АРХИВ СТАТЕЙ ЖУРНАЛА «МОЙ КОМПЬЮТЕР» ЗА 2003 ГОД

Биос и его настройки

• Все журналы \ Номер 1/224 `2003 от 13.01.2003 \ Биос и его настройки

Виталий ЯКУСЕВИЧ santana@istc.kiev.ua

(Продолжение, начало в МК № 26–38, 40–43, 46, 50–52 (145–157, 159–162, 165, 169–171), 2000; № 1 (172), 4 (175), 6–7 (177–178), 12–13 (183–184), 17–18 (188–189), 23 (194), 27 (198), 30 (201), 33 (204), 35 (206), 40 (211), 42 (213), 44 (215), 47 (218), 50 (221))

4. Memory (Продолжение)

4.4. Refresh (Продолжение)

DRAM Refresh Method

(Опция установки метода регенерации)

Может также называться Refresh Type, DRAM Refresh Type, DRAM Refresh Mode или Refresh Type Select. Среди всех возможных параметров: CAS before RAS (или CAS-RAS), RAS only,RAS# Before CAS#, Normal, Hidden — опция, как правило, содержит только два пункта.

DRAM Refresh Period

Установка периода (частоты повтора), необходимого для регенерации памяти, в соответствии со спецификацией модулей памяти. В новейших версиях BIOS такая опция может и отсутствовать, но если она есть, то с ее помощью мы сможем оптимизировать процесс регенерации. Ранее такая опция предлагала пользователю широкий простор для творчества в зависимости от версии BIOS, его производителя, чипсета, модулей памяти. Также параметр мог называться Refresh Cycle Time (us), DRAM Refresh Cycle Time, Memory Refresh Rate, DRAM Refresh Rate, DRAM Refresh Rate Select, SDRAM Refresh Rate или просто DRAM Refresh. Вот неполный перечень значений, с которыми мог встретиться пользователь:

For 50 MHz Bus, For 60 MHz Bus, For 66 MHz Bus, Disabled (такой необычный вариант встретился в системе на i430FX);

50/66 MHz, 60/60 MHz, 66/66 MHz;

15 us, 30 us, 60 us, 120 us;

Disabled (или No Refresh), 15.6 us, 31.2 us, 62.4 us, 124.8 us, 249.6 us;

15.6 us, 31.2 us, 62.4 us, 125 us, 250 us;

15.6 us, 62.4 us, 124.8 us, 187.2 us;

1040 Clocks, 1300 Clocks;

15.6 us, 7.9 us, FR 128 CLKs (понятно, что речь идет о частоте — frequency);

Disabled, Normal;

Fast, Slow;

Faster, Slower;

Disabled (устанавливаются стандартные 15.6 мкс), Enabled (соответствует удвоению частоты).

Остается отметить, что чем реже производится регенерация памяти, тем эффективнее работает система. Но если наблюдаются явные нарушения в работе компьютера, то частоту обновления необходимо повысить. Встречающееся в некоторых версиях значение Disabled не должно использоваться. В противном случае, возможны потери информации в памяти. И, наконец, если пользователю предлагается на выбор целый ряд значений, то это может означать, что в состав чипсета входит специальный конфигурационный регистр, в котором три разряда (или менее) «отданы» под возможные комбинации устанавливаемой частоты.

Как дополнение к изложенному рассмотрим еще некоторые опции и чипсеты, для которых они были реализованы:

DRAM Refresh Ratery Time (SIS530) — 15.6 us, 7.8 us, 3.9 us,

Refresh Rate (AMD751) — 20.4 us, 15.3 us, 10.2 us, 5.1 us.

Опция Refresh Mode Select предложила значения 7.8 mksec, 15.6 mksec, 64 mksec, а опция Refresh Interval — 7.8 mksec, 15.6 mksec, 31.2 mksec, 64 mksec, 128 mksec.

Так как в названиях опций упоминаются и «частота», и «период», и «интервал», и «время цикла», дабы не возникло путаницы, потребуются дополнительные разъяснения.

Понятно, что одновременно регенерировать всю динамическую память невозможно. Допустимо говорить о построчной регенерации матрицы памяти. Тогда следует ввести два понятия. Первое — временной интервал между регенерацией, например, соседних строк. Второе — время полного цикла регенерации, т.е. через какой промежуток времени необходимо будет вновь регенерировать условную начальную строку. «Обычный» чип памяти содержит 4096 строк. Справедливо утверждать, что общее время цикла регенерации 64 мсек (один из стандартов JEDEC). И тогда упомянутый интервал (период) регенерации составляет: 64000 : 4096 = 15.6 mksec.

То есть каждые 15.6 мкс контроллер памяти инициирует цикл регенерации отдельной строки памяти. И это значение характерно для модулей DIMM емкостью 128 Mбит или меньше. Если же речь идет о модулях емкостью 256 Mбит и более, то количество строк составит 8192, а интервал регенерации — 7.8 мкс, что обусловлено необходимостью уложиться в цикл 64 мсек. Если же в системе используются модули различной емкости, то временная характеристика регенерации устанавливается по микросхеме большей емкости, т.е. с более высокой частотой.

Необходимо отметить, что применявшиеся ранее модули памяти во многих случаях позволяли удлинить цикл регенерации, т.е. увеличить ее интервал, тем самым несколько повысив производительность системы.

И, конечно же, картина вышла бы неполной, если бы мы не вспомнили о RAMBUS DRAM. Не останавливаясь детально на архитектуре этого типа памяти, напомним только, что структура и организация банков памяти многоканальная. Причем каждый канал данных представляет собой шину шириной всего в один (!) байт. Но за счет высокопроизводительного конвейера, высокоскоростной внутренней магистрали, синхронизируемой собственным тактовым генератором, пропускная способность шины памяти уже доведена до 3.2 Гб/сек. А за регенерацию RAMBUS-памяти отвечает опция RDRAM Refresh Rate, Channel N и ее значения: No refresh, 1.95 us, 3.9 us, 7.8 us.

DRAM Refresh Queue

Этот параметр во включенном состоянии позволяет системе использовать более эффективный метод обновления памяти. Дело в том, что чипсет способен формировать последовательность нескольких запросов обновления памяти, пока шина процессора не будет готова к выполнению следующей операции. Речь идет об использовании режима конвейеризации запросов на регенерацию памяти. Enabled разрешает постановку в очередь, как правило, 4 запросов регенерации памяти. Установка в Disabled означает отключение конвейеризации, что, естественно, снижает эффективность работы системы и приводит к проведению всех циклов регенерации либо по приоритету запросов, либо в соответствии с установками в других опциях.

Данный режим должен быть всегда включен. Enabled стоит и по умолчанию. Одно условие! Необходимо, чтобы установленные модули памяти поддерживали эту опцию, и большинство современных типов памяти поддерживают этот метод. Более того, использование столь эффективного метода регенерации зависит и от того, поддерживаются ли чипсетом такие функции, и от версии BIOS. В таком явном, «пользовательском», виде такая опция повстречалась в AMI BIOS.

Опция может называться также DRAM Refresh Queing.

DRAM Refresh Queue Depth

Данная опция позволяет установить степень («глубину») конвейеризации, т.е. количество возможных ступенек конвейера. Чем больше это число, тем большее количество запросов на регенерацию в данное время находится в обработке. Значения, что, естественно, зависит от указанных выше реализаций и возможностей чипсета и BIOS, имеют вид: «0» (равносильно Disabled), «4», «8», «12» (по умолчанию).

Опция также может называться Refresh Queue Depth.

Extended Refresh

(Расширенная регенерация)

Введение (в свое время) этой опции в BIOS предполагало использование специальных EDO-чипов. Регенерация содержимого ячеек EDO DRAM при этом стала производиться через 125 мкс, а не через каждые 15.6 мкс, как при стандартной регенерации. Это несколько повысило общее быстродействие памяти.

Fast DRAM Refresh

(Быстрая регенерация DRAM)

Контроллер памяти предоставляет два режима регенерации памяти: стандартный (Normal) и скрытый (Hidden). В каждом из режимов CAS-строб выставляется перед RAS-сигналом, однако в Normal для каждого строб-импульса выделяется дополнительный такт процессора. Это старый метод обновления памяти, поэтому имеет смысл установить значение данного параметра в Hidden. В последнем случае обеспечивается и повышенное быстродействие, и большая эффективность (см. ниже), также из-за того, что CAS-строб может и не выставляться — быть «скрытым».

Hidden Refresh

(Скpытая pегенеpация)

Когда установлено значение Disabled, память регенерируется по IBM AT-методологии, используя циклы процессора для регенерации. Когда опция Hidden Refresh стоит в Enabled, контроллер памяти «ищет» наиболее удобный момент для регенерации, независимо от циклов CPU. При этом регенерация происходит одновременно с обычным обращением к памяти. Алгоритм регенерации памяти при этом многовариантен. Разрешаются циклы pегенеpации в банках памяти, не используемых ЦПУ в данный момент, взамен или вместе с нормальными циклами регенерации, выполняемыми всякий pаз (каждые 15 мс) пpи определенном пpеpывании (DRQ0), вызванном таймеpом и инициируемым схемой регенерации.

Для регенерации каждый pаз тpебуется до 4 мс. В течение этого времени один цикл pегенеpации пpимеpно каждые 16 мкс обновляет по 256 стpок памяти (здесь и выше приведены характеристики для модулей памяти малой емкости). Каждый цикл pегенеpации занимает почти столько же или чуть меньше вpемени, чем один цикл чтения памяти, т.к. сигнала CAS при этом не требуется.

Режим Hidden Refresh отличается максимальной скоростью и эффективностью, наименьшими нарушениями активности системы и минимальными потерями производительности. Помимо того, позволяя поддерживать состояние памяти во время нахождения системы в режиме Suspend. Этот режим (Hidden) более быстрый, чем Burst Refresh. Но наличие в BIOS данной функции еще не означает ее реализации. После установки опции Hidden Refresh в Enabled (а в большинстве случаев рекомендуется именно это значение) стоит тщательно проверить работоспособность компьютера. Некотоpые модули памяти позволяют использовать Hidden Refresh, другие же — нет.

Hi-Speed Refresh

С помощью данной опции чипсет быстрее проведет регенерацию основной памяти. Правда, эффективность от этого значительно меньшая, чем от включения опции Slow Refresh. Последний режим регенерации предпочтительнее. К тому же данная функция поддерживается не всеми чипами памяти.

ISA Refresh

Опция разрешения/запрещения проведения регенерации памяти для ISA-шины. В таком виде эта опция уже не встречалась даже в последние годы существования ISA-шины.

ISA Refresh Period

Установка периодичности для регенерации ISA-шины. Возможный ряд значений: 15 us, 30 us, 60 us, 120 us.

ISA Refresh Type

Опция, определяющая метод регенерации памяти для ISA-шины. Возможные значения параметра: Normal и Hidden. Аналогичная опция с названием ISA Bus Refresh Mode могла предложить другие значения: Slow и Fast.

PCI-to-DRAM RAS# Precharge

Назначение данной опции — установка времени предзаряда строба RAS# при циклах записи PCI-шины в основную динамическую память. Значения опции: 2T, 3T.

RAS Precharge @Access End

Когда выбрано Enabled, RAS#-строб остается в активном состоянии в конце процесса предзаряда. Если же установлено Disabled, RAS# переводится в пассивное состояние (высокий уровень).

RAS Timeout

Когда установлено Disabled, цикл регенерации динамической памяти производится в стандартном режиме, т.е. каждые 15.6 мкс. Дополнительный цикл регенерации памяти добавляется при выборе значения Enabled.

Ref/Act Command Delay

(Установка задержки для цикла чтения/записи)

Параметр определяет время задержки между окончанием цикла регенерации и началом цикла чтения или записи. Опция может принимать значения: 5T, 6T (по умолчанию), 7T, 8T.

Система на наборе SIS530 предложила опцию под названием DRAM Refresh/Active Delay с чуть более консервативными значениями: 9T, 8T, 7T, 6T. Более развитый чипсет SIS540 представил уже две опции: DRAM REF/ACT Delay (10T, 9T) и DRAM ACT/REF Delay (10T, 9T, 8T). Понятно, что последний параметр предназначен для выбора задержки для режима регенерации после окончания цикла чтения/записи. Меньшие значения, конечно, более предпочтительны. Данная опция уже не встречается в современных системах.

Refresh During PCI Cycles

Опция, разрешающая/запрещающая проведение регенерации памяти во время циклов чтения/записи на шине PCI. Может принимать значения: Enabled — разрешено, Disabled — запрещено.

Refresh RAS# Assertion

(Установка периода активности сигнала RAS)

Этим параметром устанавливается длительность сигнала RAS (в тактах системной шины) для цикла регенерации. Меньшее значение увеличивает производительность системы. Но поскольку принимаемые значения определяются характеристиками памяти и чипсетом, то к их установке необходимо подходить осмотрительно. Может принимать значения: 4T (или 4 Clks), 5T (или 5 Clks), возможны и другие варианты.

Опция может называться также Refresh Assertion, Refresh RAS Active Time или RAS Pulse Width Refresh.

Refresh Value

Данная опция устанавливает множитель частоты регенерации. Меньшее значение увеличивает производительность системы за счет того, что снижается частота регенерации. Но достичь оптимального варианта можно только экспериментируя. Возможные значения: 1, 2, 4, 8, 16, иногда предлагалосьи 0.5. Данная опция уже давно не встречается.

Опция может называться Refresh Divider.

Refresh When CPU Hold

Довольно устаревшая опция, во время пауз процессора предлагавшая производить регенерацию (Enabled) или не делать этого (Disabled).

SDRAM Idle Limit

Данная опция устанавливает количество «пустых» тактов ожидания перед перезарядкой SDRAM-модулей. Установка оптимальных значений позволяет улучшить производительность циклов чтения/записи путем настройки интервала времени, в течение которого банк памяти может оставаться «пустым» перед перезарядкой (recharging), т.е. перед перезаписью содержимого памяти обратно в ячейки.

Опция может называться DRAM Idle Timer. Указанные опции предложили такие значения: Disabled, 0 Cycle, 8 Cycles, 12 Cycles, 16 Cycles, 24 Cycles, 32 Cycles, 48 Cycles, 0 clocks, 2 clocks, 4 clocks, 8 clocks, 10 clocks, 12 clocks, 16 clocks, 32 clocks.

Уменьшение количества тактов с 8 (по умолчанию) до 0 означает, что банк SDRAM-памяти будет немедленно регенерироваться, как только контроллер памяти выставит достоверный запрос. При увеличении SDRAM Idle Limit от 8 тактов и более перезарядка банка будет отложено на большее время, тем самым возрастет время «хранения» информации из памяти во внутренних цепях. Поступившая за этот промежуток времени команда чтения/записи будет исполнена мгновенно. Приходится признать, что эффективность памяти возрастает, когда банк остается «пустым» более длительное время. Однако и тут есть свое «НО»! Во внутренних цепях перезарядки хранятся не все строки банка памяти, а только регенерируемой строки. Поэтому пришедший запрос, например, на чтение некоторой строки, наверняка, не попадет по адресу, и системе придется ожидать завершения регенерации, особенно в случае завышенного значения параметра SDRAM Idle Limit.

В основном приходится выбирать между значениями в пределах от 0 до 8 тактов, правда, насколько позволит версия BIOS. Конечно, подобная настройка требует серьезной опытной проверки. Поэтому, если есть возможность управлять частотой регенерации, то данную опцию лучше заблокировать. Опытным специалистам можно порекомендовать «поиграть» с двумя характеристиками.

Подобные опции достаточно редки. Но вот система на достаточно современном чипсете AMD751 предложила сразу две похожих: Idle Precharge Limit с рядом 0 cycles, 8 cycles, 12 cycles, 16 cycles, 24 cycles, 32 cycles, 48 cycles, No idle precharge и Extra High Idle Limit со значениями Disabled/Enabled. Последняя опция разрешает или запрещает вставку дополнительного такта ожидания.

(Продолжение следует)