АРХИВ СТАТЕЙ ЖУРНАЛА «МОЙ КОМПЬЮТЕР» ЗА 2002 ГОД

Биос и его настройки

• Все журналы \ Номер 27/198 `2002 от 01.07.2002 \ Биос и его настройки

Виталий ЯКУСЕВИЧ

(Продолжение, начало в МК № 26–38, 40–43, 46, 50–52 (145–157, 159–162, 165, 169–171), 2001; № 1 (172), 4 (175), 6–7 (177–178), 12–13 (183–184), 17–18 (188–189), 23 (194), 25 (196))

4. Memory

(Продолжение)

4.2. «Затенение» памяти, выделенная память

(Продолжение)

Memory Reservation

Memory Reservation — именно так называется меню с «цепочкой» опций (C800 — CBFF и т. д., см. предыдущую публикацию), из возможных параметров которых —Available и Reserved — следует, что выбранный 16-Кб диапазон может быть соответственно либо доступен для использования некоторым устройством (пример «выделенной» памяти), либо быть зарезервирован для использования любым ПО.

Нечто подобное предлагает Phoenix BIOS в меню PCI/PNP ISA UMB Region Exclusion. Правда, т. н. Upper Memory Blocks не предназначены для использования стандартными ISA-картами (не Plug&Play-картами), а в остальном и диапазоны, и значения те же.

Shadowing Address Ranges (xxxxx-xxxxx Shadow)

Данная опция подобна представленным выше и позволяет разрешать (Enabled) или запрещать (Disabled) «затенение» указанного адресного диапазона для использования некоторой картой расширения. Запрещение допустимо, если такая карта не используется или для нее в той же Windows 9x функционирует соответствующий драйвер. Стоит напомнить, что в Windows NT не применяются механизмы «затенения», и что некоторые карты, использующие диапазон CXXXh-EFFFh для операций ввода/вывода, могут не работать при включенном «затенении». В последнем случае запросы чтения/записи памяти могут не проходить, например, к той же ISA-шине.

System BIOS Shadow

Опция, разрешающая применение теневой памяти на область системной ROM BIOS. Рекомендуется установить в Enabled для повышения производительности системы, однако необходимо еще раз подчеркнуть, что улучшения эффективности работы системы в этом случае можно добиться только в средах MS-DOS или Windows 3x. При этом старшие 384 Кб из первого мегабайта памяти станут недоступными в качестве ОЗУ.

Некоторые старые версии BIOS дают возможность «затенения» отдельных областей из выделенных под системный BIOS 64 Кб, но при включении режима «затенения» имеет смысл затенять BIOS целиком. Тем более, что такие адресные зоны — суть фрагменты по 16 Кб (шаг адресов в 400h).

Опция может называться System Shadow или System ROM Shadow F000, 64K.

VGA Type

Данные этой опции используются BIOS системы, когда затенение видео BIOS включено. Оказывается, важно и то (см. чуть ниже), о какой видеокарте (читай, шине) идет речь. Отсюда и возможные значения: Standard (стандартное затенение — по умолчанию), PCI, ISA/VESA.

Video BIOS Shadowing

При включении этой опции BIOS видеокарты, как мы уже знаем, будет скопирован в оперативную память, что ускорит обращение к нему. За счет чего? Это уже известно! За счет различной разрядности шин памяти и времени доступа к ячейкам памяти. Но современные операционные системы обращаются к видеокартам напрямую, минуя их BIOS. Ну а Windows NT вообще не использует затеняемую память. А вот производительность графики в «старушке» MS-DOS сильно зависит от того, включена ли данная опция. Если при включении теневой памяти не наблюдается какого-либо ускорения работы графических функций, то необходимо проверить соответствие адресов ROM BIOS видеокарты и установленной затеняемой области. Если не используются старые программы, лучше опцию отключить, так как, в случае когда какое-нибудь приложение обратится к адресам, занятым Video BIOS, возможны сбои.

Опция может называться Video ROM Shadow C000, 32K, Video ROM BIOS Shadow, Video ROM Shadow, Video BIOS Shadow или Video Shadow.

Некоторые версии BIOS также предлагают затенение отдельных областей, и тогда вместо одной, а точнее, как дополнение к основной опции, предлагается набор, например, из следующих опций: Video ROM Shadow C000, 16K,Video ROM Shadow C400, 16K.

Такой вариант реализован по причине того, что видеокарта на своем «борту» могла иметь и 16-Kб объем ROM-памяти. В этом случае затенялся только диапазон C400h. Современные видеокарты, по сути предназначенные для использования в мощнейших программных средах, имеют значительно большие размеры Video BIOS, и только часть этого кода (32 Кб) может быть затенена. Нонсенс! При этом возможны сбои, так как при обращении к видеоBIOS запрос будет происходить по адресам, принадлежащим физически разной памяти.

Еще одно важное замечание. Современные видеокарты хранят свой BIOS в микросхемах, допускающих перепрограммирование (во Flash BIOS) и позволяющих получить доступ на скоростях, сопоставимых со скоростью обращения к ОЗУ. Скорость обращения к VGA BIOS определяется также и скоростью шины (ISA, EISA или VLB). А если речь идет о PCI или AGP? Тогда затенять VGA BIOS нет необходимости, и при этом появляется возможность освободить ОЗУ для других целей. Но все же к VGA BIOS обращения происходят часто, особенно это характерно для игрового ПО. Так что решает проблему каждый пользователь в каждом конкретном случае сам.

Также необходимо помнить о том, что BIOS интегрированного видеоадаптера располагается, как правило, по адресам системного BIOS. Тут как раз и необходимо дополнительно упомянуть, что функционирование видеоканала в современной системе обеспечивается управлением графического процессора через видеодрайвер, а не с помощью набора команд от центрального процессора. В последнем случае BIOS видеокарты обеспечивал определенный набор функций, совершенно игнорируемых в современной системе.

4.3. Cache

Ликбез. Как правило, кэш-память (Cache Memory) ассоциируется всегда с центральным процессором. Она представляет собой статическое ОЗУ, обладающее значительно более высоким быстродействием, нежели динамическое. Фактически кэш-память предназначена для согласования (компенсации) скорости работы сравнительно медленных устройств с относительно быстрым центральным процессором, то есть она функционирует как быстродействующий буфер между процессором и относительно медленной динамической памятью. Для кэш-памяти характерно значительно меньшее время доступа (Access time). Время доступа — это характеристика, показывающая, сколько времени необходимо для того, чтобы получить доступ к той или иной ячейке памяти.

Кэш-память изготавливается на микросхемах статической памяти, не требующей регенерации. Она значительно дороже динамической, поэтому ее объем, как правило, невелик и в обычных процессорах редко превышает 512 Кб. Объем и быстродействие кэш-памяти являются определяющими параметрами быстродействия всей системы для практически всех задач, решаемых на компьютере. Разница в быстродействии различных видов DRAM уменьшается во много раз при оценке производительности компьютера в целом именно из-за кэш-памяти. Для большего увеличения быстродействия кэш-памяти она встраивается в кристалл процессора и работает при этом на той же тактовой частоте, что и его ядро.

При попытке доступа к данным процессор сначала обращается к внутренней кэш-памяти. Если там ничего нет, то он обращается во внешний кэш, если таковой имеется, и лишь затем к основной динамической памяти.

Когда процессор первый раз обращается к ячейке памяти, ее содержимое копируется в кэш. И в случае повторного запроса данные могут быть с гораздо большей скоростью получены уже из кэша. При записи в память значение также попадает в кэш и либо сразу же копируется в память (схема Write Through — прямая, или сквозная запись), либо копируется туда через некоторое время (схема Write Back — отложенная, или обратная запись). При обратной записи, называемой также буферизованной сквозной записью, значение копируется в память в первом же свободном такте, а при отложенной (Delayed Write) — когда для помещения в кэш нового значения в кэш-памяти отсутствует свободная область. При этом в память вытесняется наименее используемая область кэша. Вторая схема более эффективна, но и более сложна за счет необходимости поддержания соответствия содержимого кэша и основной памяти. Очевидно, что контроллер кэш-памяти должен быть достаточно интеллектуальным, чтобы решать столь сложные задачи, в том числе определять, какие данные могут понадобиться процессору в следующий момент.

Сейчас под термином Write Back в основном понимается отложенная запись, однако это может означать и буферизованную сквозную.

Память для кэша состоит из собственно области данных, разбитой на блоки (строки), которые являются элементарными единицами информации при работе кэша, и области признаков (tag), описывающей состояние строк (свободна, занята, помечена для дозаписи и т. п.). В основном используются две схемы организации кэша: с прямым отображением (direct mapped), когда каждый адрес памяти может кэшироваться только одной строкой (в этом случае номер строки определяется младшими разрядами адреса динамической памяти), и n-связный ассоциативный (n-way associative), когда каждый адрес может кэшироваться несколькими строками. Ассоциативный кэш сложнее, однако позволяет более гибко кэшировать данные.

Основные типы кэш-памяти: Asynchronous SRAM, Synchronous Burst SRAM, Pipelined Burst SRAM. Они построены по схеме статической памяти и выпускаются для организации кэш-памяти 2 уровня. Два последних типа обеспечивают пакетный режим доступа к данным.

1. Asynchronous SRAM (асинхронная статическая память) используется еще со времен 386-х процессоров. Принцип работы простейший. Процессор посылает адрес необходимой ячейки памяти, контроллер ищет данные и в случае успеха передает их процессору. При этом в оптимальном варианте работает схема 3-2-2-2 (3 такта на считывание первого сегмента данных и по два такта на считывание 3-х последующих).

2. Synchronous Burst SRAM (синхронная пакетная статическая память) позволяет получить наиболее быстрый доступ в системах с тактовой частотой шины до 66 МГц. Являясь пакетной, эта кэш-память реализует схему 2-1-1-1. В системах с частотой системной шины более 66 МГц эта схема ухудшается до 3-2-2-2.

3. Pipelined Burst SRAM (статическая память с блочным конвейерным доступом) приобрела к 1997 году наибольшее распространение, обеспечивая схему доступа 3-1-1-1, не ухудшающуюся с ростом тактовой частоты. «Конвейерность» заключается в том, что при считывании нескольких последовательных ячеек памяти они буферизируются, что позволяет уменьшить время, которое затрачивает процессор на такую процедуру.

Пакетные типы кэш-памяти получают синхронизирующий сигнал от процессора. Кэш содержит счетчик, который, когда бы процессор ни начал цикл, позволяет модулю кэша автоматически быстро выполнить последовательность из четырех циклов. Первый и самый длинный цикл инициализируется процессором. Следующие три вырабатываются модулем кэша одновременно с синхронизирующими импульсами процессора.

Мы уже достаточно полно изложили всевозможные варианты затенения и кэширования фрагментов памяти, расположенных в верхних 384 Кб первого мегабайта системной памяти. Несколько «особняком» от них стоят предложенные опции, не по их виду, а по тем значениям, которые возможны для них. Вот они: Video BIOS C000-C3FF, Video BIOS C400-C7FF, C800-CBFF Memory, CC00-CFFF Memory, D000-D3FF Memory, D400-D7FF Memory, D800-DBFF Memory, DC00-DFFF Memory, Ext BIOS E000-E3FF, Ext BIOS E400-E7FF, Ext BIOS E800-EBFF, Ext BIOS EC00-EFFF.

Довольно внушительно. А вот и значения этих опций:

PCI Device — выбранный диапазон отдается под потребности PCI-устройства;

Shadowed — выбранный диапазон затеняется;

Write Prot. — выбранный диапазон защищен от записи. При загрузке системы в этот адресный диапазон копируется некое ПЗУ, и в процессе работы эти адреса доступны только для чтения;

Uncached DRAM — некэшируемый регион памяти;

PCI/Cached — выбранный диапазон принадлежит PCI-устройству и кэшируется;

Shadowed/Cached — выбранный диапазон затеняется и кэшируется;

Write/Cached — по адресам выбранного фрагмента может производиться запись и этот фрагмент кэшируется;

Cached DRAM — кэшируемая область памяти.

В некоторых версиях BIOS к указанным диапазонам может быть добавлена область системного BIOS —System BIOS Area.

Cache Base 0-512k, Cache Base 512-640k, Cache Extended Memory Area. Для использования этих опций, предложенных Phoenix BIOS, предварительно должно быть включено кэширование в системе, для чего может быть предназначена интегрированная опция Cache. Понятно, что механизм кэширования может быть включен для двух областей: основной памяти и расширенной (типа XMS). А данные опции дают возможность выбрать метод кэширования для каждой из областей. Итак:

Write Back — данные сначала записываются в кэш, в основную же память по необходимости либо «при удобном случае». Наиболее быстрый метод;

Write Through — данные записываются в кэш и в основную память одновременно;

Write Protect — выбранная область кэшируется, но при этом защищена от записи;

Uncached (или Disabled) — запрещено кэширование для выбранной области.

Следующая «пачка» опций Phoenix BIOS выглядит уже привычно, хотя присутствуют важные особенности: Cache A000-AFFF, Cache B000-BFFF, Cache C800-CBFF. Значения опций: Write Back, Write Through, Write Protect, Disabled, а также USWC Caching (Uncacheable Speculative Write Combining) — режим некэшируемой объединенной записи. Применяется для отображаемых в памяти устройств ввода-вывода и кадра видеопамяти.

(Продолжение следует)

Идёт загрузка...

Данную страницу никто не комментировал. Вы можете стать первым.

Ваше имя:
Ваша почта:
Комментарий:
Введите символы или вычислите пример: * Обновить