Mowa będzie o funkcjach dostępnych w większości BIOS-ów, pominiemy natomiast mechanizmy udostępniane tylko w konkretnym modelu płyty, pochodzącym od jednego producenta. Najpierw jednak musimy przypomnieć sobie podstawowe informacje związane z budową i działaniem pamięci RAM.
W górę i w dół
Cechą charakterystyczną pamięci typu DDR jest przesyłanie danych do i z komórek RAM-u odbywające się na obydwu zboczach sygnału taktującego pamięć. Jednym słowem układy DDR pracują z częstotliwością dwukrotnie większą niż częstotliwość zegara. Jak się jednak okazuje, tak szybka pamięć sprawia pewne problemy podczas wymiany danych z procesorem lub innymi podzespołami składającymi się na komputer.
Teoretycznie w celu zapewnienia synchronicznej transmisji wystarczyłby sam sygnał taktujący zegara, pod którego dyktando następowałoby wysyłanie lub odbieranie kolejnych bajtów informacji. W wypadku układów DDR korzystających tylko z zegara dochodzi natomiast do utraty synchronizacji na magistrali systemowej między pamięcią a CPU.
Twórcy standardu DDR SDRAM musieli zatem użyć tzw. sygnału strobującego DQS (Data Strobe), służącego do synchronizowania transmisji danych. DQS jest generowany w momencie, w którym pojawia się polecenie odczytu/zapisu komórki RAM-u. Sygnał DQS pochodzący z pamięci informuje chipset, kiedy na magistrali danych znajdują się informacje gotowe do pobrania. Zapis do pamięci odbywa się podobnie – tyle tylko, że tym razem to chipset generuje sygnał DQS informujący RAM, iż gotowa porcja danych czeka na magistrali.
Od środka
Pamięć RAM możemy sobie wyobrazić jako szachownicę-macierz złożoną z pojedynczych komórek. Położenie każdego elementu takiej matrycy łatwo określić – wystarczy posłużyć się pojęciami kolumny i wiersza.
Wszystkie komórki pamięci mają unikatowe numery, zwane adresami. Podanie ich jest niezbędne, jeśli chcemy cokolwiek zapisać do RAM-u lub coś z niego odczytać. Adresowanie pamięci odbywa się w dwóch etapach. Najpierw podawany jest numer kolumny, a później wiersza, wskazujący konkretną komórkę. Do odczytania lub zapisania informacji należy więc skorzystać z dwóch linii adresowych – kolumny (Column Line) oraz wiersza (Row Line).
Moduły pamięci zorganizowane są w banki. Starsze układy korzystają zazwyczaj z chipów dwubankowych, nowsze zawierają ich cztery.
Co wpływa na szybkość dostępu do pamięci? Oczywiście najbardziej czasy dostępu, szybkość zegara taktującego moduły – ale nie tylko. Niewiele mniej istotne okazują się tzw. timingi. Tym mianem określamy opóźnienia mówiące o liczbie taktów zegarowych upływających pomiędzy wydaniem polecenia odczytu lub zapisu a jego wykonaniem.
Podstawowy timing podawany przez producentów układów RAM to CAS Latency (CL). Określa on liczbę cykli zegara magistrali, jakie upływają od wydania przez procesor polecenia aktywacji wybierania kolumny do momentu przekazania danych do bufora w kontrolerze pamięci.
Następnym timingiem jest
RAS to CAS Delay
(RCD) – długość przerwy czasowej pomiędzy podaniem numeru kolumny i wiersza. Trzeci parametr –
RAS Precharge
(RP) – to czas trwania sygnału odświeżania pamięci. Wreszcie RAS (Row Address Strobe) oznacza liczbę cykli zegarowych niezbędnych do aktywowania jednego z banków pamięci, zanim możliwe stanie się załadowanie adresu wiersza.
Konfigurując BIOS, korzystamy zazwyczaj z ustawień domyślnych. Płyta główna zapoznaje się z właściwościami RAM-u dzięki chipowi SPD (Serial Presence Detect; patrz: $(LC137012: SPD – identyfikator pamięci)$), znajdującemu się na płytce z układami pamięci. Ale oczywiście nie chodzi nam o to, aby ograniczyć się do parametrów standardowych. Cała zabawa z BIOS-em polega przecież najczęściej na tym, żeby wycisnąć z komputera dodatkową moc.
Idzie nowe
Cztery przedstawione wcześniej timingi były dotychczas tymi najważniejszymi, dzięki którym użytkownik mógł podrasować peceta. Są one zresztą nadal najistotniejsze, ale obecnie mamy do dyspozycji dodatkowe opcje. Za chwilę się nimi zajmiemy, ale nie zaszkodzi wspomnieć o jeszcze jednej funkcji – przydatnej, choć niezwiązanej bezpośrednio z timingami. Mowa o tzw. profilowaniu, dzięki któremu możemy zapisać kilka (zazwyczaj od dwóch do pięciu) ustawień BIOS-u, a następnie wybierać je podczas startu komputera. Pozwala to przygotować różne konfiguracje BIOS-u i korzystać z nich w zależności od tego, czy zamierzamy pracować z edytorem tekstu czy też uruchamiać aplikacje służące rozrywce, czyli wymagające zwiększonej wydajności. Oczywiście jest to tylko jeden z wielu możliwych scenariuszy – równie łatwo wyobrazić sobie sytuację, w której jedna konfiguracja przewiduje uaktywnienie karty sieciowej, a inna nie.
Funkcja profilowania nosi nazwę CMOS Reloaded, BIOS Profile albo podobną, a znajdziemy ją zazwyczaj w głównym oknie konfiguracyjnym BIOS-u.
