-test
Sommige programma’s bevatten bovendien de zogeheten Rowhammer-test. Daarbij worden aangrenzende geheugenrijen in snel tempo honderdduizenden keren uitgelezen, wat door elektrische overspraak kan leiden tot fouten in de tussenliggende ‘slachtofferrijen’. Rowhammer kan ook worden misbruikt als beveiligingslek [1].
Bij Windows kun je het werkgeheugen ook zonder extra software op fouten controleren met de ingebouwde Windows-geheugendiagnose. Daar hoef je alleen maar in het zoekveld of na het indrukken van de Windows-toets het commando mdsched voor in te voeren.
De tool vereist een herstart van de computer, sluit daarom eerst alle programma’s af en sla alle open bestanden op. De software met zijn spartaanse tekstmodus begint na korte tijd vanzelf met controleren. Met de F1-toets kun je de instellingen aanpassen. We raden je aan de uitgebreide test te kiezen en het aantal herhalingen op minimaal 4 in te stellen.
Mocht de Windows-geheugendiagnose problemen vaststellen, dan geeft hij echter alleen een heel algemene melding.
Tools met een grafische interface
De Windows-tool TestMem5 heeft slechts 140 kB ruimte nodig (te downloaden, net als alle andere software, via de links bij dit artikel). Met de standaardinstelling gebruikt het al het vrije werkgeheugen en begint het meteen met het opsporen van fouten.
Bij Settings kun je verschillende profielen kiezen. Die zijn afkomstig van overklokkers zoals anta777, die daar de stabiliteit van overgeklokte systemen mee testen.
In de standaardinstelling draait TestMem5 90 minuten. We raden aan om het minstens drie uur te laten draaien.
Omdat de software alle CPU-kernen gebruikt en het RAM-geheugen in beslag neemt, moet je geen andere programma’s tegelijkertijd laten draaien, want het systeem reageert tijdens de test erg traag.
Een vergelijkbare aanpak hanteert het belastingstestprogramma OCCT, dat onlangs in versie 17 is verschenen en een heleboel extra functies biedt. Bijzonder is dat die grafische tool zowel voor Linux als voor Windows beschikbaar is.
Voor de geheugentest kies je onder Stability Test de optie Memory. Daar kun je onder Presets verschillende profielen selecteren. We raden TM5 Extreme aan. Als je wilt, kun je onder Custom je eigen profielen aanmaken of bestaande bewerken.
OCCT geeft tijdens de test allerlei systeemparameters weer, zoals de CPU-belasting, temperaturen, spanningen en kloksnelheden van de CPU, het geheugen, de grafische kaart, de SSD en het moederbord. Daarnaast bevat het diverse belasting- en stabiliteitstests en kun je ook gecombineerde tests uitvoeren, bijvoorbeeld voor het maximale energieverbruik.
Opstartbare tools
Moderne besturingssystemen nemen behoorlijk wat werkgeheugen in beslag. Om (bijna) al het RAM te controleren, moet je het als het ware ‘buiten het besturingssysteem om’ testen. Daarvoor zijn er tools die vanaf een USB-stick opstarten en een minimaal besturingssysteem meebrengen.
De qua naam en functie nauw verwante tools Memtest86 en Memtest86+ hebben zich in de praktijk bewezen. Memtest86 valt inmiddels onder een commerciële licentie en wordt aangeboden door PassMark. Voor de meeste gebruikers is de functionaliteit van de gratis versie voldoende.
Memtest86 bevat een imager waarmee je een opstartbare USB-stick kunt maken. Let op: daarbij worden alle gegevens op de stick gewist! Om vanaf USB op te starten, moet je mogelijk bij de BIOS-instellingen de opstartvolgorde aanpassen.
De tool begint vanzelf met het testen. Je kunt hem configureren met de C-toets. Standaard voert hij de tests 1 tot en met 13 vier keer achter elkaar uit. Aan het einde van de test krijg je een overzicht en kun je het rapport als HTML-bestand op de stick opslaan.
De opensourcevariant Memtest86+ is meer dan 20 jaar geleden afgesplitst van de oorspronkelijke Memtest86. Je kunt opstartbare images downloaden, evenals een Windows-installatieprogramma dat het programma makkelijk op een USB-stick zet.
Memtest86+ heeft minder functies dan de closedsource variant. Het begint automatisch met de test en draait in een eindeloze lus. Bij eventuele fouten verschijnen er meldingen in de onderste helft van het scherm. De tool kan geen logbestand opslaan.
Linux-gebruikers zullen Memtest86+ waarschijnlijk wel herkennen, want de meeste distributies hebben het al in het menu van de bootmanager Grub staan.
Oorzaken van RAM-fouten
Als er bij een van de genoemde programma’s fouten opduiken, is het RAM bij de BIOS-instellingen verkeerd ingesteld of is hoogstwaarschijnlijk een van de modules defect.
Als je meerdere DIMM’s gebruikt, moet je bij de volgende stap alle DIMM’s behalve één verwijderen en opnieuw testen. Vervang die module vervolgens door de volgende, totdat je alle defecte DIMM’s geïdentificeerd hebt.
Als de modules bij een individuele test geen afwijkingen vertonen, kunnen de gegevensfouten in het RAM ook worden veroorzaakt door een te hoge geheugenkloksnelheid. Veel processors moeten bij volledige bezetting met twee modules per kanaal de RAM-kloksnelheid verlagen om stabiel te blijven draaien. Omdat desktop-CPU’s doorgaans twee RAM-kanalen met elk twee slots aansturen, kan het probleem daar optreden bij het gebruik van drie of vier modules.
Bij de Ryzen 9000-processorserie, die stabiel draait met twee DIMM’s met DDR5-5600, garandeert AMD bij volledige bezetting slechts een DDR5-3600-snelheid. Hetzelfde geldt voor overklokmodules met een EXPO- of XMP-profiel met korte latenties. Daarbij is er geen garantie dat ze de opgegeven kloksnelheden en timings in de praktijk halen. Dat hangt namelijk ook af van de individuele eigenschappen van elke processor en elk moederbord, en van de firmware.
Als je problemen hebt, moet je daarom bij de BIOS-instellingen de snelheid van het werkgeheugen verlagen en met een geheugentester controleren of de fouten dan verdwenen zijn.
Literatuur
[1] André Schaller en Daniel Dupré, Waarom Rowhammer het werkgeheugen kan aanvallen, c’t 9/2019, p.96
Links bij dit artikel
TestMem5
OCCT
Memtest86
Memtest86+
Praat mee