Детальный анализ влияния настроек BIOS Setup материнской платы на производительность систем на базе чипсета VIA KT266A. Чипсет VIA Apollo KT266A для процессоров AMD Athlon/Duron и памяти DDR SDRAM уверенно и надолго обосновался на материнских платах и в компьютерах приверженцев продукции AMD. Судя по всему, грядущий чипсет KT333 не сильно поколеблет его позиции ввиду дефицитности (пока еще) памяти DDR333, да и сам KT333 почти ничем особым, кроме поддержки этой самой DDR333, от предшественника не отличается, поэтому вряд ли найдется много желающих срочно менять шило на мыло. Лучше уж подождать немного и обзавестись сразу платой на более прогрессивных последователях KT333 с поддержкой AGP 8X, USB 2.0 и прочих вкусностей. Правда, их (последователей, впрочем, вкусности тоже J) придется еще подождать некоторое время, а пока… пока пользоваться прелестным KT266A, являющимся сейчас наиболее предпочтительным выбором для создания высокопроизводительных систем на современных процессорах AMD благодаря наивысшему среди аналогов быстродействию и достаточно низкой цене. Платы на чипсете VIA KT266A не делает сейчас только самый ленивый производитель, коих среди трудолюбивых китайско-тайваньских матерестроителей вряд ли можно сыскать. Мы уже неоднократно знакомили вас с платами на этом чипсете (см. обзоры www.ferra.ru/online/system/15356, www.ferra.ru/online/system/14118 и www.ferra.ru/online/system/15783) и не раз могли убедиться, что плата плате рознь. Действительно - разброс между платами на одном чипсете в наших тестах достигал порой нескольких процентов, и наиболее быстрые платы ABIT KR7A и Soltek SL-75DRV2 опережали именитых аутсайдеров на 5-10% (а то и более), что фактически эквивалентно применению более быстрого (на одну ступень тактовой частоты) и, значит, дорогого процессора на неторопливых платах (см., например, www.ferra.ru/online/system/15783). А это уже немаловажный аргумент за то, чтобы, не переплачивая за процессор, вовремя озаботиться покупкой «нужной» платы, хорошей системной памяти и, главное, оптимальной настройкой их быстродействия в BIOS Setup платы. Вот о последнем после этого затянувшегося предисловия мы сейчас и поговорим.В упомянутых обзорах мы уже частично видели, как драматически некоторые настройки быстродействия чипсета могут влиять на общую производительность одной и той же системы, то вознося ее на вершину Олимпа, то низвергая во владения Посейдона. Здесь мы детально исследуем, как множество доступных пользователю настроек быстродействия в BIOS Setup плат на чипсете KT266A влияют на конечный результат - скорость работы платы с памятью и скорость выполнения некоторых реальных приложений. Наиболее подходящей материнкой для таких всесторонних экспериментов является, пожалуй, плата ABIT KR7A-RAID, обладающая (благодаря продвинутой конструкции) превосходной стабильностью при работе с памятью, разгоне и в других нестандартных режимах (см. обзор на www.ferra.ru/online/system/15783). Кроме того, данный продукт именитого производителя обладает одним из самых богатых настройками BIOS Setup (Лемма: слово «Setup» в русском языке имеет мужской род J). И поэтому такой Setup на плате ABIT KR7A позволит нам наиболее полно исследовать возможности чипсета, которые могут в той или иной мере быть доступными для настроек и в платах других производителей.Итак, в Award BIOS Setup от ABIT KR7A - простор для экспериментов. Фирменное SOFT Menu III (см. скриншот выше) позволяет «подстроить» тактовую частоту от 100 до 250 МГц с шагом 1 МГц, изменить умножение процессора и три напряжения питания (процессора, памяти и чипсета). Впрочем, это (кроме «поджаривания» памяти напряжением) нас, как раз не будет интересовать, поскольку все эксперименты мы будем проводить на стандартных частотах с процессором AMD Athlon XP 1800+ (тактовая частота 1533 МГц, системная шина 266 МГц) и памятью DDR PC2100 (двумя модулями по 256 Мбайт) на тактовой частоте 133 МГц. Правда, память для экспериментов отобрана качественная - Kingston ValueRAM на чипах от Samsung, запросто резвящаяся на частотах даже выше 333 МГц с таймингами 2-2-2 - это позволит нам не испытывать проблем при выставлении в BIOS Setup некоторых нестандартных настроек. Остальные железяки - это видео ASUS V8200 Deluxe (GeForce 3) и 80-гигабайтный «малышок» Seagate Barracuda ATA IV. Платы для экспериментов были любезно предоставлены компанией «Пирит», а память - фирмой «Ак-Цент». Все приложения запускались под Windows XP Professional. Познакомимся с опциями настроек быстродействия чипсета и памяти в BIOS Setup подробнее. Количество тонких настроек платы удовлетворит почти любого. Вот только наиболее значимые из них (после знака равенства приведены возможные значения для каждого пункта меню): _1. CPU Fast Command Decode = Normal, Fast или Ultra; DRAM Bank Interleave = Disable, 2 Bank или 4 Bank; CAS Latency (Tcl) = 2 или 2.5; Precharge to Active (Trp) = 2 или 3; Active to CMD (Trcd) = 2 или 3; Active to Precharge (Tras) = 5 или 6; DRAM Command Rate = 1T Command или 2T Command; DRAM Queue Depth = 2, 3 или 4 level; Command Drive Strength = Lo или Hi; DDR DQS Input и Output Delay = Auto или выбор в ручную; DCLK Feedback Delay = Auto или выбор из диапазона от 0 до 840 пикосекунд; AGP Fast Write = Enabled или Disabled; AGP Aperture size = от 4 до 256 Мбайт; AGP Mode = 4X или 2X._Большинство из них (за исключением самого первого пункта списка) расположено в подменю «DRAM Clock/Drive Control» меню первого уровня «Advanced Chipset Features»:Еще несколько менее актуальных настроек располагается в подпунктах «AGP and P2P Bridge Control» и «CPU and PCI Bus Control» (см. скриншоты):В BIOS Setup есть традиционные для многих плат пункты «Load Fail-Safe Defaults» и «Load Optimized Defaults», причем не следует заблуждаться, что, выполнив «Load Optimized Defaults» (см. скриншот), вы получите самую быструю из возможных конфигурацию настроек. Напротив, при грамотном использовании вышеперечисленных пунктов, можно «вручную» повысить скорость своей системы еще очень прилично! Выяснением того, как это сделать, мы сейчас и займемся.В предыдущем обзоре платы ABIT KR7A (см. www.ferra.ru/online/system/15783) мы для начала ограничились лишь двумя наборами настроек платы, условно назвав их «Ultra» и «Normal». Набор настроек _ «Normal» _ получался выполнением пункта «Load Optimized Defaults», после чего изменялись три основных тайминга работы памяти (пункты 3-5) до значений 2-2-2 и DRAM Bank Interleave до 4 Bank (в плате находились два модуля DIMM256): «Normal»** = «Load Optimized Defaults» + «2-2-2» + «4 Bank Interleave»_ Набор настроек «Ultra» получался из набора «Normal» выставлением CPU Fast Command Decode = Ultra (вместо Normal), Active to Precharge (Tras) = 5, DRAM Command Rate = 1T Command, DRAM Queue Depth = 2 level, AGP Fast Write = Enabled и разрешением кэширования System BIOS и Video RAM: «Ultra»** = «Normal» + «Tras=5» + «1T Command» + «2 level Queue Depth» + «AGP Fast Write» + «BIOS and VideoRAM Cachable»_ Мы помним, как сильно отличалась производительность платы при этих двух настройках - если при настройках «Normal» плата ABIT KR7A отставала почти от всех конкурентов, то с настройками «Ultra» - обогнала всех, даже знаменитую Soltek SL-75DRV2. Помимо этих двух наборов настроек мы использовали незамутненную вмешательством пользователя «Load Optimized Defaults» (сразу скажем, что она оказалась медленнее всех остальных из исследованных нами, тогда как набор «Ultra» не случайно оказался быстрее всех возможных J) и еще 17 настроек, отличающихся от набора «Ultra» лишь в одном из указанных выше пунктов (то есть, всего 20 вариантов настроек BIOS Setup). Таким образом, величина влияния всех наиболее актуальных пунктов настройки платы в BIOS Setup на общее быстродействие системы может быть легко показана сравнением соответствующей строки таблицы и диаграмм со строкой «Ultra». В качестве приложений, тестирующих скорость системы, были выбраны, во первых, два теста непосредственно скорости работы чипсета с памятью (Sandra 001 Pro Memory Bandwidth и Cachemem 2.22 - Memoty Read/Write Speed и DRAM Latency), а для оценки скорости систем в реальных приложениях использовались несколько наиболее зависимых от шустрости памяти программ - сверхпопулярный Quake III Arena (demo001 в режиме 640x480 Normal), два OpenGL-теста профессиональных трехмерных расчетов из пакета SPEC viewperf v6.1.2 (DX-06 и Light-04) и популярный архиватор WinRAR 2.90 с большим размером словаря (судя по нашим многочисленным тестам, скорость кодирования видео MPEG4 кодером DivX 4.11 во FlasK имеет очень похожую на WinRAR расстановку результатов, то есть по WinRAR 2.90 можно судить и о скорости работы видеокодеров в зависимости от настроек платы). Наконец, мы не пренебрегли простеньким экспресс-тестом CPUmark 99, который обычно не очень чувствителен к скорости работы памяти, но, тем не менее, позволяет с хорошей достоверностью прикидывать порядок общей производительности системы на несложных задачах. Все результаты испытаний сведены в общую таблицу и для наглядности проиллюстрированы по отдельности на диаграммах.Сначала - о скорости работы памяти для всех плат и при различных настройках быстродействия в BIOS Setup (первые три «желтые» диаграммы). В тесте SiSoft Sandra 001 Memory Bandwidth достаточно четко видна разница в скорости работы с памятью для различных настроек BIOS Setup. При этом разница между верхней и нижней строчкой диаграммы («Ultra» и Optimized Defaults соответственно) доходит до 15% (!!!). В тестах скорости чтения и записи памяти (по Cachemem) распределение режимов по скорости не столь очевидно - при записи и чтении предпочтения в некоторых настройках могут меняться (что естественно), однако режимы «Normal» и Optimized Defaults и тут заметно отстают от всех вариаций режима «Ultra», причем порой это отставание доходит до 20%! Латентность памяти (задержки при работе чипсета с памятью) тоже оказалась весьма чувствительна к настройкам. Однако тут можно четко разграничить несколько групп настроек: внутри каждой из этих групп латентность почти неизменна и изменяется ступенчато при переходе от группы в группу. Например, вторую по величине задержек группу образуют пять настроек, отличающихся от основной «Ultra» одним из основных таймингов в худшую сторону, в третью группу вошли три конфигурации - одна со всеми медленными таймингами и две со значением CPU Fast Command Decode = Normal. И, наконец, одиноким аутсайдером остался пункт Optimized Defaults, отстав от лидера почти на 40 (сорок!!!) процентов. Надо ли говорить, что такая разница в скорости работы с памятью должна сильно повлиять на производительность конфигураций в реальных приложениях. Попутно замечу, что в нашем недавнем сравнении разных материнских плат на KT266A (см. www.ferra.ru/online/system/15783) мы могли наблюдать похожий разброс скорости работы с памятью между платами - в Sandra 001 он достигал 12% (при почти одинаковых таймингах), в Cachemem - до 7% при записи и до 12-20% при чтении, а задержки отличались еще больше - до 18-22%!Теперь, прежде чем перейти к детальному разбору полетов каждой из настроек, окинем общим взором их влияние на производительности системы в приложениях. Даже незатейливый экспресс-тест CPUmark 99 способен четко увидеть разницу между настройками: два традиционных аутсайдера (режимы «Normal» и Optimized Defaults) отстали от лидеров в среднем на 4-5% (и это не так уж мало - как Athlon XP 1500+ отличается от 1600+), а тонкая подгонка таймингов способна повысить скорость системы на 1-2%. Архивирование в WinRAR 2.90 (и кодирование видео во FlasK) демонстрирует куда большую зависимость быстродействия платформы от латентности и полосы пропускания памяти: аутсайдер отстал от лидера больше, чем на 25% - это уже как Athlon XP 1500+ против 2000+ (!), а результаты можно условно распределить по группам, очень похожим на расстановку систем по латентности. Впрочем, тесную связь скорости в WinRAR и FlasK с латентностью мы уже не раз отмечали в наших испытания различных платформ (см. статьи на нашем сайте). Наиболее тормозящими эти процессы оказались настройки CPU Fast Command Decode = Normal, DRAM Command Rate = 2T Command и одновременное ухудшение всех трех таймингов (2.5-3-3). Результат достаточно очевидный. Теперь посмотрим на быстродействие конфигураций в игровых и профессиональных трехмерных расчетах. Народный любимчик (Quake III Arena) показывает отрыв лидеров почти на 15%. Безусловно, это - предельные данные, полученные при наихудшем качестве картинки, тогда как для более играбельных настроек разница будет не столь велика. Тем не менее, наблюдаемая нами на этой диаграмме тенденция будет присутствовать в любом случае и для многих игр на OpenGL - в том же Серьезном Сэме, DroneZ и т. п. (если, конечно, производительность не упирается в возможности видеокарты). В профессиональных 3D-приложениях из теста SPEC vievperf v6.1.2 (я выбрал две наиболее чувствительных к скорости памяти задачи DX-06 и Light-04) можно наблюдать труднообъяснимое катастрофическое отставание конфигурации настроек Optimized Defaults, тогда как все остальные настройки дают не такой большой разброс - до 6% в тесте DX-06 и чуть менее 10% в тесте Light-04. Между тем, даже такие (недетские по сути) отличия в скорости выполнения задач одной и той же системой могут навести на определенные раздумья (все-таки это - одна-две ступени в частоте процессора, а пересчитайте-ка это на баксы по текущим прайсам). И тут основными виновниками тормознутости системы явились настройки CPU Fast Command Decode = Normal, DRAM Command Rate = 2T Command и одновременное ухудшение всех трех таймингов (2.5-3-3), причем к ним еще присоседился отключенный Bank Interleave. Хорошо, хоть все остальные настройки (из исследованных здесь) влияют на производительность системы не столь драматически.Подведем промежуточные итоги. Наше исследование влияния различных настроек быстродействия чипсета KT266A в BIOS Setup материнской платы показало, что общая производительность одной и той же системы с различными настройками в некоторых реальных пользовательских задачах порой достаточно сильно зависит от этих настроек. Разница в быстродействии неоптимизированной и оптимизированной по настройкам BIOS систем может составлять от 5-10% во многих задачах до 15-25% в некоторых из них, наиболее чувствительных к скорости работы и задержкам памяти, причем среди этих задач оказываются популярные архиваторы, кодирование видео, некоторые игровые и профессиональные трехмерные расчеты. Такая разница в производительности сопоставима с изменением тактовой частоты центрального процессора от одной до нескольких ступеней, то есть, например, Athlon XP 1600+ на оптимизированной по настройкам системе может работать в ряде задач с такой же скоростью, как Athlon XP 2000+ на такой же, но неоптимизированной! Безусловно, чтобы добиться устойчивой работы системы с наиболее благоприятными для быстродействия настройками BIOS Setup, следует использовать только качественные материнские платы и хорошие (читай - дорогие) модули памяти, поскольку с сомнительными модулями памяти все ваши усилия добиться стабильной работы на нештатных (то есть, завышенных) настройках обречены на долгие мучения и провал. Но, на мой взгляд, уж лучше немного больше потратить на хорошую память (и мать), чем необдуманно переплачивать за процессор. К тому же в первом случае вы сможете еще гордиться собственным умением и смекалкой. В принципе, на этой оптимистичной ноте можно и закончить чтение данной статьи, но особо интересующиеся могут плавно перекочевать на следующую страницу, где детально рассматривается вклад каждой из вышеперечисленных настроек в общее дело борьбы за мегабайты и кадры в секунду (для удобства чтения рекомендую открыть эту страницу в отдельном окошке).Теперь поговорим подробнее о влиянии каждой из основных настроек быстродействия чипсета в BIOS Setup на примере платы ABIT KR7A. Большинство из нужных нам пунктов сосредоточено в подменю «DRAM Clock/Drive Control» меню первого уровня «Advanced Chipset Features»:Среди них мы исследуем влияние всех, за исключением двух - DDR DQS Input Delay и DDR DQS Output Delay. Как показали наши эксперименты, при изменении этих двух пунктов со значений Auto на какие-то другие (даже чуть-чуть меньшие) стабильность системы резко ухудшается (порой, она и вовсе не заводится), а быстродействия от этого пракитчески не прибавляется. Поэтому рекомендуем и вам оставить эти два пункт как есть (Auto). Сначала рассмотрим наиболее знакомые большинству неискушенных пользователей тайминги DRAM: _CAS Latency (Tcl) = 2 или 2.5; Precharge to Active (Trp) = 2 или 3; Active to CMD (Trcd) = 2 или 3; Active to Precharge (Tras) = 5 или 6;_Параметр SDRAM CAS Latency Time (в тактовых циклах, иногда можно встретить обозначение SDRAM Cycle Length) управляет временем задержки, которое проходит до того, как SDRAM начинает выполнять команду чтения данных после получения этой команды. Этот параметр также определяет количество тактов для завершения первой части burst-транcфера (то есть пакета передачи данных). Чем меньше эта латентность (2 такта, хотя изредка встречается и 1,5 такта), тем быстрее транзакции и работа памяти. Однако не все модули памяти способны стабильно работать с CAS Latency=2. Для DDR SDRAM PC2100 сейчас гораздо чаще продаются модули, сертифицированные на CAS Latency=2,5 (хотя некоторые из них и способны иногда работать по CL=2). При необдуманном уменьшении этого параметра в BIOS Setup (особенно при одновременном разгоне памяти по частоте) система может просто не завестись, и вам придется очищать содержимое CMOS перемычкой на материнской плате. Этот параметр, пожалуй, самый известный из всех таймингов памяти, и пункт его настройки можно обнаружить в BIOS Setup практически любой современной платы. Влияние этого пункта на быстродействие системы можно увидеть, если сравнить (в таблице или на диаграммах на предыдущей странице) строчки "Ultra" и "U", but Tcl=2.5T (2.5-2-2). Второе значение соответствует CL=2,5, тогда как первое - CL=2 при прочих равных настройках. Меньшее значение Tcl обеспечивает прирост скорости работы памяти примерно на 2% и уменьшает латентность (судя по Cachemem) на 10% (разумеется, все эти данные справедливы только для чипсета VIA KT266A; для других чипсетов цифры могут отличаться). Неудивительно, что при этом общая производительность системы может заметно ускориться - примерно на 1% по CPUmark 99, более чем на 4% в WinRAR 2.90, до 2% в Quake III и на 2-3% в 3D-тестах пакета SPEC viewperf v6.1.2. Таким образом, пункт DRAM CAS Latency Time рекомендуется к первоочередному (но аккуратному) применению при настройках параметров в BIOS Setup. Два следующих пункта - Precharge to Active (Trp) и Active to CMD (Trcd) обычно присутствуют или отсутствуют для настроек в BIOS Setup одновременно. Их названия в BIOS разных производителей плат могут несколько варьироваться. Параметр Trcd (по-другому - RAS-to-CAS Delay) определяет задержку (количество циклов тактовой частоты) между сигналами адресов строки и столбца (как известно, SDRAM имеет совмещенную, а не раздельную, как в статической памяти, адресную шину для сток и столбцов ячеек памяти). Эта задержка возникает, когда происходит запись или чтение памяти. Параметр Trp (иначе - SDRAM Precharge Time) определяет количество циклов, необходимых для того, чтобы во всех ячейках заданной строки накопился заряд перед тем, как их содержимое будет обновлено (как известно, динамическая память SDRAM хранит информацию (заряд) в каждой ячейке только несколько миллисекунд и поэтому требует постоянного обновления заряда в ячейках для поддержания записанной туде информации). Оба этих параметра могут принимать значения 2 или 3 такта частоты работы памяти, причем 2 такта обеспечивают более быструю работу памяти. Если при Trp=2 память работает почти так же быстро, как и при Trp=3 (судя по нашим тестам памяти), за исключением только возросшей на 8% латентности, то Trcd=3 замедляет память на 3-4% по пропускной способности и на 10% увеличивает ее латентность. И хотя на CPUmark 99 это почти не сказывается (менее 1%), в WinRAR "тройки" замедляют поцесс на те же 3-4%, а в 3D-приложениях - до 1,5%. Это, конечно, не так много, как для CAS Latency, но вместе эти три тайминга (2,5-3-3 против 2-2-2) могут замедлить (или ускорить - как кому больше нравится) систему уже на 1,5% в CPUmark 99, на 12% (!) в WinRAR 2.90 (и видеокодировании) и до 4,5% в популярных трехмерных задачах. А это уже где-то Athlon XP 1900+ вместо 1800+ J. Червертый популярный тайминг - это Active to Precharge (Tras), иначе называемый SDRAM Cycle Time Tras. Он задает минимальное количество тактов активного состояния строки (то есть, когда строка открыта для передачи данных). Допустимы значения 5 или 6 тактов (разумеется, частоты 100 или 133 МГц), причем при Tras=5 память работает быстрее, однако при этом строка может быть открыта недостаточно долгое время, чтобы все транзакции с данными в памяти успешно завершились. Этот параметр также нормируется для модулей памяти, и его неразумное занижение может привести к невозможности запуска системы или нестабильностям ее работы (ошибкам в данных). По влиянию на производительность системы этот тайминг - наименее вредный (или полезный), чем остальные вышеперечисленные: пропускная способность меняется на 2-2,5%, зато латентность практически не меняется. Результат CPUmark 99 также не меняется, а в силу неизменной латентности скорость WinRAR почти не страдает (менее 2%). Quake 3 также почти нечувствителен к его изменению, и лишь в тесте DX-06 из SPEC viewperf v6.1.2 наблюдается 2-процентная разница в скорости. Таким образом, на величину этого тайминга можно особо не уповать, хотя, будучи в общем котле множества настроек, его вклад может немного помочь (если, конечно, не ухудшит стабилльность системы, поскольку на ряде других плат на KT266A, описанных ранее, у мнея были проблемы со стабильной работой тех же самых модулей памяти при Tras=5). ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ... Скоро: