Управление оперативной памятью

BIOS ROM, например, фирмы Award, имеет встроенную setup-программу, которая позволяет менять базовую конфигурацию системы. Эта информация записывается в CMOS RAM, чтобы не потерять ее при отсутствии электропитания компьютера. Переход на setup-программу BIOS — BIOS Setup — осуществляется по нажатию ключевых клавиш при включении компьютера или его перезагрузке. Обычно для этих целей используется клавиша <Delete>.

Изменение конфигурации осуществляется с помощью установки значений соответствующих параметров в Setup с последующим их сохранением в CMOS RAM. Эта процедура часто называется настройкой BIOS Setup.

От установок в BIOS Setup нередко зависит общая производительность всей системы компьютера. Во многих случаях существует реальная возможность значительно повысить производительность компьютера, изменив параметры в BIOS Setup. Особенно это касается параметров работы с памятью.

Чаще всего установки по умолчанию обеспечивают стабильную работу всей системы. Однако эти установки не обеспечивают максимальной производительности. Идея заключается в том, чтобы попробовать подобрать параметры так, чтобы компьютер работал и быстро, и стабильно. Для достижения максимальной производительности компьютера средствами BIOS Setup в основном необходимо экспериментировать с установками временных задержек при обращении к оперативной памяти (меню BIOS Memory Timing), внутренней или внешней кэш-памяти и работе с ними. Целесообразно также обратить внимание на параметры, определяющие режимы видеоадаптера и жесткого диска.

При выборе параметров практически всегда можно исходить из принципа, чем меньше задержки, тем лучше. В то же время установка слишком низких значений данных параметров может привести к нестабильной работе памяти, а следовательно, и компьютера. В этом случае достаточно загрузить установки по умолчанию (меню BIOS Setup Defaults), и система вернется в первоначальное состояние. Изменяя параметры BIOS Setup, связанные с задержками при работе с памятью, невозможно нанести какой-либо вред компьютеру. Если система работает не стабильно или вообще отказывается функционировать, необходимо лишь вернуться к исходным установкам.

Подробное описание каждого из параметров можно найти в документации по материнской плате или же в соответствующей технической литературе. Здесь же приводятся некоторые примеры их корректировки с целью повышения скорости работы оперативной памяти компьютера.

Чаше всего все необходимые параметры, управляющие работой оперативной памяти, находятся в меню BIOS Setup, которое называется Advanced Chipset Setup, пункты которого перечислены ниже. Обычно изменять значения можно с помощью клавиш <+> и <—> или <PgUp> и <PgDn>. Значения Enabled/Disabled означают включить/выключить соответствующую опцию.

• Auto Configuration
  Автоматическая установка параметров компьютером.
  Для обеспечения возможности коррекции параметров вручную целесообразно выключить данную опцию. В противном случае многие параметры будут установлены автоматически.
• DRAM Read Timing
  Количество циклов при обращении к памяти.
  Данный параметр может принимать значения xlll, x222, хЗЗЗ, х444. Чем меньше количество циклов, тем лучше. Необходимо-уменьшить до минимально возможного значения. Это увеличит производительность. Однако следует обязательно убедиться в стабильности работы при новом значении параметра. Возможные (рекомендуемые) значения: EDO RAM — х222 и хЗЗЗ, FPM RAM - хЗЗЗ и х444, SDRAM - xlll и х222.
• DRAM Write Timing
  Необходимо изменить данный параметр по схеме, аналогичной предыдущей. П RAS to CAS Delay
  Следует попытаться установить этот параметр как можно меньше. Однако не любая память сможет работать с низким значением.
• DRAM Leadoff Timing
  Значение этого параметра зависит не только от используемой памяти, но также и от чипсета на материнской плате. При чтении чипсет Intel Triton FX не позволяет (обычно) установить циклы работы меньше, чем 7-х-х-х, чипсет ТХ или НХ — 5-х-х-х, а при записи — 5-х-х-х (FX) и 4-х-х-х (ТХ и НХ).
  При значении 5 система будет работоспособна в случае использования 50 не памяти EDO или 10 не SDRAM. Как всегда, стоит попробовать наименьшее возможное значение.
• Turbo Read Leadoff
• Turbo Read Pipelining
• Speculative Lead Off
  Следует попробовать включить эти параметры и посмотреть на производительность и работоспособность компьютера. Иногда встречается память, производительность которой значительно возрастает при включении данных параметров.

Настройка модулей оперативной памяти

Раздел написан по материалам и с разрешения савторов айта www.3DNews.ru.

Одной из важнейших подсистем, влияющих на производительность компьютера, является оперативная память. Ее скоростные возможности зависят от настройки работы модулей памяти (твикинг — tweaking), осуществляемой в BIOS Setup.

Обычно все необходимые параметры для модулей памяти устанавливаются в автоматическом режиме — по умолчанию. Это осуществляется, как правило, с помощью специального параметра, например, DRAM Timing, который принимает обычно в BIOS Setup современных материнских плат значения By SPD или Manual.

Значение By SPD (SPD — Serial Presence Detect) обеспечивает установку параметров, рекомендуемых производителем модулей памяти. Здесь следует отметить, что производители, страхуясь, как правило, завышают задержки, обеспечивая гарантированную устойчивость работы во всех конфигурациях компьютера. Но следует учитывать, что при этом они снижают производительность системы, повысить которую можно переходом в режим Manual и установкой оптимальных для конкретных экземпляров модулей памяти значений параметров.

Зависимость производительности от установки разных значений наборов ряда параметров, определяющих скорость работы подсистемы оперативной памяти, приведены ниже.

Тестовая система

В тестовой системе было использовано следующее оборудование:

• материнская плата Abit KX7-333;
• 256 Мбайт РС2100 DDR SDRAM, производства Samsung; П процессор AMD Athlon XP 1600+;
• видеокарта МХ440 на чипе NVidia GeForce4 64Mb (NVIDIA Detonatorv28.32);
• звуковая карта Creative Live 5.1;
• жесткий диск IBM DTLA 307030 30Gb;
• блок питания PowerMan 250W;
• операционная система Windows 2000 English SP1.

Для демонстрации возможностей оптимальной настройки памяти использо-ался тест SiSoft Sandra 2002, а также игровой тест Quake3. Для большей аглядности параметры изменялись по очереди. Для каждого набора установленных параметров ниже приводятся значения достигнутой производигльности.

Установки по умолчанию

Начальные параметры при установленных значениях частоты FSB и частоты аботы памяти 133 МГц:

• Bank Interleave = Disable
• DRAM Command Rate = 2T
• CAS Latency = 2.5T
• Trp = 3T
• Tras = 6T
• Trcd = 3T

Оценка производительности при значениях параметров по умолчанию

Bank Interleave

араметр Bank Interleave предназначен для управления доступом к открым банкам памяти. Возможные значения: Disable, 2 Bank, 4 Bank (иногда Way/4-Way). Наиболее производительным является значение 4 Bank.

Оценка производительности при Bank Interleave = 2 Bank

Оценка производительности при Bank Interleave = 4 Bank

DRAM Command Rate

С помощью параметра DRAM Command Rate можно вручную изменять задержки при передаче данных между чипсетом и памятью. Это один из тех параметров, которые существенно влияют на производительность подсистемы памяти. Возможные значения 2Т и IT. Наиболее быстрым является IT.

Для оценки производительности выбирается значение IT, при этом для параметра Bank Interleave оставляется значение 4 Bank.

Оценка производительности при Bank Interleave = 4 Bank

CAS Latency

Параметр CAS Latency определяет в тактах величину задержки при работе с оперативной памятью. Чем меньше это значение, тем быстрее модули памяти реагируют на запросы, т. е. тем быстрее работает подсистема памяти. Это, пожалуй, наиболее важный, с точки зрения производительности, параметр работы памяти. Возможные варианты значений параметра 2.5Т и 2Т.

Для оценки производительности выбирается значение 2Т, при неизменных значениях ранее установленных параметров, т. е. Bank Interleave = 4 Bank и DRAM Command Rate = IT.

Оценка производительности при Bank Interleave = 4 Bank и Command Rate = 1T

Как правило, на этом этапе настройка подсистемы памяти заканчивается. Однако, если используются высококачественные модули памяти, то, изменяя параметры Trp (Precharge to Active), Tras (Active to precharge) и Trcd (Active to CMD), можно получить еще небольшую прибавку в скорости.

Trp, Tras, Trcd

Значения параметров Trp, Tras, Trcd по умолчанию соответственно: ЗТ, 6Т и ЗТ. Уменьшение указанных величин сопровождается увеличением скорости работы подсистемы памяти. В процессе настройки для этих параметров были установлены следующие значения: Trp = 2Т, Tras = 5Т и Trcd = 2Т.

Оценка производительности

К.ак следует из результатов тестирования, уменьшение значений для параметров Trp, Tras, Trcd обеспечило прирост производительности около 7,5% ю тесту Sandra и более 12% в игровом тесте Quake3.

Производительность системы с DDR333

Чриведенные результаты тестирования были получены на компьютере, в сонфигурации которого была использована память DDR266 (РС2100). Сле-ювало ожидать, что замена памяти на DDR333 (РС2700) обеспечит даль-гейший рост производительности. Однако тестовый модуль памяти смог аработать на штатной частоте, т. е. при установленных значениях частоты :SB 133 МГц и частоты работы памяти 166 МГц, только при следующих начениях параметров:

• Bank Interleave = 4 Bank
• DRAM Command Rate = IT
• CAS Latency = 2T
• Trp = 3T J Tras = 6T
• Trcd = 3T

Опенка пооизволительности с МОДУЛЯМИ памяти DDR333

Параметры настройки модулей и оценка производительности

Следует отметить, что в случае неоптимального выбора значений параметров, определяющих работу оперативной памяти, пользователь теряет значительную часть производительности системы. Это же происходит и при попытке сэкономить финансовые средства на качестве оперативной памяти. Потери в производительности могут достигать по некоторым оценкам до 5— 10%. О величине этой оценки можно судить, например, по тому факту, что прирост в 5—10 FPS в игровом тесте Quake3 (Fastest) соответствует разнице между использованием процессоров AMD Athlon XP1700+ и ХР1600+.

Анализируя приведенные результаты, целесообразно обратить внимание на частотный режим 166 МГц/166 МГц. Он обеспечивает синхронную работу подсистемы памяти и процессорной шины, обеспечивающей, кстати, при 166 МГц разгон процессора с частоты 1400 до 1750 МГц. В этом режиме отсутствуют задержки на тактовое согласование сигналов. Кроме того, для используемой материнской платы, как впрочем и для многих других, начиная с частоты процессорной шины 166 МГц, используется делитель 1/5 для частоты шины PCI и 2/5 для AGP. Это обеспечивает работу контроллеров жестких дисков и видеоадаптеров на стандартных для них частот, т. е. соответственно для PCI - 33 МГц и AGP — 66 МГц.

Необходимо отметить, что перечисленными примерами не исчерпывается все многообразие возможных параметров и их значений, используемых в оптимальной настройке режимов работы модулей оперативной памяти. Однако те, что были применены, стали стандартным набором и встречаются в большинстве современных материнских плат. Выбор оптимальных для используемых экземпляров модулей памяти значений этих параметров обеспечивает, как это и было продемонстрировано на приведенных результатах настройки и тестирования производительности системы. При этом для дос-гижения стабильной работы при минимальных значениях параметров для модулей оперативной памяти полезно повышать напряжение, подаваемое на модули памяти (Vmem). Однако необходимо учитывать, что это вместе с установкой повышенных частот работы сопровождается иногда значительным /величением теплообразования, препятствующим корректной работе модулей памяти. В таких случаях для предотвращения опасного перегрева целе-юобразно использовать либо радиаторы для памяти, либо организовывать жтивное охлаждение.

Управление кэш-памятью

Параметры, управляющие работой кэш-памяти, как правило, находятся в деню BIOS Setup, которое называется BIOS Features Setup, пункты которого перечислены ниже. Обычно изменять значения можно с помощью клавиш ;+> и <-> или <PgUp> и <PgDn>. Значения Enabled/Disabled означают 1ключить/выключить соответствующую опцию.

• CPU Internal Cache/CPU External Cache

Внутренний/внешний кэш процессора. Параметр разрешает или запрещает работу внутреннего/внешнего кэша процессора. Запрет значительно замедляет работу компьютера. Это иногда необходимо в случае использования устаревших плат расширения и некоторых программ, разработанных для менее производительных компьютеров.

• CPU L 1 Cache/CPU L 2 Cache

Кэш первого/второго уровня процессора. Параметр разрешает или запрещает работу кэша первого/второго уровня для соответствующих процессоров: Pentium Pro, Pentium II, Pentium III, Celeron, AMD-K6-III и т. п. Запрет значительно замедляет работу компьютера. Это иногда необходимо в случае использования устаревших плат расширения и некоторых программ, разработанных для менее производительных компьютеров.

• CPU L 2Cache ECC Checking

Использовать ЕСС для кэш-памяти 2-го уровня. Параметр включает или выключает ЕСС кэш-памяти 2-го уровня для процессоров, в архитектуре которых они используются.

Управление видеоподсистемой и жесткими дисками

Параметры, управляющие работой видеоподсистемы, жестких дисков и System BIOS, как правило, находятся в меню BIOS Setup, которые называются BIOS Features Setup и Chipset Features Setup, пункты которых перечислены ниже. Обычно изменять значения можно с помощью клавиш <+> и <-> или <PgUp> и <PgDn>. Значения Enabled/Disabled означают включить/выключить соответствующую опцию.

• Video BIOS Shadow

Копия видео-BIOS.

Параметр разрешает или запрещает создание копии видео-BIOS в оперативной памяти. При разрешающем значении параметра создается копия видео-BIOS, с которой и происходит реальная работа при формальном обращении к видео-BIOS. Ускорение связано с тем, что работа с ОЗУ осуществляется значительно быстрее, чем с ПЗУ.

• Video BIOS Cacheable

Кэширование видео-BIOS.

Параметр включает или выключает кэширование видео-BIOS. Кэширование увеличивает скорость видеовывода.

• System BIOS Shadow

Параметр разрешает или запрещает создание копии System BIOS в оперативной памяти. При разрешающем значении параметра создается копия, с которой происходит реальная работа при формальном обращении к System BIOS. Ускорение связано с тем, что работа с ОЗУ осуществляется значительно быстрее, чем с ПЗУ.

• System BIOS Cacheable

Кэширование System BIOS.

Параметр включает или выключает кэширование (System BIOS. Кэширование увеличивает скорость выполнения команд System BIOS.

• AGP Aperture Size (MB)

Размер памяти для AGP-видеокарт.

Параметр задает величину части оперативной памяти, выделяемой для AGP-видеокарт. Диапазон изменения параметра — от 4 Мбайт до 256 Мбайт. Память выделяется динамически в пределах указанной величины. Остальная часть выделенной памяти может быть использована операционной системой.

• AGP/CLK

Делитель для частоты AGP.

В соответствии с заданным значением делителя устанавливается частота AGP, величина которой зависит от делителя и частоты шины процессора (FSB). Для некоторых материнских плат данный параметр выбирается из значений: 1 или 2/3.

• IDE HDD Block Mode

Включение этой опции устанавливает режим передачи данных для жесткого диска блоками, что увеличивает скорость обмена и, соответственно, производительность дисковой подсистемы.