CPU

Если просмотреть главу "Порты", то можно обратить внимание на то, что имеющиеся адреса уже "закреплены" за системными или периферийными устройствами. Но при программировании устройства ввода/вывода, а это может быть карта расширения, вполне допустимо задействование "традиционных" адресов либо неиспользуемых. В некоторых случаях использование незадействованных адресов, что связано, например, с отсутствием устройства, не обязательно ведет к конфликтам.

Рассмотренная выше опция "Extended I/O Decode" показала нам некоторые нюансы и даже сложности декодирования адресов ввода/вывода. Опция "PCI I/O Start Address", предназначенная в общем-то для PCI-устройств, тем не менее позволяет для ISA-устройств создать дополнительную область адресов и тем самым избежать "неприятных накладок".

Branch Target Buffer

- просто редчайшая функция, скорее в смысле уникальности, а не частоты появления в различных версиях BIOS. О чем идет речь? BTB (Branch Target Buffer - буфер адресов перехода) - блок центрального процессора, отвечающий за динамическое предсказание переходов. При этом принимается во внимание, какие адреса переходов были выбраны ранее. Это важнейший узел современного процессора. Получается, что с помощью данной опции можно отказаться ("Disabled") от использования механизма предсказания переходов, ветвлений команд процессора или включить его ("Enabled"). Остается добавить, что включение опции повышает производительность системы.

CPU ADS# Delay 1T or Not

- опция установки задержки для сигнала ADS#. Несколько предваряющих слов. ADS# (Address Status) - строб адреса, вводимый инициатором обмена как индикатор действительности адреса. Сигнал действует на системной шине и может быть выходным как стороны процессора, так и со стороны чипсета. Передача адреса и адресного строба происходит одновременно, поскольку для адресного строба системная шина имеет свою выделенную линию. Понятно, что ADS# - это стандартный сигнал процессоров.

Представленная опция указывает и на возможность отсутствия задержки, что повышает скоростные характеристики обмена данными в системе. Фактически данная опция позволяет устанавливать время, в течение которого процессор (или чипсет, контроллер памяти) будет ждать от чипсета (процессора) сигнал статуса адреса данных, который определяет скорость отложенной записи на системной шине. Понятно, что речь также идет о передаче данных в PCI-интерфейс. Значение, устанавливаемое по умолчанию, менять нет необходимости. Однако при установке более скоростного процессора скорость можно и увеличить, т.е. снять задержку. Вынесенная в заголовок опция имеет два значения: "1T", "No Delay".

А вот опция "Cyrix M2 ADS# delay" предложила стандартные "Enabled" и "Disabled". Опция "Latency from ADS# status" предложила числовые значения в тактах системной шины: "2T" (по умолчанию), "3T".

Необходимо понимать, что устанавливая "время задержки", мы тем самым определяем временные характеристики циклов записи. И с учетом того, что использование буфера отложенной записи ведет, как правило, к формированию небольших пакетов (двойными словами или в два DW). Поэтому установив значение "3T", мы получаем 5 системных тактов для каждого двойного слова. Арифметика тут простая. 3 такта задержки, один адресный такт и один такт на считывание данных.

CPU BIST Enable

- в некоторых чипсетах, начиная с 430-й серии, нашли применение специализированные BIST-регистры. Большой нагрузки они не несли. Если система (чипсет + процессор) поддерживает функцию встроенного самотестирования (Built-In Self Test), то BIST-регистр хранит в своих разрядах команды "Start BIST" или "Completion Code". Если "система" не поддерживает BIST-функции, то установка опции в "Enabled" не даст эффекта, а в соответствующих разрядах регистра будут установлены "0".

Встроенный и, что немаловажно, полноценный механизм самотестирования BIST был реализован в процессорах Pentium III. Он обеспечивал постоянный контроль над зависаниями и сбоями в микрокоде, больших программируемых логических матрицах, а также обеспечивал тестирование кэша команд (инструкций) и кэша данных, буферов TLB (Translation Lookaside Buffer - буфера страничной переадресации) и сегментов памяти ROM. В течение 10-30 мсек (время связано с внутренней частотой ядра процессора) внутренним тестированием охватывается около двух третей всех внутренних блоков процессора. Лишь только после завершения теста процессор переходит в рабочий режим, результаты же теста фиксируются в регистре EAX.

CPU Drive Strength

- данная и не совсем ясная опция определяет интенсивность (strength), а точнее длительность действия сигналов при передаче данных от чипсета к процессору. Параметр измеряется в системных тактах. Чем выше значение параметра, тем выше длительность сигналов, а применение этой опции "BIOS Setup" может оказаться полезным для процедур "разгона" процессоров. Но не для всякой системы увеличение значений опции может привести к сохранению стабильности "разогнанного" процессора. Значения опции следующие: 0, 1, 2, 3. Осталось добавить, что данная опция требует дополнительного уточнения.

CPU Fast String

- (быстрые операции со строками). Разрешение этого параметра ("Enabled") позволяет использовать некоторые специфические особенности архитектуры семейства процессоров Pentium Pro (Pentium II, Deschutes и т.п.), в частности, возможность кэширования операций со строками. Надо только понимать, что и в самой пользовательской программе должны быть выполнены условия для включения этого механизма. Эти условия указаны в документации на любой процессор данного семейства. Параметр рекомендуется оставлять в состоянии "Разрешено".

CPU Line Read Multiple

- в данной опции речь идет о чтении процессором т.н. "full cache"-линии. Когда "cache"-линия заполнена данными, то их объем составляет 32 байта (восемь двойных слов). Поскольку линия "полная", система точно знает, как долго данные на линии будут считываться. На это системе потребуется 4 такта, после чего будет выставлен новый адрес. Поэтому системе не требуется сигнал об окончании передачи данных, и система не будет находиться в ожидании такого сигнала, будучи свободной для решения других задач. Когда опция включена ("Enabled"), процессор сможет считывать данные одновременно с нескольких "full cache"-линий. По умолчанию - "Disabled".

Опция может называться "CPU Multiple Reads".

Перечисленные ниже функции не содержат свойств множественности, но их размещение в данном месте более чем оправдано. Вот их наименования: "Allow Full Line Reads", "Full Cache Line Reads", "CPU Line Read". Каждая из них через "Disabled" или "Enabled" запрещает или разрешает использование "полных" линий чтения.

Опция "CPU-to-PCI Read-Line" имеет значения "On" и "Off", но различия на этом не заканчиваются. Опция под таким наименованием была введена и оптимизирована для работы с процессорами Intel OverDrive. Поэтому повышение эффективности использования CPU может быть достигнуто только с указанными процессорами. В противном случае опция должна быть отключена.

CPU Read Multiple Prefetch

- опция включения/отключения режима множественной предвыборки. Смысл процесса предвыборки (prefetch) заключается в том, что процессор, выбирая нужную инструкцию (например, из PCI-шины или памяти), одновременно начинает читать следующую, тем самым инициируя следующий процесс. Этому "способствует" то, что чипсет может иметь четыре линии чтения. Например, первые наборы логики с поддержкой процессоров Pentium Pro (Intel 450KX/GX, оба с кодовым названием Orion) как раз имели 4 такие линии чтения. Множественная же предвыборка позволяет выполнять одновременно несколько операций выборки инструкций, что существенно повышает быстродействие системы. По умолчанию устанавливается "Disabled".

Опция может называться и "CPU Multiple Read Prefetch".

Если же речь не идет о "множественных" операциях, то опция может называться "CPU Line Read Prefetch", "CPU Read Prefetch".

I/O Space Access

- данная опция через "Enabled" разрешает доступ ко всему пространству адресов ввода/вывода. Редкий BIOS обходится без странных опций.

Linear Burst

- на материнских платах, предназначенных также для для использования семейства процессоров Cyrix 6x86/L/MX, обычно используется джампер для переключения между процессорами семейств "Pentium" и "AMD", с одной стороны, и "Cyrix", с другой. Этот джампер, как правило, носит название "CPU Burst Mode", что говорит об особенностях архитектуры данных процессоров. Естественно, что при установке "Cyrix"-процессоров в слот Socket 7 опция должна быть включена ("Enabled"), так как она и была введена в BIOS для поддержки, например, процессоров Cyrix M1/M2.

Опция может называться "Linear Burst (LINBRST)", "M1 Linear Burst Mode" или "M1/M2 Linear Burst".

M1/M2 Burst & K6 Write Alloc

- данная опция предназначена для поддержки не только процессоров семейства "Cyrix", но и процессоров "AMD K6". О функции "K5/K6 Write Allocation" детально рассказано в разделе "Кэширование памяти". Поэтому необходимо упомянуть только значения опции: "Disabled", "Enabled".

Processor Number Feature

- опция для установки автоматического считывания и вывода информации о встроенном серийном номере процессора Pentium III в BIOS материнских плат, поддерживающих его установку. Для реализации такой возможности, естественно, требуется значение параметра как "Enabled". Во всех остальных случаях устанавливается значение "Disabled". Оно же устанавливается по умолчанию.

Опция может носить название "Processor S/N". В "Phoenix BIOS" встречена аналогичная опция с названием "CPU Serial Number", а в "AMI BIOS" - "Processor Serial Number".

Зачем нужна информация о серийном номере? Скажем, для внешних программ. Один из примеров - считывание информации о процессоре при работе в Интернет. Естественно, что при этом нарушаются конфиденциальность и права пользователя. В свое время эта проблема достаточно бурно обсуждалась.

3.1. CPU Speed

Материал данного подраздела построен в соответствии со стандартными действиями пользователя: установка тактовой частоты системной шины + установка множителя (коэффициента перемножения) = установка внутренней частоты (частоты ядра) процессора. В большинстве современных версий BIOS опции установки частот системной шины, процессора вынесены, как правило, в отдельное меню, которое может называться, например, "CPU Frequency Control". Но вполне реальна и ситуация, когда для возможных пользовательских действий через BIOS предварительно необходимо переставить соответствующую перемычку на системной плате в положение типа "Configure".

CPU Host Clock Select

- опция установки тактовой частоты системной шины. Еще не так давно BIOS достаточно новой материнской платы мог предложить такой замечательный ряд значений (в МГц): 66, 75, 83, 100, 103, 112, 124, 133. Затем появились наборы из 16-18 фиксированных значений, но они начинали отсчет уже со значения 100 МГц. В общем случае вариаций установки частоты может быть достаточно много. Особенно в этом плане выделяются материнские платы, буквально созданные для разгона (например, компаний "Soltek", "Abit", "ASUS"). И тогда без проблем можно "добраться" и до 166 МГц, и даже выше.

Опция может называться "CPU Bus Frequency" и предлагать такую подборку: "Auto", "66.8MHz", "68.5MHz", "75MHz", "83.3MHz", "100MHz", "103MHz", "112MHz". Значение "Auto" устанавливается по умолчанию и оно является рекомендованным.

Может быть предложен более "изощренный" вариант опции, связанный с тем, что модули памяти работают на частоте системной шины. Тогда опция может называться "Host/DRAM Frequency", а значения будут следующими: "66 MHz", "100 MHz". Понятно, что в данном варианте речь идет о SDRAM-памяти и интеловском чипсете с двумя фиксированными значениями тактовой частоты, например, 440BX.

Опция может называться "CPU Host Clock" или "External Bus Speed".

Несколько нестандартной оказалась опция "CPU Clock/Spread Spectrum" (смотри раздел "Special"). Согласно опции устанавливается не только частота системной шины, но и разрешается/запрещается ("On"/"Off") включение механизмов понижения электромагнитной интерференции в системе. На выбор параметров влияет также и установка базовой перемычки тактовой частоты шины процессора: 66 или 100 МГц. В итоге для предустановленных 66 МГц имеем следующий набор значений: "Default", "66MHz/Off", "66MHz/On", "75MHz/Off", "83MHz/Off", "95MHz/Off". Если же предварительно установлено 100 МГц, то имеем такой внушительный ряд: "100MHz/Off", "100MHz/On", "112MHz/On", "117MHz/On", "124MHz/Off", "133MHz/Off", "133MHz/On", "138MHz/Off", "140MHz/On", "150MHz/Off".

Опция "CPU Operating Speed" через значение "User Define" дает возможность устанавливать частоту FSB (Front Side Bus) от 66 до 153 МГц. В противном случае можно однозначно выбрать одно из фиксированных соотношений частоты ядра CPU и частоты шины от "300/66" до "1G/133".

Непосредственно к рассматриваемой теме примыкают вопросы т.н. "разгона" (overclocking) процессоров. Эта проблема уже достаточна освещена в литературе, нет смысла на ней останавливаться подробно. Со стороны же установок BIOS очень удобно, когда пользовательские действия адекватно воспринимаются и оцениваются. В этом плане меню "CPU Bus/PCI Freq" наиболее оптимально. Ведь превышение частоты PCI-шины свыше 37 МГц может повлечь за собой неисправность не только карт расширения, но и сбои жестких дисков.

В последние годы вариаций опций для установки системной частоты стало очень много. Простое их перечисление заняло бы немало места. Перечислим лишь некоторые. "CPU Host Clock Frequency". "CPU Host/PCI Clock" предлагает значение "Default", что равнозначно автоматической установке "стандартных" значений, а также возможность комбинирования двух системных частот. Опция может называться "CPU Host/3V66/PCI Clock".

CPU Ratio

- может принимать значения: 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 7.5. Приведен практически весь возможный ряд коэффициентов умножения, который, как и сама опция, впрочем может отсутствовать вовсе, если коэффициент является фиксированным. Это довольно обычная ситуация, если речь идет об "интеловских" комплектующих. "Благоприятная" ситуация позволяет настраивать параметры работы CPU через BIOS, включая естественно нашумевший разгон процессоров.

Опция может называться "CPU Freq Ratio", а ряд значений может иметь несколько непривычный вид: "1:2", "1:3", "1:4", "1:5", "1:6", "1:7", "1:8", "2:5", "2:7", "2:9", "2:11", "2:13", "2:15".

В некоторых случаях для коэффициента умножения "не жалко" и двух опций: "CPU Multiplier Shown" и "CPU Multiplier (Real)". Одна из этих опций позволяет установить значение вручную, а другая выводит на экран реально полученное значение, которое может и отличаться от желаемого.

Должно быть также понятно, что любая указанная цифра может оказаться недостаточно высокой для какой-нибудь последней реализации процессора и чипсета.

CPU Speed

- поскольку внутренняя частота процессора является результатом перемножения двух других параметров, то данная опция носит информационный характер. Результирующая частота процессора может быть представлена, например, в таком виде: 133 MHz (66 x 2).

Опция может называться "CPU Frequency (MHz)".

Во многих случаях данная опция выносится наверх окна соответствующего меню (подменю) "BIOS Setup", хотя ее значение является результатом вычисления. Но в некоторых случаях пользователь может иметь доступ к параметрам данной опции. Опция "CPU Speed" может предложить значение "Manual", тогда активируются поля "CPU Ratio" и "CPU Host Clock" для индивидуальных установок. Но это конкретная реализация не только версии BIOS, но и системной платы, наверняка содержащей специальную перемычку для возможности ручных настроек. В подтверждение сказанному можно привести параметры опции "CPU Speed" для материнской платы AbitSM2: "User Define" и "Automatic".

В продолжение и дополнение вышесказанного необходимо выделить опцию "CPU Freq Select" со значениями "Hardware" и "Software", определяющими метод установки внутренней частоты процессора. Первое значение определяет использование соответствующих перемычек на системной плате, второе же предполагает применение настроек через "BIOS Setup". Но также реальна ситуация с непосредственным выбором частоты процессора без каких-либо предварительных установок. Так опция "Processor Speed" предложила ряд значений ("233", "266", "300" и т.д.), а пользователь должен понимать, что имея фиксированные 66 МГц, он косвенно устанавливает множитель: 3.5, 4, 4.5 и т.д.

CPU Vcore

- (установка напряжения ядра процессора). Не так уж много времени прошло с тех пор, как в современных системах был реализован мониторинг некоторых напряжений на материнской плате, "оборотистости" вентиляторов и контроль температуры. Появилась возможность устанавливать "критический" предел для температуры процессора и некоторые другие параметры. Можно ли было мечтать о самой возможности регулировки питания процессора! Но это уже прошлое!

При практически любом современном тестировании системных плат или отдельных системных компонентов возможности "разгона" оцениваются чуть ли не прежде всего, следуя за простым перечислением комплектности, оснащенности материнской платы. И производители системных плат не могут не учитывать желания миллионов пользователей. Еще не так давно такие компании, как "AOpen", а тем более "Soltek" или "Shuttle", вряд ли могли похвастаться заметной долей на рынке системных плат. Теперь же сравнительное тестирование материнских плат, чипсетов не обходится без их участия. И все благодаря заложенным возможностям "разгона" (достаточно вспомнить "нашумевшую" плату "Soltek SL-75DRV").

Одним из факторов, расширяющих эти возможности, является простая необходимость изменять (увеличивать!) напряжение питания ядра процессора. Сохранение стабильности системы при "простом" частотном "разгоне" без увеличения напряжения ядра процессора маловероятно. И данная опция предоставляет, как правило, целый ряд значений, который может видоизменяться как от версии BIOS или ее производителя, так и от производителя системной платы, чипсета, предназначенного для него процессора, а значит и напряжения ядра. Поэтому вариаций достаточно много. Приведем такой ряд значений: "1.750V", "1.775V", "1.800V", "1.825V", "1.850V" (напомним, что допустимое значение может составлять 1,5 В). Как видим, шаг составляет 0,025 В, и это "хороший" шаг! Ведь конкурентная борьба идет и за этот показатель. В проигрыше (при прочих равных показателях) может оказаться тот, кто предложит возможность изменять напряжение питания ядра процессора с шагом в 0,05 В. Стоит также напомнить, что значения порядка 1,8 В весьма близки к критическим, и любые действия в этом направлении более опасны, чем эксперименты с таймингами или прерываниями!!! Некоторые версии BIOS просто не позволяют переходить предел в 1,8 В. К счастью для пользователей Intel в своих последних моделях Pentium IV на ядре Northwood предусмотрела защиту, которая в случае опасности выхода процессора из строя тормозит его работу, тем самым сигнализируя о недопустимости каких-либо дальнейших действий по "разгону".

В данном случае приведенные значения не "привязаны" к конкретным моделям процессоров. Иначе описание опции превратилось бы неминуемо в перечень технических характеристик. Понятно, что данная опция ныне располагается среди функций установки частотных характеристик системной платы, и все это может выглядеть следующим образом:

CPU Speed

CPU:System Frequency Multiple

System/PCI Frequency (MHz)

System/SDRAM Frequency Ratio

CPU Vcore

Опция может называться также "CPU Voltage Regulator". Опция "CPU Core Voltage", имея значение "Auto", также дает возможность устанавливать напряжение ядра процессора вручную.