Большие секреты маленького BIOS’а - продолжение

Настройка чипсета и компонентов системной платы

В большинстве случаев за исключением фирмы SiS производители материнских плат строят набор системной логики (чипсет) на двух микросхемах: северном и южном мосте. Северный мост обеспечивает работу быстродействующих компонентов системы — таких, как процессор, кэш-память, оперативная память и видеоподсистема. Контроллер жестких и гибких дисков, звуковые и сетевые адаптеры, последовательные и параллельные порты подключаются к южному мосту, который, в свою очередь, подключается к северному.

Такое решение называется двухмостовой схемой. Если же системная логика состоит из одной микросхемы — то одночиповой. Один из наиболее важных компонентов системы — оперативная память. Она оказывает заметное влияние на скорость и стабильность работы всей системы. Модули оперативной памяти работают по сложным алгоритмам и требуют правильной установки значений рабочих частот и различных временных интервалов. Эти задержки необходимы для того, чтобы модуль памяти успел выполнить текущую команду и подготовиться к следующей.

Они также называются таймингами и обычно измеряются в тактах шины памяти. Следует заметить, что не все модули могут работать с повышенными частотами и пониженными задержками. Рассмотрим наиболее важные параметры:

1. DRAM Timing Selectable, Timing Mode — основной параметр для настройки оперативной памяти, с помощью которого выбирается ручной
   (Manual) или автоматический (By SPD (Auto)) режим;
2. Memory Frequency for, DRAM Frequency, Max Memclock, Memclock Index Value — устанавливает частоту, на которой будут работать модули оперативной памяти. Auto — частота оперативной памяти устанавливается автоматически в соответствии с данными SPD (по умолчанию);
3. CAS# Latency, tCL, DRAM CAS# Latency, SDRAM CAS Latency Time — установка задержек между подачей сигнала выборки столбца (CAS#) и началом передачи данных. Меньшее значение соответствует более быстрой памяти;
4. tRCD, RAS# to CAS# delay, SDRAM RAS-to-CAS Delay — изменение времени задержки между выборкой строки (RAS#) и сигналом выборки столбца (CAS#). Чем меньше значение, тем быстрее доступ к ячейке;
5. tRP, DRAM RAS# Precharge, RAS Precharge, SDRAM RAS Precharge, ROW Precharge Time — минимально допустимое время, чтобы подзарядить строку после ее закрытия. Меньшие значения соответствуют быстрой работе памяти, а слишком низкие могут привести к ее нестабильности;
6. tRAS, Active to Precharge Delay, DRAM RAS# Activate to Precharge, Min RAS# Active Time — минимальное время, в течение которого строка может быть открыта. Для повышения производительности минимальное значение подбирается экспериментально;
7. DRAM Command Rate, 1T/2T Memory Timing — установка задержки при передаче команд от контроллера к памяти. 2Т (2T Command) соответствует величине задержки в 2 такта и соответствует меньшей скорости, 1Т (1T Command) — задержка в один такт;
8. Bank Interleave — задает режим чередования при обращении к банкам памяти, который ускоряет их работу. Рекомендуется использовать значение параметра 4 Way, так как он обеспечивает наибольшую производительность.

Далее рассмотрим параметры, относящиеся к видеоподсистеме компьютера. Рассмотрим устаревшую уже шину AGP, которая является скоростным вариантом PCI. Первая версия AGP 1х работала на частоте 66 МГц с пропускной способностью 266 Мб/сек. Последняя версия 8х скорость обмена составляла уже 2 Гб/сек.

1. AGP Capability, AGP Mode, AGP Transfer Mode — устанавливает скорость передачи данных по шине AGP. Рекомендуется выставлять максимально возможное для видеоадаптера и шины значение (8х);
2. AGP 2х/4x Mode — аналогичен предыдущему параметру с тем лишь отличием, что разрешает/запрещает использование максимально допустимой скорости 2х/4х в данной материнской плате;
3. AGP Aperture Size — устанавливает максимальный размер оперативной памяти, который может быть использован видеоадаптером для хранения своих текстур. По возможности рекомендуется выставлять значение, равное половине оперативной памяти системы;
4. AGP Fast Write — разрешает быструю запись, при которой процессор отправляет данные непосредственно в память видеоадаптера минуя оперативную память. Рекомендуется разрешить данный параметр Enabled (On). При разгоне и нестабильной работе видеоадаптера данный параметр необходимо отключить;
5. AGP Master 1 W/S Read (Write) — определяет величину задержки при чтении (записи) данных по шине AGP. При разрешении данного параметра Enabled (On) задержка будет равна 1 такту, что ускоряет работу, но может вызвать нестабильность работы компьютера;
6. AGP Driving Control, AGP Driving Value — автоматическое или ручное регулирование интенсивности сигнала от шины AGP, используется в платах с режимом 4х. Auto — автоматическое регулирование, рекомендуемое к использованию, для видеокарт GeForce 2 необходимо увеличить значения DA в шестнадцатеричной системе;
7. AGP to DRAM Prefetch, AGP Prefetch — разрешает упреждающую выборку при обращении AGP-адаптера к оперативной памяти. Рекомендуется включить данную опцию.

Шина PCI Express х16 сейчас становится все более популярной и полностью вытеснила шину AGP. Ее пропускная способность составляет 4000 Мб/сек. в обоих направлениях. Данная шина с лихвой перекрывает возможности современных графических процессоров и может служить стимулом для дальнейшего совершенствования возможностей графической подсистемы компьютера.

1. PEG Link Mode — используется в материнских платах ASUS и ускоряет работу видеоадаптера, установленного в PCI Express. Auto — параметры работы адаптера устанавливаются автоматически, Slow — разгона нет, Faster — максимальная производительность;
2. PEG Port — включение графического порта PCI Express x16. Рекомендуется режим Enabled (On);
3. PEG Force x1 — переводит PCI Express x16 (Disabled (Off)) в режим совместимости с портом x1 (Enabled (On)).

Кроме вышеописанных параметров, существуют «особые» настройки. Обычно они находятся в разделе Advanced Chipset Features.

1. System BIOS Cacheable — кэширование системной BIOS, однако в современных платах код BIOS переписывается с flash-памяти в оперативную память и не используется после загрузки операционной системы. Поэтому данный параметр рекомендуется выключить;
2. Memory Hole At 15M-16M — данный параметр необходимо включить лишь в случае использования устарелых ISA-плат. Рекомендуется установить для данного параметра значение Disabled (Off);
3. Video BIOS Cacheable — аналогичен System BIOS Cacheable. Данный параметр рекомендуется выключить;
4. PCI Delay Transaction, Delayed Transaction — параметр ускоряет работу шины PCI за счет включения специального механизма транзакций. Для современных плат PCI 2.1 этот параметр рекомендуется включить.

Хотя в последнее время IDE отмирает, и все чаще можно встретить SATA-устройства, тем не менее, большинство компьютеров все еще имеют хотя бы один IDE-контроллер. Поэтому раздел Integrated Peripherals начнем рассматривать именно с разделов, непосредственно относящихся к IDE-дискам.

1. OnChip IDE Channel0, On-Chip Primary PCI IDE/OnChip IDE Channel1, On-Chip Secondary PCI IDE — управление первым/вторым IDE-каналом. Если на данном канале нет накопителей, рекомендуется для экономии системных ресурсов отключить (Disabled (Off));
2. IDE Primary/Secondary Master/Slave PIO — используется для старых накопителей. Для современных накопителей рекомендуется использовать значение AUTO;
3. IDE Primary/Secondary Master/Slave UDMA — более быстрый, нежели PIO, режим и используется всеми современными IDE-устройствами. AUTO разрешает режим UDMA — в случае невозможности его использования система автоматически перейдет в режим PIO. Disabled запрещает режим UDMA, система будет работать в медленном режиме PIO;
4. IDE DMA Transfer Access — разрешает использование режима DMA (прямой доступ к памяти). Для современных накопителей данный режим должен быть включен;
5. IDE HDD Block Mode — управление блочным режимом работы IDE-контроллера. Для увеличения пропускной способности необходимо включить (Enabled (On)) данный параметр;
6. IDE Prefetch Mode — упреждающая выборка данных IDE-контроллером. Для более быстрого обмена данными необходимо установить значение Enabled (On);
7. IDE Burst Mode, IDE Bursting — значение Enabled (On) позволяет повысить производительность жесткого диска за счет более эффективного использования кэш-памяти в накопителе и также сокращает задержки между отдельными циклами чтения/записи.

Serial ATA и RAID контроллеры все больше и больше вытесняют IDE-накопители. В настоящее время уже редкость встретить материнскую плату с двумя SATA. Наиболее широкое распространение получили платы с 4-6 разъемами для подключения накопителей. Параметры для конфигурирования нередко выделяют в отдельный раздел.

1. On-Chip Serial ATA, On-Chip SATA Mode, ATA/IDE Configuration — настраивает режим совместного использования накопителей SATA и IDE. Если в системе отсутствуют SATA-накопители, то параметр должен иметь значение Disabled. Значение Auto позволяет BIOS автоматически определить все подключенные накопители SATA и IDE, после чего установит режимы Master/Slave. Для совместного использования до четырех SATA- и IDE-устройств и совместимости с MS-DOS и Windows 98/Me используется режим Combined Mode (Legacy Mode), дополнительно необходимо назначить эмуляцию одного из стандартных IDE-каналов для SATA-устройств с помощью параметра Serial ATA Port 0/1 Mode. Enhanced Mode (Native Mode) поддерживает до шести накопителей SATA и IDE, но не поддерживается Windows 98/Me;
2. Onboard IDE Operate Mode — режим совместимости контроллеров SATA и IDE, Compatible Mode рекомендуется для систем MS-DOS и Windows 9x/NT4.0. Для систем Windows 2000/XP/2003 необходим режим Enhanced Mode;
3. Enhanced Mode Support On — уточняет конфигурацию расширенного режима. В режиме по умолчанию S-ATA для систем Windows 2000/XP/2003 доступны все накопители, а для систем Windows 9x/NT4.0 — только диски IDE;
4. IDE Port Settings — дополнительная конфигурация накопителей SATA и IDE. Primary, P-ATA+S-ATA используются IDE-накопители, подключенные к первичному каналу, и SATA-диски. Secondary, P-ATA+S-ATA IDE-диски, подключенные к вторичному каналу, и SATA-диски. P-ATA Ports Only используются только IDE-диски — рекомендуется при отсутствии в компьютере SATA-дисков;
5. SATA RAID/AHCI Mode, SATA Mode, Configure SATA As — настройка режима работы контроллера Serial ATA. Standard IDE (Disabled) накопители работают в режиме IDE. RAID — данное значение параметра выставляется при создании RAID-массивов, при этом параметр On-Chip Serial ATA должен иметь значение Enhanced Mode. AHCI (Advanced Host Controller Interface) расширенные возможности контроллера SATA, поддерживается в дисках SATA2;
6. SATA1/SATA2 — включение/отключение SATA-портов. Рекомендуется отключить те порты, на которых нет устройств;
7. IDE/SATA RAID Function, Raid Function, RAID Enabled — включает/отключает интегрированный RAID-контроллер;
8. SATA1 RAID, SATA2 RAID, SATA3 RAID, SATA4 RAID — после включения RAID-контроллера можно указать, какие из дисков SATA будут работать в режиме RAID.

Несколько параметров, ускоряющих загрузку:

1. Onboard Serial Port 1, IrDA Port, Parallel Port — если ни один из данных портов не используется, рекомендуется их отключить;
2. Legacy USB Keyboard/Legacy (DOS) USB Mouse — если установлена не USB клавиатура и мышь, рекомендуется отключить.

Разработчики материнских плат постоянно совершенствуют свою продукцию, внедряя новые технологии. Поэтому в BIOS появляются все новые и новые параметры. Очень важно перед изменением какого-либо нового параметра знать его назначение. Описание новых параметров можно найти в инструкции к материнской плате либо на форумах в интернете. Также не забывайте фиксировать все ваши изменения на бумаге, чтобы иметь возможность отката к предыдущим значениям. Также не изменяйте более одного параметра за сеанс. Теоретическая часть материала подошла к концу. Теперь приступим к практическому испытанию полученных знаний.

Сравнительное тестирование базовой и оптимизированной конфигурации

• Конфигурация системы: ATX 550 W, CPU AMD s939 Athlon 64 4200+ X2; DDR PC3200 512*4 Mb; MB GA-K8N-SLi (nForce4 AMD Hammer); HDD 40Gb(системный), 80Gb — PATA, 320 Gb — SATA, CD-ROM, DVD-RW; VGA GALAXY GF-8600GT; TV-Tuner AverMedia 307 Studio;
• Программное обеспечение: OS MS Windows XP SP2 (сборка 2600), NOD32 AntiVirus, 3DMark2005 (1.3).

Загрузка операционной системы производится с уже устаревшего IDE-диска стандарта PATA (UDMA-100, 2 Мб буфер, 7200 об./мин.). В начале тестирования все настройки BIOS обнулены при помощи сброса данных перемычкой на материнской плате. После проводилась оптимизация. Измерение времени проводилось с момента подачи короткого сигнала (ошибок не обнаружено) и до момента загрузки всех приложений. Далее при тесте 3D Mark антивирус отключался. Результаты измерений внесены в таблицу.

Таким образом, можно получить повышение производительности системы даже без разгона комплектующих. Можно далее экспериментировать с разгоном процессора и оперативной памяти. Это также может поднять производительность — но может и сказаться на стабильности системы. Нашей целью было выяснить, насколько возможно повышение производительности без изменения стабильности. В итоге после оптимизации мы получаем прирост производительности 3-5%. Используя разгон, при достаточной стабильности можно получить дополнительные 15-25% производительности.

На этом материал статьи исчерпан. Удачной вам оптимизации и стабильного разгона систем.

P.S.: Все описанные рекомендации были испробованы на системе автора. Автор не несет никакой ответственности за вышедшие из строя комплектующие и операционные системы.