Думаю, більшості читачів відомо, що BIOS – це базова система введення-висновку, що включає в себе набір підпрограм, записаних у ПЗП комп`ютера. Крім обслуговування звертань до різних пристроїв і проведення початкової діагностики (процедура POST), BIOS також займається ініціалізацією всіх пристроїв комп`ютера, заносячи в їхні регістри визначені значення. Очевидно, що від того, як саме настроїть BIOS той чи інший пристрій, залежить швидкодія і стабільність усієї системи в цілому. Програма Setup, доступ до якої можна одержати, натиснувши “DEL” (чи “F2”) при завантаженні, саме і дозволяє змінювати ті значення, що завантажуються в регістри різних пристроїв, насамперед чіпсета материнської плати. До речі, зберігаються вони в пам`яті, що харчується від батарейки, а пам`ять цю називають CMOS (Complimentary Metal-Oxide-Semiconductor, що споживає невелику потужність у статичному режимі логіка).

Раз BIOS Setup дозволяє налаштувати систему, інтерес до його опцій незмінно виявляється в багатьох власників комп`ютерів. Звичайно, можна спокійно застосувати до них “метод тику” і домогтися при цьому гарного результату. Але набагато краще знати, що саме торкається та чи інша опція і робити “твікінг” цілеспрямовано. Даний цикл статей, побудований на базі декількох добре відомих в Інтернеті “BIOS Guides” (див. кінець статті), і буде присвячений самим “хитрим” опціям сучасних BIOS.

Перш ніж починати опис опцій BIOS, що торкаються роботу пам`яті (звичайно вони знаходяться в Advanced Chipset Setup), потрібно хоча б приблизно розібратися, як саме відбувається до неї доступ.

Як відомо, у сучасного комп`ютера пам`ять підключена до системного контролера (точніше, до контролера пам`яті) за допомогою 64-розрядної шини. По цій шині передаються як адреси, так і дані. Фізична адреса визначеної комірки пам`яті містить у собі адреси рядка (Row) і стовпця (Column) у запам`ятовуючому масиві. Сигнал RAS (Row Access Strobe) сигналізує про те, що в даному такті вибирається визначений рядок, сигнал CAS (Column Access Strobe) – стовпець, а точніше, елемент (слово) з рядка. Після цього дані у виді пакета (декількох послідовних слів) видаються на шину.

Крім того, сучасні мікросхеми пам`яті містять у собі кілька незалежних банків. Робота з банком починається з його активації (відкриття) і закінчується закриттям, після чого дані в ньому обновляються (перезаряджаються осередки динамічної пам`яті, вміст яких має властивість швидко обнулятись).

Отже, робота з пам`яттю відбувається по наступному алгоритму:

1. активується банк подачею сигналу RAS;
2. відбувається затримка, поки дані надходять з обраного рядка банку в підсилювач (затримка RAS-to-CAS);
3. подається сигнал CAS на вибірку першого слова з рядка;
4. дані надходять на шину, при цьому відбувається затримка (CAS Latency);
5. наступне слово видається вже без затримки, тому що воно міститься в підготовленому рядку;
6. коли цикл вибірки пакета з чотирьох слів довершений і більше немає звертань до цього рядка, відбувається закриття банку; дані повертаються в осередки (затримка RAS Precharge).

SDRAM Cycle Length (CAS Latency, CAS Delay)

Число тактів, необхідних для видачі даних на шину після надходження сигналу CAS. Найважливіший параметр, що впливає на продуктивність. Якщо пам`ять дозволяє, потрібно виставляти значення 2.

RAS-to-CAS Delay (Trcd)

Число тактів, необхідних для надходження рядка даних у підсилювач. Теж впливає на продуктивність. Значення 2 переважніше і підходить у більшості випадків.

SDRAM RAS Precharge Time (TRP)

Час перезарядження комірок пам`яті після закриття банку. Звичайно використовується значення 2, хоча чіпсети VIA дозволяють встановити 3 (див. нижче).

SDRAM RAS Time (TRAS)

Час, протягом якого банк залишається відкритим і не вимагає відновлення (перезарядження). Як правило, такої окремої опції ні, вона комбінується з наступної.

SDRAM Cycle Time (TRC, TRAS/TRC)

Час (у тактах), необхідне на повний такт доступу до банку, починаючи з відкриття і закінчуючи закриттям. Звичайно задається разом з параметром TRAS. TRC=TRAS+TRP. Чіпсет i815 дозволяє встановлювати TRAS/TRC у значення 5/7 і 7/9, чіпсети VIA Apollo і KT – 5/7, 5/8, 6/8, 6/9, змінюючи при цьому час TRP. Сучасна пам`ять згодом циклу 50 нс і частотою 133 МГц (маркірування 7.5 нс) дозволяє працювати в режимі 5/7.

SDRAM Idle Cycle

Іноді зустрічається і така опція. Вона встановлює час простою банку пам`яті, не зайнятого обміном даними. Змінювати значення за замовчуванням не має змісту.

RAS Precharge Control (Page Closing Policy)

Керує процедурою закриття банків пам`яті. Якщо встановлене значення Disabled ( Precharge All), то контролер пам`яті закриває відразу усі відкриті банки пам`яті при спробі доступу за межі поточного банку. При необхідності доступу до наступного банку потрібно його відкрити. Якщо ж поставити Enabled (Precharge Bank), то усі банки залишаються відкритими доти, поки не буде потрібно перезарядження їхніх осередків. Тим самим можна виконувати доступ до декількох банок без чекання їхнього закриття і наступної активації, що істотно прискорює роботу при читанні великих блоків даних, але сповільнює – при активному використанні процесорного кешау (банк приходиться закривати в найневідповідішний момент).

Bank Interleaving

Те ж саме, але з іншої сторони. Включення цього режиму дозволяє працювати з банками по черзі, тобто одержувати дані з одного в той час, коли інші зайняті. Причому вибір значення 2-Way дозволяє чергувати пари банків, а 4-Way – чотири банки (вони є в більшості мікросхем DIMM-модулів), а це, звичайно, вигідніше.

Bank X/Y DRAM Timing

Дуже “хитра” опція, що часто зустрічається в BIOS Setup материнських плат на чіпсетах VIA. Список значень цієї опції – 8/10/Normal/Fast/Turbo. Який саме зміст ховається за всім цим? Які саме параметри роботи контролера пам`яті змінює ця опція? Це питання було прояснено за допомогою утиліти WPCREDIT, що одержує доступ до регістрів чіпсета. Після обстеження декількох материнських плат була складена така таблиця:

Очевидно, що найбільша продуктивність буде досягнута при значенні Normal; Turbo відключає чергування банків і встановлює менші значення затримок RCD і Precharge, а всі інші взагалі нічим не відрізняються. Утім, відомо, що на платах ASUS ця опція перероблена – там Turbo дає мінімальні затримки, а Normal – максимальні. З`ясувати, чи змінив виробник материнської плати ці опції AwardBIOS, можна або за допомогою тестів (добре підійде Sandra Memory Bandwidth test), або за допомогою вже згаданої утиліти WPCREDIT.

DRAM Clock

Чіпсети VIA, а також Intel і810/і815 і модифікації допускають псевдоасинхронну роботу шини пам`яті і процесорної шини (FSB – Front Side Bus). Дана опція в чіпсетів VIA має значення Host CLK, CLK+33 і CLK-33 (не усі присутні), що подається як можливість чи підвищувати знижувати частоту пам`яті щодо процесорної шини на 33 Мгц. Насправді частота не сумується, просто використовується інший множник щодо частоти шини PCI, що завжди дорівнює 33 Мгц. Наприклад, при FSB=100 (PCIx3) пам`ять може працювати на частоті 66 (PCIx2) чи 133 (PCIx4). Якщо пам`ять дозволяє, частоту потрібно збільшувати – ставити CLK+33.

Для чіпсетів Intel є можливість вибрати або частоту 100, або – 133 Мгц. Остання можлива тільки в тому випадку, якщо і процесор працює на шині 133 Мгц. І крім того, i810/i815 не дозволяє використовувати три модулі пам`яті на частоті 133 Мгц.

Memory Timing by SPD

Як відомо, SPD (Serial Presence Detection) – механізм одержання інформації про характеристики модуля DIMM. У невеликій EEPROM-мікросхемі зберігаються CAS Latency, RAS-to-CAS і безліч інших параметрів. Якщо цю опцію включити, то BIOS при завантаженні автоматично сконфігурує контролер пам`яті, встановивши найкращий припустимий режим роботи, поставить і CAS Latency, і Bank Interleaving, і навіть частоту роботи пам`яті. Користувачу вже не потрібно турбуватися про вибір правильних налаштувань.

Однак не у всіх випадках SPD дає позитивний ефект. По-перше, несумлінні виробники пам`яті можуть “зашити” у ППЗП завищені значення, і пам`ять буде давати збої. По-друге, при проблемах з читанням SPD усі налаштування пам`яті будуть виставлені по мінімуму. Тому включати дану опцію потрібно з обережністю, будучи упевненим, що мікросхеми SPD усіх модулів пам`яті справні.

Memory Hole at 15-16М

Ця опція споконвічно призначена для усунення проблеми несумісності зі старими ISA-пристроями. Деякі з них вимагали монопольного виділення діапазону адрес у межах 16-го мегабайта. Зараз такі пристрої знайти нелегко, тому Memory Hole можна було б сміло вважати анахронізмом. Якби не один незрозумілий побічний ефект: часте включення цієї опції допомагає вирішити проблему нестабільної роботи чіпсетів VIA зі звуковими картами Creative (SB Live!) і Aureal. Очевидно, при цьому відбувається перерозподіл виділюваних пристроям адрес. Правда, можна втратити доступ до пам`яті за межами 16 Мб, особливо в Linux, якщо не прийняти спеціальних мір. Але якщо у вас ніяких проблем не спостерігається, то і не включайте цю опцію.

In Order Queue

Ця опція торкається тільки деякі чіпсети VIA. У них мається чотирьохступінчатий конвеєрний буфер, призначений для обслуговування операцій читання даних з пам`яті. Звичайно, краще уключити всі ступіні (4 level) і одержати додаткові 5-10% продуктивності.

PCI-to-DRAM Prefetch

Коли PCI-пристрій, працюючи в режимі захоплення шини (Bus Mastering), виконує звертання до пам`яті, у внутрішній буфер контролера надходить один байт із заданою адресою. Але якщо включити цю опцію, у буфер будуть лічені кілька наступних байтів, тому наступний запит PCI-пристрою буде виконаний без звертання до пам`яті. Для звукових карт і FireWire-контролерів вона особливо важлива.

Read Around Write

Як відомо, більшість (до 90%) запитів до пам`яті зв`язані з читанням даних, а не з записом. Проте, запис у пам`ять необхідна, однак шина не дозволяє робити обох операцій одночасно. Тому при необхідності запису хоча б одного байта будь-який процес читання буде перерваний. Щоб цього не случалося, існує “Read Around Write”-буфер, у який надходять дані, що вимагають наступного приміщення в пам`ять. Таким чином, операція запису виробляється тільки тоді, коли в буфері накопичено досить даних. Якщо ж дані ще не встигли записатися, то взагалі можна обійтися без читання з пам`яті, використовуючи буфер як кеш. Очевидно, що цю опцію краще включати. Правда, є зведення, що при цьому не буде працювати відеокарта на чіпі i740.

Fast R-W Turn Around

Дана опція дозволяє зменшити затримки при зміні режимів звертання до пам`яті – коли за записом випливає читання і навпаки. Очевидно, що навантаження на пам`ять при цьому зростає, що може привести до нестабільності і появи помилок. Включайте і перевіряйте.

System ROM Cacheable

Ця опція включає в число кешованих діапазон адрес, у яких зберігається копія системного BIOS. Немає ніякої необхідності кешувати BIOS, оскільки наявні в його складі підпрограми під час роботи додатків не використовуються. Те ж саме можна сказати і про опцію Video BIOS Cacheable – відключайте не задумуючись.

Video RAM Cacheable

Відеопам`ять для текстових і простих графічних режимів розташовується в діапазоні адрес 0A000h-0BFFFh. Коли ви працюєте в Windows чи будь-якій іншій графічній оболонці, буфер кадру відображається на визначені лінійні адреси далеко за межами першого мегабайта. Значить – відключаємо.

Переходимо до інших опцій.

CPU to PCI Write Buffer

Коли процесор працює з PCI-пристроєм (тобто режим DMA не використовується), він робить запис у порти. Дані при цьому надходять у контролер шини і далі в регістри пристрою. Якщо ми включаємо цю опцію, задіється буфер запису, що накопичує дані до того, як PCI-пристрій буде готовим. І процесор не повинний його чекати – він може випустити дані і продовжити виконання програми. Я не бачу яких-небудь причин виключати цю опцію.

PCI Dynamic Bursting (Byte Merge, PCI Pipeline)

Ця опція теж зв`язана з буфером запису. Вона включає режим нагромадження даних, при якому операція запису (транзакція шини) виробляється тільки тоді, коли в буфері зібраний цілий пакет з 32 біт. Ефект сугубо позитивний – пропускна здатність 32-бітної шини використовується на повну потужність, без неодружених операцій. Включати обов`язково.

PCI#2 Access #1 Retry

Теж опція, що керує роботою буфера запису. Вона визначає, що потрібно робити в тому випадку, якщо буфер уже заповнений, а пристрій так і не підготувалося до одержання даних і не зміг прийняти їх. Enabled – операція запису буде повторюватися, Disabled – генерується помилка і процесор (точніше, програма, що виконує запис у порт) вирішує, як надходити далі.

PCI Master 0 WS Write

Дана опція в положенні Disabled дозволяє додавати один додатковий такт перед операцією запису, що проходить по шині. У випадку розгону процесора за допомогою збільшення частоти шини FSB збільшуються також частоти всіх інших шин, у тому числі і PCI. Отут-те додатковий такт і рятує. Якщо з PCI усі нормально - частота 33 МГц і “глюків” не спостерігається, то опцію потрібно включати.

PCI Latency Timer

За допомогою цієї опції можна встановити кількість тактів, що відводяться кожному PCI-пристрою на здійснення транзакції (операції обміну). Чим більше тактів, тим вище ефективність роботи пристроїв, тому що не потрібно заново запитувати дозвіл, захоплювати і звільняти час і т.д., тобто виконувати операції, що вимагають визначеного часу, але не дають реального ефекту. Однак при наявності ISA-пристроїв PCI Latency не можна збільшити до 128 тактів. Також можна серйозно порушити роботу системи, тому акуратно підходите до цьому питанню.

Delayed Transaction

Ця опція регулює взаємини ISA- і PCI-пристроїв у момент, коли їм обом потрібно одержати доступ до пам`яті. Як відомо, шина ISA тактуєтся в чотири рази повільніше, ніж шина PCI – 8 Мгц проти 33 Мгц. Швидкість обміну теж набагато нижче. Якщо PCI-пристрій зажадає обміну в той час, як працює ISA-пристрій, він просто не одержить такої можливості і буде чекати своєї черги. Однак вихід є – затримана транзакція. При ній дані не надходять на шину, а накопичуються в 32-бітному буфері. Коли шина звільняється, відбувається транзакция. Але не всі ISA-пристрої дозволяють так обманювати себе, тому у випадку проблем відкладену транзакцію потрібно відключати.

Passive Release

Це – на ту ж тему. Пасивне звільнення шини PCI відбувається при активності одного з ISA-пристроїв. Процесор одержує можливість не чекати закінчення транзакції і починати запис даних. Якщо з ISA-пристроями виникають проблеми, цю опцію потрібно відключати.

PCI 2.1 Compliance

По суті це – включення двох попередніх опцій, тому що будь-який пристрій, що задовольняє специфікацію PCI 2.1, повинен підтримувати і відкладену транзакцію, і пасивне звільнення шини.

От, власне, і усе, що в BIOS Setup стосується шини PCI. Коректність зроблених настроювань можна перевірити, навантаживши по черзі всі PCI-пристрої. Особлива увага варто перетворювати в тім випадку, якщо частота шини PCI унаслідок розгону виявилася вище номіналу. Наступний раз поговоримо про іншу шину – AGP.

Initial Display

Ця опція, що найчастіше знаходиться в розділі “Peripheral Setup”, взагалі ні на що не впливає в тому випадку, якщо у вас тільки одна відеокарта. Якщо ж їх дві, то BIOS надає можливість вибрати, яку з них призначати першою (Primary).

AGP Aperture Size

Ця опція встановлює розмір апертури, тобто максимального обсягу системної пам`яті, виділюваної для роботи в режимі AGP DiME. Заповнюватися блоками пам`яті апертура буде тільки у випадку використання великих текстур. Тому вибір дуже великих значень ніяк не вплине на загальну продуктивність відеокарти. Однак якщо вибрати занадто маленьке значення, то режим AGP DiME, а іноді і DMA, буде цілком відключений, що може допомогти в рішенні проблеми з несумісністю відеокарти і материнської плати.

Яке все-таки значення краще встановлювати? Звичайно радять брати за основу половину обсягу системної пам`яті. Чи ще одна формула: основна_пам`ять * 2 / відеопам`ять. Насправді у всіх випадках потрібно встановлювати або 64, або 128 Мб.

AGP Driving Control

Ця опція є в материнських плат з чіпсетами VIA. Вона дозволяє включити режим керування потужністю сигналу, подаваного на слот AGP. Необхідність у цьому виникає в тому випадку, коли графічний контролер споживає занадто багато енергії. Якщо материнська плата не здатна забезпечувати необхідні параметри, почнуться збої і зависання при роботі 3D-ігор.

Також ця опція може бути корисної при розгоні процесора шиною, коли разом з FSB піднімаються частоти всіх шин, у тому числі і AGP.

AGP Driving Value

Це і є та опція, що задає потужність сигналу. Для усунення проблем звичайно радиться поставити значення DA. Якщо не допомагає, варто спробувати E7, EA і вище. Однак експериментувати з цією опцією дуже небезпечно, тому торкайте її тільки у випадку крайньої необхідності.

AGP Master 1WS Read

Ця опція відповідає за встановлення затримок при роботі AGP-контролера відеокарти в режимі DMA. Звичайно початок звертання до пам`яті відбувається після закінчення двох неодружених тактів. Для збільшення продуктивності можна включити цю опцію і тим самим удвічі скоротити затримки.

AGP Master 1WS Write

Аналогічно попередньої опції, але щодо операцій запису в пам`ять.

• Lost Circuits BIOS Guide
• Adrian’s Rojak Pot BIOS Guide
• Christopher Hill’s GeForce FAQ
• Paul`s Unofficial ABIT KT7 FAQ