Давайте попробуем произвести настройки северного моста чипсета, который обеспечивает работу быстродействующих компонентов системы: процессора, кэш-памяти, оперативной памяти и видеосистемы. Обычно эти параметры собраны в разделе Advanced Chipset Features, а в версиях BIOS с горизонтальной строкой меню — в меню Advanced или аналогичном.

В некоторых системных платах производства Gigabyte часть настроек чипсета скрыты, и для получения доступа к ним следует нажать клавиши Ctrl+Fl после входа в BIOS Setup.

Оперативная память — один из важнейших компонентов системы, оказывающих заметное влияние на скорость и стабильность работы компьютера. Модули памяти работают по сложным алгоритмам и требуют правильно устанавливать значения рабочих частот и различных временных интервалов. Для обычного (не разогнанного) режима работы системы нет необходимости заниматься наладкой памяти вручную, поскольку в современных модулях памяти все необходимые параметры устанавливаются автоматически. С помощью настройки BIOS вы можете отключить автоматическую наладку и задавать все параметры вручную. При этом можно повысить производительность системы, правда, вам придется взять на себя всю ответственность за стабильность ее работы.

В большинстве компьютеров используется память SDRAM, DDR или DDR2/3. Память стандарта EDO и FPM, выполненная в виде модулей SIMM, является устаревшей и не будем ею засорять себе мозг.

Настройка BIOS, оперативная память, тайминги оперативной памяти.

Оперативная память работает по управляющим сигналам от контроллера памяти, который расположен в северном мосту чипсета (Intel) или непосредственно в процессоре (Athlon 64/FX/X2 и Phenom). Чтобы обратиться к определенной ячейке памяти, контроллер вырабатывает последовательность сигналов с некоторыми задержками между ними. Задержки необходимы, чтобы модуль памяти успел выполнить текущую команду и подготовиться к следующей. Эти задержки называют таймингами и обычно измеряют в тактах шины памяти.

Если тайминги будут слишком большими, то чип памяти выполнит все необходимые действия и будет некоторое время простаивать, ожидая следующую команду. В этом случае память работает медленнее, но стабильнее. Если тайминги излишне маленькие, модуль памяти не сможет корректно выполнить свои задачи, в результате чего произойдет сбой в работе программы или всей операционной системы. Иногда при таких таймингах компьютер может вообще не загрузиться, тогда придется обнулять с помощью перемычки на системной плате.

У каждого модуля памяти свои значения таймингов, при которых производитель гарантирует быструю и стабильную работу памяти. Эти значения записаны в специальном чипе под названием SPD (Serial Presence Detect). Используя информацию SPD, BIOS может автоматически конфигурировать любой модуль памяти из числа тех, которые поддерживаются чипсетом системной платы.

Большинство версий BIOS позволяет отказаться от использования SPD и настроить память вручную. Можно попытаться снизить значения таймингов, чтобы ускорить работу памяти, но после этого следует тщательно протестировать систему.

Для современных модулей памяти SDRAM и DDR выделяют четыре основных тайминга и один параметр работы контроллера памяти. Для понимания их сути кратко рассмотрим работу контроллера памяти.

       

1. Цикл доступа к определенной ячейке памяти начинается с того, что контроллер устанавливает низкий уровень сигнала выборки строки RAS# (Row Address Strobe) и выставляет адрес строки на линиях адреса. При поступлении этой команды модуль памяти начинает процесс открытия строки, адрес которой был передан по адресным линиям.

2. Через определенный промежуток времени, необходимый, чтобы открыть выбранную строку, контроллер памяти устанавливает низкий уровень сигнала выборки столбца CAS# (Column Address Strobe). На линиях адреса уже будет установлен адрес столбца, который нужно открыть.

3. Через некоторое время после подачи сигнала CAS# модуль памяти начнет передачу запрошенных данных.

4. Для закрытия строки контроллер памяти отключает сигналы RAS# и CAS#, установив на соответствующих выводах высокий уровень. После этого начинается подзарядка закрываемой строки, но при этом может завершаться передача пакета с данными.

5. Если нужно прочитать данные из другой строки, новый сигнал выборки строки (RAS#) может быть подан только через некоторое время после закрытия предыдущей строки, которое необходимо для подзарядки закрываемой строки.

В соответствии с приведенным выше упрощенным описанием выделяют следующие тайминги (в порядке их значимости):

□ tCL, или CAS# Latency — задержка между подачей сигнала выборки столбца CAS# и началом передачи данных, то есть между этапами 2 и 3;

□ tRCD, или RAS# to CAS# delay — задержка между сигналом выборки строки RAS# и сигналом выборки столбца CAS# (этапы 1 и 2);

□ tRP, или RAS# Precharge — задержка для подзарядки строки после ее закрытия (этапы 4 и 5);

□ tRAS, или Active to Precharge Delay — минимальное время между командами открытия строки и ее закрытия (этапы 1-4);

□ CR, или Command Rate — дополнительный параметр, указывающий количество тактов для передачи команды от контроллера к памяти. Оказывает существенное влияние на производительность современных модулей памяти и может принимать значение 1 или 2 такта.

При указании характеристик модуля памяти тайминга обычно указывают по следующей схеме: tCL-tRCD-tRP-tRAS-CR, например модуль памяти Kingston, 1GB DDR2 РС2-5300 имеет тайминга в штатном режиме 4-4-4-12-1Т. Параметр Command Rate (CR) может не указываться, и тогда тайминги будут записываться последовательностью из четырех чисел (4-4-4-12). Если посчитать количество импульсов тактового генератора между основными этапами работы контроллера, то можно получить схему таймингов 2-3-3-7, что характерно для памяти DDR.

Для справки:

анализируя тайминги памяти стандартов DDR и DDR2, можно подумать, что память DDR2 работает медленнее, чем DDR. Однако это не так, поскольку DDR2 работает на вдвое большей частоте, а тайминги измеряются в тактах. Например, для выполнения двух тактов на частоте 200 МГц нужно столько же времени в наносекундах, что и для четырех тактов на частоте 400 МГц. Поэтому память DDR2 с таймингами 4-4-4-12 будет работать приблизительно с одинаковыми задержками, что и память  2-2-2-6. Аналогичные выводы можно сделать, сравнивая тайминги памяти DDR2 и DDR3.

Количество доступных параметров для настройки оперативной памяти может сильно отличаться для разных моделей системных плат, даже выполненных на одном и том же чипсете. По этому признаку системные платы можно разделить на три категории.

□ Платы с минимальными возможностями настройки. Данная ситуация характерна для недорогих плат, предназначенных для компьютеров начального уровня. Как правило, присутствует возможность установки частоты памяти и, возможно, одного-двух таймингов. Такие платы обладают ограниченными возможностями разгона.

□ Платы с возможностью настройки основных параметров. Имеется возможность настройки рабочей частоты и основных таймингов, которые были перечислены выше. Такой набор параметров характерен для большинства плат и позволяет выполнять разгон системы. Параметры памяти могут быть собраны в отдельном разделе или находиться непосредственно в разделе Advanced Chipset Features. В некоторых платах имеется специальный раздел для оптимизации и разгона, и параметры памяти могут находиться в нем.

□ Платы с расширенными возможностями. Выше был приведен алгоритм работы контроллера памяти в сильно упрощенном виде, но на самом деле контроллер памяти взаимодействует с модулем памяти по очень сложному алгоритму, используя, кроме указанных выше, множество дополнительных таймингов. Иногда можно встретить системные платы с расширенным набором параметров, что позволяет выполнять более тонкую оптимизацию работы памяти и эффективно разгонять ее.

DRAM Timing Selectable, Timing Mode

Это основной параметр для настройки оперативной памяти, с помощью которого выбирается ручной или автоматический режим.

Возможные значения:

1. By SPD (Auto) — параметры модулей памяти устанавливаются автоматически с помощью данных из чипа SPD; это значение по умолчанию, и без особой необходимости менять его не следует;

2. Manual — параметры модулей памяти устанавливаются вручную. При выборе этого значения можно изменять установки рабочих частот и таймингов памяти. Ручная настройка оперативной памяти позволяет ускорить ее работу, но при этом в системе могут быть сбои.

Configure DRAM Timing by SPD, Memory Timing by SPD

Смысл этих параметров полностью аналогичен рассмотренному выше DRAM Timing

Selectable, а возможные значения будут такими:

1. Enabled (On) — параметры оперативной памяти устанавливаются автоматически в соответствии с данными SPD;

2. Disabled (Off) — оперативная память настраивается вручную.

Memory Frequency, DRAM Frequency, Memclock Index Value, Max Memclock

Параметр отображает или устанавливает частоту работы оперативной памяти. Эта частота в большинстве случаев задается автоматически в соответствии с информацией из SPD. Настраивая вручную, можно заставить память ускориться, однако далеко не каждый модуль при этом будет работать стабильно.

Возможные значения:

1. Auto — частота оперативной памяти устанавливается автоматически в соответствии с данными SPD (по умолчанию);

2. 100,120,133 (РС100, РС133) — возможные значения для памяти SDRAM;

3. 200, 266, 333, 400, 533 (DDR266, DDR333, DDR400, DDR533) — возможные значения для памяти DDR;

4. DDR2-400,DDR2-566, DDR2-667, DDR2-800, DDR2-889, DDR2-1067 — значения для памяти DDR2.

В зависимости от используемого чипсета список доступных значений может отличаться от приведенного, в нем будут указаны только те частоты, которые поддерживаются платой.

В некоторых платах рассматриваемый параметр доступен только для чтения, а для изменения частоты памяти следует использовать рассмотренный далее параметр FSB/Memory Ratio. В системных платах производства ASRock для ручной настройки памяти следует отключить параметр Flexibility Option.

FSB/Memory Ratio, System Memory Multiplier

Параметр определяет соотношение (множитель) между частотой FSB и частотой памяти. Данный параметр может использоваться вместо рассмотренного выше параметра Memory Frequency для установки частоты работы оперативной памяти.

Возможные значения:

1. Auto — соотношение между частотой FSB и памяти настраивается автоматически в соответствии с данными SPD;

2. 1:1; 1:1, 2; 1:1, 5; 1:1, 66; 1:2, 3:2; 5:4 — выбор одного из этих значений позволит вручную установить соотношение между частотами FSB и памяти. Для расчета частоты памяти следует учитывать, что частота FSB может указываться с учетом четырехкратного умножения (эффективное значение), а частота DDR — с учетом двукратного. Например, при эффективной частоте FSB 1066 МГц и множителе 1:1,5 результирующая частота памяти будет равна (1066:4) х 1,5 х 2 — 800 МГц. В зависимости от модели платы набор соотношений может несколько отличаться от приведенного выше;

3. 2, 00; 2, 50; 2, 66; 3, 00; 3, 33; 4,00 — при наличии подобного ряда частота памяти вычисляется умножением реальной частоты FSB на выбранный коэффициент;

4. Sync Mode — память работает синхронно с частотой FSB.

CAS# Latency, tCL, DRAM CAS# Latency

Параметр устанавливает задержки между подачей сигнала выборки столбца CAS# и началом передачи данных. Эта задержка необходима, чтобы модуль памяти мог сформировать для передачи содержимое запрошенной ячейки памяти. Ручная установка низких значений CAS# Latency увеличивает скорость работы модуля, то есть разгоняет его.

Возможные значения:

1. 1, 5; 2; 2, 5; 3 — для памяти DDR. Меньшие значения соответствует более быстрой работе памяти, однако не все модули могут работать при таких значениях;

2. 3; 4; 5; 6 — для памяти DDR2. Как и в случае с DDR, ускорение памяти достигается уменьшением значения tCL.

В некоторых версиях BIOS к числовому значению таймингов добавляется единица измерения, например 5Т (5 DRAM Clocks).

tRCD, RAS# to CAS# delay, DRAM RAS-to-CAS Delay

Параметр изменяет время задержки между сигналом выборки строки RAS# и сигналом выборки столбца CAS#. Эта задержка необходима, чтобы модуль памяти успел определить и активизировать требуемую строку. Чем меньше значение tRCD, тем быстрее доступ к ячейке, однако, как и в случае CAS Latency, слишком низкие значения могут привести к нестабильной работе памяти.

Возможные значения — от 1 до 7 тактов. Они определяют время задержки между сигналами CAS# и RAS#. Чем меньше значение tRCD, тем быстрее доступ к ячейке, однако, как и в случае CAS Latency, слишком низкие значения могут привести к нестабильной работе памяти.
Настройка BIOS, tRP, DRAM RAS# Precharge, RAS Precharge, SDRAM RAS Precharge, Row Precharge Time

Параметр задает минимально допустимое время, чтобы подзарядить строку после ее закрытия. Другими словами, он определяет паузу между закрытием одной строки и открытием другой с помощью нового сигнала RAS#. При меньших значениях этого параметра память работает быстрее, но слишком низкие могут привести к нестабильной работе памяти.

Возможные значения — от 1 до 7 тактов. Они означают минимальное время в тактах для подзарядки строки и формирования нового сигнала RAS.

tRAS, Active to Precharge Delay, DRAM RAS# Activate to Precharge, Min RAS# Active Time

Параметр устанавливает минимальное время между командой активизации строки и командой закрытия, то есть такое время, в течение которого строка может быть открыта. Слишком высокое значение этого параметра немного снижает производительность, поскольку на закрытие ячейки тратится лишнее время. Чтобы увеличить производительность, попробуйте установить минимальное значение tRAS или же подберите его экспериментально. По имеющимся из разных источников сведениям, параметр tRAS на общую производительность памяти влияет не очень существенно, а оптимальный вариант зависит от типа чипсета.

Возможные значения — от 3 до 18 тактов. Они определяют требуемое время задержки.

DRAM Command Rate, IT/ 2T Memory Timing

Параметр устанавливает задержку при передаче команд от контроллера к памяти. Возможные значения:

1. 2т (2т Command) — величина задержки равна двум тактам; обычно устанавливается по умолчанию и соответствует меньшей скорости, но большей надежности работы памяти;

2. IT (IT Command) — установка задержки в один такт, иногда это позволяет увеличить скорость оперативной памяти. Возможность нормальной работы памяти при таком значении сильно зависит от чипсета и модуля памяти и требует порой экспериментальной проверки. Не рекомендуется устанавливать 1Т при работе памяти на повышенных тактовых частотах или при одновременном использовании нескольких модулей памяти.

2Т Command

Параметр полностью аналогичен рассмотренному выше DRAM Command Rate, но имеет следующие значения:

1. Auto — задержка команд устанавливается в соответствии с данными SPD;

2. Enabled — установлена задержка в 2 такта;

3. Disabled — установлена задержка в 1 такт.
Дополнительные тайминги памяти

Как уже отмечалось, в некоторых системных платах имеются расширенные возможности для настройки памяти и количество доступных таймингов может достигать десятка, а иногда и двух десятков. Дополнительные тайминги оказывают меньшее влияние на производительность, чем рассмотренные выше основные тайминги, поэтому их в большинстве случаев следует оставить по умолчанию. Если же у вас есть время и желание экспериментировать, вы можете несколько повысить производительность системы памяти с их помощью.

Кратко рассмотрим значение дополнительных таймингов.

□ tRRD (RAS to RAS Delay) — задержка между активизацией строк разных банков.

□ tRC (Row Cycle Time), Row Active Time, Raw Pulse Width — длительность цикла строки памяти. Полный цикл состоит из времени от начала активизации строки до ее закрытия (tRAS) и задержки для формирования нового сигнала RAS# (tRP), то есть tRC = tRAS + tRP.

□ tWR (Write Recovery Time) — задержка между завершением операции записи и началом предзаряда.

□ tWTR (Write to Read Delay) — задержка между завершением операции записи и началом операции чтения.

□ tRTP (Precharge Time) — интервал между командами чтения и предварительного заряда.

□ tREF (Refresh period) — частота обновления памяти. Может устанавливаться в тактах или микросекундах.

□ tRFC (ROW Refresh Cycle Time) — минимальное время между командой обновления строки (Refresh) и командой активизации или другой командой обновления. В некоторых версиях BIOS имеется возможность установки данного тайминга для каждого модуля памяти, а параметры будут называться соответственно Trfс 0/½/3 for DIMM 0/½/3.

Важно:

Неудачное изменение любого из таймингов памяти может привести к нестабильной работе компьютера, поэтому при первом же сбое следует установить тайминги по умолчанию.
Bank Interleave

Параметр задает режим чередования при обращении к банкам памяти. В таком режиме регенерация одного банка выполняется в то же время, когда процессор работает с другим банком. Модули памяти объемом 64 Мбайт и более обычно состоят из четырех банков, и включение этого параметра ускоряет работу памяти.

Возможные значения:

1. Auto — режим чередования настраивается автоматически;

2. 2 Way, 4 Way — одно из этих значений устанавливает двух-или четырехбан- ковый режим чередования; рекомендуется использовать 4 Way как обеспечивающий наибольшую производительность, 2 Way может понадобиться, если в системе только один двухбанковый модуль памяти;

3. Disable — режим чередования отключен, что снизит пропускную способность памяти.

DRAM Burst Length, Burst Length

Параметр устанавливает размер пакета данных при чтении из оперативной памяти.

Возможные значения — 4, 8. Они определяют длину пакета данных. При 8 теоретически должна обеспечиваться большая производительность памяти, но практика показывает, что разница копеечная.