X ISA Shared Memory Base Address

- (базовый адрес разделяемой памяти ISA). Опция доступна при включении предыдущей функции. При этом устанавливается начальный адрес "ISA Shared Memory". Опциально устанавливается C8000h, CC000h и т.д. Необходимо помнить, что при выборе начального адреса не должен быть использован E0000h-адрес. Если же в предыдущей опции выбран блок памяти размером в 64 кБ, то может быть использован в качестве начального адреса адрес D0000 или ниже.

В других версиях BIOS могут встретиться другие наименования такой функции, точнее такой пары, - "ISA Mem Block Base" и "ISA Mem Block Size". В качестве значений для первой могут быть указаны адреса C800, CC00, D000, D400, D800 и DC00, а также значение "No/ICU" (нет/ICU), оставляющее управление этим параметром на усмотрение BIOS или программы ICU (ISA Configuration Utility). А размер блока выбирается из ряда: 8K, 16K, 32K, 64K. Необходимо также добавить, что при выборе самого размера блока надо ориентироваться на "потребности" конкретной карты, а также на...количество таких "вредных" ISA- карт.

И еще одна интересная пара функций. Только "начальной" является опция " Used Mem Base Addr ". Она как бы "охватывает" более широкий спектр устройств. Предполагается, что к некоторой области верхней памяти пожелают иметь доступ не только ISA-устройства. Для выбора предлагается, как и выше, любой сегмент памяти между C800H и DC00H адресного пространства (6 возможных адресов), а также по умолчанию - "N/A" (как "Disabled"). При включении опции активируется поле " Used Mem Lenght " для установки размера блока: 8, 16, 32 или 64 кБ.

Теперь "AMI BIOS"!

" Reserved Memory Size " и

x "Reserved Memory Address ".

Параметры основной опции: "Disabled", "16K", "32K", "64K". Параметры же второй: C000, C400, C800, CC00, D000, D400, D800 или DC00.

Memory Hole At 15M-16M

- (буквально - "дырка" в памяти в диапазоне 15-16 МБ). При включенном состоянии параметра система, для повышения производительности, будет копировать более медленную память устройства, например, подключенного к ISA-шине, в более быструю основную память. Это происходит за счет выделения специальной области памяти и перемещения в нее данных ROM-памяти карты расширения или устройства сопряжения. Естественно, что действие этой функции представляет собой механизм "эатенения", который позволяет обращаться, в данном случае к устройствам ввода/вывода, как к адресному пространству ОЗУ и за счет этого увеличить скорость доступа к таким устройствам. Для функционирования этого механизма необходимо исключить для всех обычных программ возможность использования указанной области памяти, что и делает BIOS при разрешении этого параметра. При отсутствии ISA-устройств данная опция должна быть отключена. По умолчанию эта опция включена.

И еще одно уточнение. Разрешать этот параметр следует в том случае, если это требуется в документации на используемую в системе плату. Некоторые старые ISA-карты (например, ранние видеокарты высокого разрешения) требуют выделения для них специального адреса памяти, лежащего в некотором диапазоне. Кроме того, это выделение запрещает доступ в старшие адреса памяти, расположенные выше 16 МБ. Поэтому включение данной опции должно быть оправдано. По сути, данная функция сохранена в "BIOS Setup" по причине фактора совместимости со старыми картами. Может принимать значения: "Enabled" (разрешено), "Disabled" (запрещено).

Немного дополнительной информации. Включение функции позволяет создать пропуск в динамической памяти, а точнее разрыв. Для адресов, попадающих в этот диапазон, циклы процессора и PCI будут игнорироваться самим чипсетом. Последствия для неподготовленного пользователя при создании "дырки" могут быть самыми непредсказуемыми. Такой режим может понадобиться и PCI-плате, если она нуждается в отдельном управлении адресами.

В более "старых" версиях BIOS могут встретиться другое наименование такой функции - " Memory Hole ", и значения параметров: "None", "at 512 kB", "at 15 MB". Действие некоторых параметров уже понятно, а для значения "at 512 kB" стоит указать, что для "затенения" используется часть базовой памяти в пределах 512-640 КБ. Есть еще один вариант и абсолютно идентичный. С тем же названием и фактически с теми же значениями: "Disabled", "512KB-640KB", "15MB-16MB". Те же значения предлагает опция "Fixed Memory Hole".

Был встречен и такой вариант опции "Memory hole": значения "Disabled" (по умолчанию), "Conventional" и "Extended". Все эти необычные параметры также предназначались для выделения адресного пространства под "стандартные" (legacy) ISA-устройства.

"AMI BIOS" может содержать опцию под названием " Memory Hole at 15M Addr. ", т.е. близкую к исходной.

Необходимо также достаточно определенно представлять себе, что выделение некоего объема памяти предназначалось не только (и даже не столько) для переноса данных ROM-памяти какого-либо устройства, сколько для формирования в системной памяти области, являющейся по сути локальной памятью этого устройства или даже локальной памятью шины. Иначе зачем выделять под область "затенения" 1 МБ и более. Например, в некоторых версиях BIOS можно было встретить такой набор значений: "Disabled", "14M-16M", "15M-16M".

Более определенно на сей счет "говорит" старенькая функция " Memory Hole Size " с такими предложениями: "1 Mb", "2 Mb", "4 Mb", "8 Mb", "Disabled". Все это богатство предназначалось для системной AT-шины, а также резервировалось под потребности ISA-карт. Исходя из вышесказанного, станет более понятна опция "15-16M Memory Location" с параметрами: "Local" (по умолчанию) и "Non-local". Аналогичная опция могла называться и " Local Memory 15-16M ".

Может возникнуть еще один вопрос. Почему все рассматриваемые функции "привязаны" к 16 МБ?

Еще раз стоит подчеркнуть, что наличие всех этих функций в более современных версиях BIOS связано только с принципом совместимости с возможно эксплуатируемыми или специально разработанными картами расширения, устройствами сопряжения, или, как иногда говорят, устройствами связи с объектом (УСО), т.п. Появление же на свет божий всех этих опций "совпало" с появлением в середине 80-х славной 16-разрядной ISA-шины, для которой добавление 4 дополнительных адресных линий означало увеличение максимального размера адресуемой памяти до 16 МБ. Поэтому, задавая некий размер адресной области, мы однозначно определяем ей место "в конце" 16-мегабайтного адресного пространства.

Ну и напоследок не опция, а пара совместных функций. " Memory Hole Start Address " (могут быть и такие варианты: " Memory Map Hole Start Address " или " Memory Map Hole End Address ") дает возможность установить начальный адрес "дырки" из ряда, начиная с 1-го по 15-й МБ с шагом в один мегабайт. Но эта опция становится доступной, если включена базовая опция " Memory Map Hole ".

Еще несколько слов о "Phoenix BIOS", предлагавшем аналогичную опцию под названием " ISA Memory Gap ". Правда, в различные времена предлагалось два варианта опции. В одном из них была возможность использовать/не использовать последний мегабайт памяти, как " ISA memory area ". Другой вариант опции предлагал также уже знакомые значения: "1 Mb", "2 Mb", "4 Mb", "8 Mb" и "Disabled".

Memory Remapping

- (перераспределение памяти). Поскольку аналогичная опция может называться " Memory Relocation ", то пользователь уже знает, о чем идет речь. Очень старенькая опция, применение которой имело смысл в системе с ограниченным объемом оперативной памяти. Включение опции ("Enabled") требовало запрещения всех видов "затенения" в области адресов A0000 - FFFFF, в т.ч. "затенения" видео- и системного BIOS. Детальнее см. выше.

Memory Reservation

- так называется меню с "низкой" опций ("C800 - CBFF" и т.д., см. выше), из возможных параметров которых ("Available" и "Reserved) следует, что выбранный 16К-байтный диапазон может быть соответственно либо доступен для использования некоторым устройством (пример "выделенной" памяти), либо зарезервирован для использования любым программным обеспечением.

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 те же, и значения.

System BIOS Shadow

- опция разрешения применения теневой памяти на область системной ROM BIOS. Рекомендуется установить в "Enabled" для повышения производительности системы, однако необходимо еще раз подчеркнуть, что улучшения эффективности системы можно добиться только в "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 имеет смысл, при включении режима "затенения", 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 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. Современные операционные системы обращаются к видеокартам напрямую, минуя BIOS. 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 ее отключить, так как, если какое-нибудь приложение обратится к адресам, занятым Video BIOS, возможны сбои.

Опция может называться " Video ROM Shadow C000, 32K ", " Video ROM BIOS 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 из, например, следующих опций:

" Video ROM Shadow C000, 16K "

" Video ROM Shadow C400, 16K "

Еще одно важное замечание, которое не было отображено выше. Современные видеокарты хранят свой BIOS в микросхемах, допускающих перепрограммирование (во Flash BIOS), позволяющем получить доступ на скоpостях, сpавнимых со скоpостью обpащения к ОЗУ. Скоpость обpащения к VGA BIOS опpеделяется также и скоpостью шины (ISA, EISA или VLB). А если речь идет о PCI или AGP? И тогда может оказаться, что необходимости затенять VGA BIOS нет, и при этом появляется возможность освободить 384 кб 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 сам и в каждом конкретном случае.

Также необходимо помнить о том, что BIOS интегрированного видеоадаптера располагается, как правило, по адресам системного BIOS.

 

 

Cache

 

Как правило, кэш-память (Cache Memory) ассоциируется всегда с центральным процессором. Кэш-память 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, т.е. она играет роль быстродействующего буфера 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. Кэш-память значительно дороже динамической, поэтому ее объем, как правило, не превышает 512 КБ. Объем и быстродействие кэш-памяти являются определяющими параметрами быстродействия всей системы для подавляющего большинства задач, решаемых на компьютере. Цифры впечатляющей разницы в быстродействии между различными видами DRAM уменьшаются во много раз при оценке производительности компьютера в целом из-за кэш-памяти. Для большего увеличения быстродействия кэш-памяти она встраивается в собственно кристалл процессора и работает при этом на той же тактовой частоте, что и сам процессор.

При попытке доступа к данным процессор сначала обращается к внутренней кэш-памяти, если их там нет, то ко внешней, лишь затем к основной динамической памяти.

Когда процессор первый раз обращается к ячейке памяти, ее содержимое параллельно копируется в кэш, и в случае повторного обращения может быть с гораздо большей скоростью выбрано из кэша. При записи в память значение попадает в кэш, и либо одновременно копируется в память (схема Write Through - прямая или сквозная запись), либо копируется 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 не оказывается свободной области. 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 более сложен, однако позволяет более гибко кэшировать данные.

Основные типы кэш-памяти:

Asynchronous SRAM,

Synchronous Burst SRAM,

Pipelined Burst SRAM.

Эти три типа памяти построены по статической схеме и выпускаются для организации кэш-памяти 2-го 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. 2. Synchronous Burst SRAM (синхронная потоковая статическая память) позволяет получить наиболее быстрый доступ в системах с тактовой частотой шины до 66 МГц. Являясь пакетной, эта кэш-память позволяет реализовать схему 2-1-1-1. В системах с частотой системной шины более 66 МГц эта схема ухудшается до 3-2-2-2.
3. 3. Pipelined Burst SRAM (статическая память с блочным конвейерным доступом) приобрела к 1997 году наибольшее распространение, обеспечивая схему доступа 3-1-1-1, которая не ухудшается с ростом тактовой частоты. "Конвейерность" заключается в том, что при считывании нескольких последовательных ячеек памяти они буферизируются, и это позволяет уменьшить время, которое затрачивает процессор на такую процедуру.
4. 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 синхронно с синхронизирующими импульсами процессора.

KB to 1MB Cacheability

опция через установку в "Enabled" позволяет кэшировать последние 384 КБ из первого мегабайта ОЗУ.

В предыдущей главе и в опциях, представленных далее, достаточно полно изложены всевозможные варианты "затенения" и кэширования фрагментов памяти, расположенных в верхних 384-х килобайтах первого мегабайта системной памяти. Несколько "особняком" от них выделяются предложенные опции. Не по их виду, а по тем значениям, которые возможны для них. Вот эти опции:

Video BIOS C000-C3FF

Video BIOS C400-C7FF

C800-CBFF Memory

CC00-CFFF Memory

D000-D3FF Memory

D000-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 кешируется,

 

" Cached DRAM " - кэшируемая область памяти.

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. Более подробно см. ниже,

"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 отображаемого кадра видеопамяти.

" Cache Memory " - так называется внушительное меню "Phoenix BIOS" со следующими опциями:

Cache System BIOS Area

Cache Video BIOS Area

Cache DRAM Memory Area

- в данных опциях выбираются либо разрешение/запрет кэширования, либо метод кэширования (см. выше). Следующая опция-меню " Cache Memory Regions " может быть использована, если в опции (см. ниже) "Cache" выбрано любое из двух значений: "Intern only" или "Intern and Extern". Вот эти опции, надеюсь, уже понятные пользователю:

C800 – CBFF

CC00 – CFFF

D000 - D3FF

D400 - D7FF

D800 – DBFF

DC00 – DFFF

Значения этих опций стандартны: "Enabled" и "Disabled". Включение какой-либо опции приводит к кэшированию выбранной адресной области. Если в системе используется ISA-карта с двухпортовой памятью, отображаемой в системной памяти в ROM-области, то для такой адресной области кэширование должно быть запрещено.

Cache Rd+CPU Wt Pipeline

- разрешение опции ("Enabled") позволяет включить конвейеризацию для циклов чтения из кэш-памяти и циклов записи из CPU, что значительно повышает производительность системы.

 

Cache Timing

- если в системе установлен только один модуль асинхронной кэш-памяти, то необходимо выбрать значение "Fast". Значение "Fastest" устанавливается при наличии в системе двух банков вторичного кэша. В некоторых случаях вместо "Fast" может быть и значение "Faster". Тогда надо внимательнее ознакомиться с имеющимся в системе кэшем, дабы действовать наверняка (см. ниже опцию "Pipeline Cache Timing").

Пользователь должен быть готов и к встрече с опцией " Cache Performance ", благодаря которой также устанавливаются скоростные характеристики. Но при этом необходимо учитывать и характеристики основной памяти. Если система использует EDO-память, то значение "Standard" окажется оптимальным, для SDRAM-модулей подойдет "Default" (!), значение "Fast" также окажется оптимальным для SDRAM-памяти, но и позволит эффективнее эксплуатировать кэш.

CPU External Cache

- (внешний кэш процессора). Этой опцией разрешается/запрещается использование внешнего кэша процессора (кэша второго уровня, или "L2"). Запрещать какой-либо вид кэш-памяти следует только в случае необходимости искусственного замедления работы системы, например, при установке какой либо старой платы расширения, или первичного тестирования компьютера. Запрет возможен и для старого программного обеспечения, а также для самых первых версий "OS/2". Во всех случаях возможно потребуется отключить как все виды кэширования, так и "затенения". Может принимать значения:

"Enabled" - разрешено,

"Disabled" - запрещено.

Если вспомнить былое, да и не такое уж далекое, то необходимо отметить, что при отсутствии кэша второго уровня или его неисправности разрешение использования внешнего кэша могло привести к сбоям системы.

Поскольку речь идет лишь о включении или отключении кэш-памяти, то в данном случае, казалось бы, нет смысла рассматривать специфику отдельных процессоров или чипсетов. Однако! Вспомним первые процессоры Celeron с отсутствующим кэшем L2, и тогда сказанное чуть выше оказывается вполне актуальным. Определенные сложности могут возникнуть и при разгоне процессоров. Стоит напомнить, что у архитектуры P5 (Pentium, Pentium MMX) кэш работает на частоте шины, а для архитектуры P6 частота кэш-памяти "привязана" к частоте ядра. При этом она может быть половинной (Pentium II) либо равной ей (Pentium Pro).

Опция может называться " External Cache Memory ", " External Cache ", " CPU Level 2 Cache ", " L2 Cache Enable ", " L2 Cache ".

 

CPU Internal Cache

- (внутренний кэш процессора). Этой опцией разрешается/запрещается использование внутреннего кэша процессора (кэша первого уровня, или "L1"). Стоит напомнить, что внутренний кэш стал принадлежностью процессоров, начиная лишь с 386-х. Может принимать значения:

"Enabled" - разрешено,

"Disabled" - запрещено.

В некоторых случаях опции по управлению внутренним и внешним кэшем могут быть объединены в одну опцию - "Cache Memory", со значениями "Disabled", "Internal" и "Both". В других же, как это предложил "Phoenix BIOS", может быть предложено небольшое меню "Cache" с дальнейшим выбором параметров:

"Enabled" - включено кэширование, но требуется дальнейшее уточнение,

"Intern Only" - используется только внутренний кэш,

"Intern and Extern" - внутренний и внешний кэш включены,

"Disabled".

Опция может называться " Internal Cache Memory ", " CPU Level 1 Cache ".

А вот опции " System Cache ", " Memory Cache " разрешали (или нет) использование кэш-памяти в системе. Хотя возможно встретить и небольшое подменю, аналогичное вышеприведенному.

 

Необходимо различать две принципиально разные стратегии работы с кэш-памятью. Одна из них предполагает наличие кэша только для чтения, другая - кэша с последующей записью. В одном случае буферизируются только те данные, которые считываются, а в другом кратковременно запоминается информация, которая позже должна быть записана в память. Отсюда и основные методы организации кэш-памяти:

Write Through - метод сквозной записи. Предполагает наличие двух копий данных - в основной и кэш-памяти, т.к. то, что процессор записал в кэш-память, немедленно копируется в основную память, т.е. без промежуточного хранения в кэше. Этот способ работы с кэш-памятью более медленный, но более надежный,

Buffered Write Through - метод буферизованной сквозной памяти. Процесс записи выполняется в буферы, организованные по принципу "FIFO" ("First Input - First Output" - "первым пришел - первым ушел"),

Write Back - метод обратной записи, при котором содержимое основной памяти обновляется только тогда, когда из кэш-памяти в нее записывается полный блок данных, то есть какое-то время процессор не обращается к основной памяти. Это означает, что в процессе работы данные записываются в быстродействующий кэш, а уж затем, когда система будет менее загружена, записываются в оперативную память. В другой ситуации процессор переносит данные в оперативную память из ячейки кэш-памяти только перед считыванием в эту же ячейку данных из другого адресного пространства оперативной памяти.

Очень быстрый способ, но могут возникнуть проблемы с устройствами, которые сами обращаются к памяти, минуя процессор, например, контроллер DMA. Последнее требует специальной поддержки со стороны системной платы, чтобы при обмене по DMA можно было поддерживать согласованность данных в памяти и внутреннем кэше. Метод "Write Back" приблизительно процентов на 10 повышает производительность системы в сравнении с "Write Through".

 

External Cache Write Policy

опция по выбору метода работы внешней кэш-памяти. Значения уже известны: "Write Back" и "Write Through". Иногда может быть и третье - "Disabled", как отказ от использования внешней кэш-памяти. Опция может называться " External Cache ", " L2 Cache Update Mode ", " L2 Cache Policy ", " L2 Cache Write Policy ".

 

Internal Cache WB or WT

- очень давняя опция из "AMI BIOS". Ну и значения ее видны из названия: "WB" (Write Back) и "WT" (Write Through). Иногда также может присутствовать третье значение - "Disabled". При выборе значения надо помнить о том, что некоторые 486-е процессоры не поддерживают режим "Write Back".

Опция может называться " L1 Cache Update Mode ", " L1 Cache Write Policy ", " L1 Update Mode ", " L1 Cache Policy " или " Internal Cache ". Многие современные системы вообще не содержат подобной опции, т.к. они оптимизированы для эффективного использования PBSRAM.

Ну и в конце интегрированная опция, охватывающая оба кэша, - " Cache Strategy ".

L2 Cache Banks

- опция, позволявшая указать, из какого количества банков состоит кэш второго уровня. Значения могли быть такие: "1 Bank", "2 Banks".

Опция могла называться " L2 Cache Config ".

 

L2 Cache Cacheable Size

- данной опцией устанавливается размер (объем) кэшируемой памяти, поддерживаемой в системе. Значения могут быть следующие: "64 MB", "128 MB", "192 MB", "256 MB", "512 MB" (могут быть естественно и другие значения). А выбор значения зависит, с одной стороны, от объема инсталлированной памяти (установку "512 MB" можно рекомендовать при наличии в системе более 64 МБ ОЗУ), а с другой, от характеристик чипсета. Последнее являлось и является одним из важнейших параметров чипсетов. Достаточно вспомнить "интеловские" чипсеты 430NX и 430TX, и окажется, что первый из них поддерживал 512 МБ, а второй - 64 МБ кэшируемой памяти.

Более давние опции назывались "Cacheable RAM" или "Cacheable RAM Address Range". Речь в них шла об установке значения в 4, 8, 16 или 32 МБ. Такие значения были вызваны огpаничением, накладываемым количеством pазpядов адресной шины системной памяти. Ведь в кэш-памяти необходимо было хранить как содержимое ячейки памяти, так и ее адрес. Выбор оптимального значения был также ограничен величиной инсталлированной в системе памяти. При наличии в системе 4 МБ ОЗУ выбор 16 МБ был малооправдан.

Memory above 16MB Cacheable

- опция поддержки кэширования оперативной памяти, расположенной за пределами первых 16 мегабайт ОЗУ.

 

Pipeline

- опция устанавливается в "Enabled" для включения механизма конвейеризации при наличии в системе конвейерной синхронной кэш-памяти.

Опции " Read Pipeline " и " Write Pipeline " (или " Write Pipelining ") позволяют разделить включение режима конвейеризации для циклов чтения и записи в PBSRAM.

Pipeline Cache Timing

- если в системе установлен только один модуль PBSRAM, то необходимо выбрать значение "Faster". Значение "Fastest" устанавливается при наличии в системе двух банков вторичной конвейерной потоковой SRAM.

Опция " SRAM Speed Option " предлагает те же самые значения, хотя из ее названия не совсем ясно на первый взгляд, о каком типе кэш-памяти идет речь. Речь же идет о возможности влиять на работу вторичной кэш-памяти.

Shadow Memory Cacheable

- (кэшиpование "теневой" памяти). Опция, позволяющая включить режим кэширования для тех участков памяти, для которых уже включен режим "затенения". Опция носит интегрированный (обобщенный) характер. Любое обращение к "затененным" адресным пространствам будет вызывать копирование востребованной информации в кэш процессора. Целесообразность включения режима ("Enabled") зависит от множества факторов: что собственно было затенено (видео BIOS, системный BIOS, ПЗУ адаптеров или область, выделенная под работу специализированного контроллера), какая ОС инсталлирована и от некоторых других. Многие из этих факторов рассмотрены отдельно. Что касается операционных систем, то рекомендовать включение такого кэширования можно для "MS-DOS" и "OS/2" (да и то не всегда), "Linux" и другие "Unix"-подобные ОС вообще не используют кэшируемую ROM-память. Что же касается "Windows", речь не идет о "Windows3x", то такое включение может быть рекомендовано не всегда. В любом случае, любая рекомендация требует опытной проверки на конкретной системе. Это касается и оборудования, и операционной системы.

Больший эффект может быть достигнут, если BIOS предлагает вместо обобщенной опции несколько таких опций и с возможностью установки кэширования для отдельно взятого адресного фрагмента. Эти опции могут иметь два значения: "Cached" и "Disabled". А представлены они могут быть в следующем виде:

C000,16K Shadow

C400,16K Shadow

C800,16K Shadow

CC00,16K Shadow

D000,16K Shadow

D400,16K Shadow

D800,16K Shadow

DC00,16K Shadow

В некоторых случаях опции могут быть представлены в виде " C000 Shadow Cacheable " и " F000 Shadow Cacheable " со значениями "Enabled" и "Disabled".

 

SRAM Back-to-Back

- установка опции в "Enabled" позволит сократить задержки между 32-битными циклами передачи, так как следующие "друг за другом" циклы будут объединяться в единый, с одним адресом, 64-битный пакет.

SRAM Type

- в зависимости от типа установленной кэш-памяти надо выбрать один из вариантов, синхронная либо асинхронная память интегрирована в системе.

Sustained 3T Write

- если конвейерная потоковая кэш-память инсталлирована в системе, то включение опции ("Enabled") позволит осуществлять непрерывный трехтактовый цикл записи при доступе к PBSRAM на системных частотах 66 или 75 МГц.

 

SYNC SRAM Support

- если в системе установлена синхронная кэш-память, то есть возможность "уточнить", какая же именно. Значения следующие:

"Standard" - обычная синхронная SRAM,

"Pipelined" - конвейерная кэш-память.

System BIOS Cacheable

- (кэширование области системного BIOS). Разрешение этого параметра приводит к возможности кэширования области памяти по адресам системного BIOS (F0000H-FFFFFH) в кэш-память. Включение параметра будет иметь смысл только в случае разрешения функций кэширования в разделе "BIOS Features Setup" (как правило). Если какая-либо программа попытается выполнить операцию записи в эти адреса, то система выдаст сообщение об ошибке. Может принимать значения:

"Enabled" - разрешено,

"Disabled" - запрещено.

Опция может называться и " System ROM Cacheable ".

Но есть и свое "но"! При включении опции кэшированию подлежит часть системной BIOS, содержащей код для запуска системы и основные функции ввода/вывода. Тем не менее возможности ускорения через использование кэша процессора редко используются, т.к. часть кэш-памяти, которой всегда недостаточно, резервируется под BIOS, обращение к которому не происходит постоянно.

Контроллер кэш-памяти оперирует строками (cache line) фиксированной длины. Строка может хранить копию блока основной памяти. С каждой строкой кэша связана информация об адресе скопированного в нее блока основной памяти и признаки ее состояния. Информация о том, какой именно блок занимает данную строку и ее состояние, называется тегом (tag) и хранится в связанной с данной строкой ячейке специальной памяти тегов (tag RAM).

Для хранения тегов используется отдельная микросхема асинхронной SRAM (Tag SRAM), а для более 8-битного тега - пара микросхем. Синхронизировать работу Tag SRAM не имеет смысла, поэтому асинхронная память тегов используется как для асинхронного кэша, так и для синхронного кэша 2-го уровня.

Необходимый объем памяти тегов, т.е. количество ячеек, можно вычислить, разделив объем установленной кэш-памяти на длину строки кэша, определяемой чипсетом. Кстати, функции кэш-контроллера для внешнего кэша выполняет чипсет. Длина строки обычно равна количеству байт, передаваемых за один стандартный пакетный цикл (16 байт для 486-го процессора, 32 байта для Pentium).

Для кэша с обратной записью (WB) необходима еще и память для хранения признака "чистоты" строки. Признак может храниться в отдельной микросхеме (Dirty SRAM) или занимать (для строки) один бит в Tag SRAM.

Изложенный материал поможет разобраться и понять содержание представленных опций.

Tag Compare Wait States

данная опция позволяет регулировать скоростные характеристики кэш-памяти, а точнее, доступ к ячейкам Tag SRAM. Выбор значений не очень большой (0 или 1 такт ожидания), что напрямую связано с процедурой входа в Tag. На первом или втором такте шинного цикла. Тег-операции с нулевым ожиданием требуют использования 12-нс SRAM или лучше.

Tag Option

- опция предлагает для выбора два значения. Одно из них, равное 8 битам, не предполагает использования т.н. "dirty"-бита. Второе же выделяет собственно под тег 7 бит и еще один бит под признак "dirty".

Опция может называться " Alt Bit in Tag SRAM " или " Alt Bit Tag RAM ". Слово "аlt" не должно "смущать" пользователя. Это обычное сокращение. В данном случае от alternative, что можно перевести и как "дополнительный". Значения опции: "7+1 Bits" и "8+1 Bits". Правда, в некоторых случаях возможны значения "Enabled" и "Disabled", как способ управления дополнительным битом.