Tuning pamięci i układów cache    
autor: Paul

3. BIOS i CACHE:

   Read-Around Write - lekko podnosi sprawność pamięci, pozwalając wykonywać operację odczytu niejako poza kolejką pozostałych operacji (korzystamy z bufora cache). Zawsze miejcie włączone.

    Video/System BIOS Cacheable i  Video RAM Cacheable - tu musicie zdecydować sami: opcje te pozwalają buforować w cache L2 dane biosu systemowego i video, a trzecia - pamięci karty graficznej. Ale pamiętajcie że tańsze procesory (Celeron/Duron) mają akurat pamięci cache L2 mało (ale za to ta cena....) i szkoda każdego kilobajta, który mógłby buforować dane z SDRAM. Co innego przy PIII, a szczególnie przy Athlonie Thunderbird - tu spokojnie opcje włączcie - zawsze 2-3% w 3D będzie szybciej (całkiem gratis). 

    Kiedyś istniał jeszcze jeden problem przy tej opcji - wydajność cache L2. Pamięci cache starszych procesorów chodziły zbyt wolno w stosunku do pamięci kart graficznych (np. Athlon 550 slot A miał cache L2 pracujący z 225 MHz, a karta graficzna, np. G400 Max (również trochę starszy) ma pamięci ustawione na 200 MHz, podobnie najnowsze GF2 MX-400 (oczywiście mają również wydajniejszy procesor). Więc gdzie tu zysk, przy różnicy 25 MHz (pamiętajcie że 200 MHz daje przepustowość ok. 1,6 GB, a 225 - 1,7 GB)? Żadnego. Ale przy np. S4 Savage, pracującym z pamięciami 110 albo 125 MHz już różnica przepustowości jest większa. Obecnie jednak nie ma tego problemu - nowe procki mają zintegrowane, bardzo wydajne moduły pamięci (w Athlonie T-Bird 1000 MHz - pamięć też chodzi na tyle - czyli ma przepustowość 8 GB!)

    Cache L2 Enabled/Disabled - Wyłączacie tylko wtedy gdy chcecie poważnie podkręcać  maszynkę. Dlaczego? Ano cache L2 jest to pierwszy element, który odmawia poprawnej pracy. Oczywiście bez sensu jest wyłączenie cache i przestawienie np. Celerona 633 na 700 - w realnych aplikacjach i grach 3D strata braku buforowania będzie większa niż zysk z wynikający z częstotliwości - takie coś to zupełne nieporozumienie.

    4. TUNING SYSTEMU RÓŻNYCH PROCESORÓW.

    Jeszcze gwoli wyjaśnienia - tryb asynchroniczny - pamięć pracuje z inną częstotliwością niż procesor. Na ogół dotyczy to jednej z dwóch sytuacji - przy magistrali procesora 66 MHz (Celerony) pamięci można ustawić na 100 MHz  (dodatkowe 0,3 GB przepustowości). A przy procesorach 100 MHz (Duron, PIII, większość Thunderbirdów) pamięć może z kolei chodzić na 133 MHz. Zalety - większa przepustowość pamięci. Wady - odrobinę mniejsza sprawność całego systemu pamięć-cache-procesor od analogicznego ustawienia przy pracy synchronicznej. Jak się to ustawia - na przykład w biosie układów i815 Solano dla zakresu 100-133 MHz macie przestawianie dzielnika z 3:3:1 (odpowiednio CPU:RAM:PCI) na 4:1:3 albo podobnie (różnie jest to przedstawione w różnych BIOSACH). W układach VIA trochę prościej można dla pamięci SDRAM po prostu dodać wartość PCI (33 MHz) do magistrali fsb - jeśli ta jest ustawiona na 100 - w sumie otrzymamy właśnie 133 MHz dla pamięci.

    A tryb synchroniczny to takie ustawienie w którym pamięć pracuje dokładnie tak samo jak magistrala fsb procesora. Przy 66 MHz - PC-66, przy 100 MHz - PC-100 - proste? W tym tylko trybie działały poprzednie chipsety Intela - LX i BX. Co ciekawe w takim trybie układy Intela są wyraźnie wydajniejsze od VIA. Podobnie było z AMD Irongate i VIA KX133 - też VIA było gorsze. Lwi pazur VIA pokazało dopiero w bardzo uniwersalnych i dopracowanych układach ApolloPro133A i KT133A - kosząc konkurencję i ceną i wydajnością (z ta wydajnością to może przesadzam - w każdym razie nie są już gorsze od chipsetów Intela i AMD)

    Sytuacja wygląda zupełnie inaczej dla różnych platform. Co można wyciągnąć z której maszyny? Najważniejsze jest  jakich pamięci używamy i na ile możemy je ustawić? Po kolei:

    Procesory Intela:

    - Jeśli mamy Celerona (mowa o modelach do 766 włącznie) to pamięci na starych układach muszą chodzić synchronicznie, tzn. z prędkością fsb - 66 MHz. Bida, nie? Ale jeśli mamy płytę na I815 lub VIA, to możemy, w trybie asynchronicznym, ustawić komputer do pracy przy pamięciach przestawionych na 100 MHz - a to już dużo lepiej.... Jeśli na dodatek komputer wspiera ręczne przestawianie magistrali to można go na ogół jeszcze podkręcić (sorry - tym razem miało nie być o podkręcaniu...). Jeśli użyjecie modułów PC-133, a nie PC-100 to też możecie mieć z tego dodatkowy pożytek - bo w ten sposób macie pewność że kości pójdą z ustawionym w Biosie CAS LATENCY na 2.

    - Przy Pentium III Coppermine mamy dwie możliwości:

    a) procesor z magistralą 100 MHz - jeśli używacie pamięci PC-100 to najwyżej możecie przestawić CAS LATENCY z 3 na 2, co powinno poprawić wyniki systemu. To samo dotyczy też najnowszego Celerona 800 MHz, bo jest on taktowany tak samo (tzn. z fsb 100 MHz). Jeśli macie kości PC-133 i wasz bios (ale tylko na chipsetach Solano albo VIA) pozwala przestawić je w tryb asynchroniczny - ustawiacie koniecznie pamięci na 133 MHz - gratis otrzymacie 33% wydajności pamięci więcej. Również możecie spróbować przestawić CAS LATENCY na 2, ale czasami ma to wpływ na stabilność Windows. Tutaj należy być ostrożnym. Nie włączajcie buforowania Video, ani nic takiego.

    b) procesor z magistralą 133 (i oczywiście pamięci PC-133)  - ustawcie Cas Latency na 2 - może pójdzie? Włączcie buforowanie Video RAM i ewentualnie Video BIOS. Jeśli nie macie specjalnych modułów PC-166 lub chociaż PC-150 (małe ilości takich produkują Siemens, Micron, OcZ, Mushkin) - nie ruszajcie trybu pracy pamięci, najlepiej niech podsystem procesor-pamięć chodzi w trybie synchronicznym. Jesli jednak jesteście szczęśliwcami (i macie PC-166), to bez podkręcania też sporo zyskacie - przestawiacie pamięć w tryb asynchroniczny - wtedy procesor chodzi na 133 MHz, a pamięć na 166 MHz...

    Procesory AMD:

    a) większość Duronów/Athlonów chodzi na fsb 100 Mhz (wewnętrzne 200 MHz) - jako że praktycznie zawsze kupuje się je z PC-133, ustawiamy tak sobie pamięci w biosie układów KT133/133A. Przy Duronie nie włączajcie dodatkowych funkcji buforowania - szkoda jego cache-u. Przy T-Birdzie można poszaleć - wszystkie funkcje buforowania na Enabled. Chyba że podkręcacie, wtedy może to dodatkowo rozchybotać system.

    b) najnowsze Athlony chodzą przy fsb 133 (266) - co pozwoli ustawić wasze kości w tryb synchroniczny z pamięcią, co dodatkowo podniesie wydajność całego komputera. 

W obydwu wypadkach popróbujcie z CAS LATENCY ustawionym na 2 - jak pójdzie stabilnie - dodatkowy zysk.

   5. Testy

Jako baza testów posłużył mi komputer z AMD Duronem 750 (jeden z najpopularniejszych) i doskonałą płytą Epox 8KTA3+ (niedawno recenzowaną u nas). Wszystkie wyniki uzyskane są na czystym Win2K, bez włączonych żadnych dodatkowych aplikacji. Za pamięć robiły 2 moduły SDRAM PC-133 domyślnie pracujące jako CAS3.

test memory benchmark pakietu SiSoft Sandra 2000 (wyniki ALU/FPU)

I jeszcze wynik maksimum przy PC-133 CAS2, z 4-way interleaving i dodatkowo z funkcją Read-Around Write przestawioną na enabled: 454/570

Wow. Dobrze ustawione PC-100 może przebić PC-133 bez 4-Way interleaving, a tak często pracują płyty na starszych KT133. Sprawdźcie jak u Was pracują pamięci... 

6. PODSUMOWANIE

    Jak widzicie nie zawsze warto podkręcać - czasem dobrze skonfigurowana maszyna może przebić komputer o teoretycznie lepszej wydajności, ale z niewłaściwie ustawionymi funkcjami cache-u i pamięci. Nim zaczniecie katować biedne procki wysokim napięciem i częstotliwościami poza specyfikacjami - zróbcie porównania, czy na pewno Wam się to opłaca? 

Autor: Paul