Superio configuration в bios что это

Обновлено: 16.06.2024

01/03/2011 - 08:11 [ S_A_V ] Обзор материнской платы Biostar TP67XE

ОГЛАВЛЕНИЕ:

Материнская плата попала на тестирование с версией BIOS F012. Необходимая для успешного разгона процессоров с разблокированным множителем опция "Internal PLL overvoltage" была добавлена начиная с версии F103, поэтому перед началом тестирования было решено сразу обновить BIOS.

Имеющиеся в архивах программы для обновления AMI BIOS под DOS отказались работать с EFI. Зато на диске в комплекте с материнской платой обнаружились две программы, работающие в среде Windows - Tseries BIOS Update и T AMI EFI BIOS Update. Важно их не перепутать, так как если на материснкой плате с EFI BIOS воспользоватся прощивальщиком для старого формата, то после такого "обновления" и последующей перезагрузки материнская плата откажется стартовать. Именно это и произошло в результате спешки и нежелания тратить время на поиски и загрузку версии AMI Firmware Update Utility (APTIO) for DOS (AFUDOS.exe) c поддержкой EMI.

Для восстановления пришлось воспользоватся вторым (все еще рабочим) экземпляром Biostar TP67XE и плоскогубцами для смены микросхемы SPI-Flash (EON EN25Q32A) "налету". Сначала с флэшки загружался DOS, затем BIOS менялся на запорченный и запускался AFUDOS v2.31 для его прошивки. Все закончилось благополучно и BIOS был обновлен до версии F103. Тем временем была выпущена более новая версия F121, в которой сменили фоновое оформление и добавили возможность сохранения настроек в профили, так что тестирование проводилось уже на ней.

Кому интересны только настройки BIOS для разгона (частоты, тайминги, напряжения) - можете сразу пререходить в конец раздела.

Первый раздел - Main. Здесь можно узнать текущую версию BIOS, количество установленной памяти, выбрать язык и установить дату/время.

Второй раздел - Advanced. Здась собраны настройки устройств PCI-E и USB, событий ACPI, процессора, SATA-контроллера, настройки LPCIO ITE IT8728, управление вентиляторами и мониторинг температур/напряжений.

PCI Subsystem Settings - настройки для устройств PCI и PCI-E:

ACPI Settings/Wake Up Event Control - настройка событий для пробуждения компьютера:

CPU Configuration - включение/выключение ядер процессора и различных технологий:

SATA Configuration - настройки встроенного в чипсет SATA-контроллера:

USB Configuration - настройки для устройств, подключающихся к портам USB:

SMART FAN Control - настройки для работы вентилятора, подключенного к разъёму CPU_FAN:

Super IO Configuration - настройки портов COM и CIR:

PC Health Status - мониторинг температуры процессора и материнской платы, оборотов вентиляторов, напряжений на процессоре (Vcore, VCC_SA, VCC_IO), памяти и P67 PCH:

Опция Shutdown Temperature позволяет включить защиту от перегрева, с порогом отключения при температуре от 70°C до 90°C:

Третий раздел Chipset содержит настройки интегрированных контроллеров, а также северного (Sandy Bridge) и южного (P67 PCH) мостов.

North Bridge Settings:

South Bridge Settings:

Onboard PCI-E Devices:

Четвертый раздел Boot предназначен для выбора очередности устройств для загрузки операционной системы, управлением полноэкранной заставкой, настройки клавиши Num Lock и задержки при старте для ожиданиянажатия Del или F8.

Пятый раздел - Security. В нем можно установить пароли администратора и пользователя:

Шестой раздел O.N.E. самый большой. Именно в нём собраны все настройки для разгона:

Остановимся подробнее на некоторых из них:

CPU Ratio - изменение множителя процессора от 16 до 100 с шагом 1;
CPU Base Clock - изменение базовой частоты от 100.0 МГц до 300.0 МГц с шагом 0.1 МГц;
CPU Core Current Max - установка верхнего предела по току на напряжении Vcore от 120A до 180A с шагом 1A;
Power Limit 1 Value - установка верхнего предела энергопотребления (долговременное) от 0 до 500W;
Power Limit 2 Value - установка верхнего предела энергопотребления (кратковременное) от 0 до 500W;
Internal PLL Voltage Override - включение этой опции позволяет разгонять процессоры с разблокированным множителем выше 5 ГГц;
DDR3 DRAM Multiplier - установка множителя частоты памяти от DDR3-1066 до DDR3-2133 (1:4. 1:8);
Phase Control - устравление количеством задействованных фаз;
PWM Work frequency - установка частоты переключения контроллера напряжения Vcore.

Тайминги памяти можно устанавливать в следующих интервалах:

Допустимые диапазоны для установки напряжений:

* Номинальные напряжения Vcore, VCCSA и VCCIO могут быть разными в зависимости от установленного процессора.

Из недостаков можно отметить только большой шаг для установки напряжения Vcore (0.01V) и невозможность установки CPU PLL Voltage ниже 1.70V.

В подразделе DDR3 Module Information можно посмотреть информацию из SPD установленных модулей памяти:

Последний раздел Save & Eхit:

Здесь можно сохранить и загрузить настройки BIOS в один из пяти профилей. Давать имена профилям нельзя. Так же здесь можно восстановить настройки BIOS по умолчанию, применить текущие настройки или выйти без их применения. Меню Boot Override позволяет перейти к загрузке OS с выбранного из списка устройства, в обход настроек, указанных в разделе Boot.

Super I / O - это класс интегральных схем контроллеров ввода / вывода, которые начали использоваться на материнских платах персональных компьютеров в конце 1980-х годов, первоначально как карты расширения, а затем встроенные в материнские платы. Чип Super I / O объединяет интерфейсы для множества устройств с низкой пропускной способностью . Приведенные ниже функции обычно предоставляются супер-вводом-выводом, если они находятся на материнской плате:

Контроллер флоппи-диска
IEEE 1284 , совместимый параллельный порт (обычно используется для принтеров )
Один или несколько 16C550 -совместимых последовательный портУАПП
Один или несколько встроенных контроллеров, включая контроллер клавиатуры.
Интерфейс клавиатуры и / или мышиPS / 2 .

Большинство микросхем Super I / O включают некоторые дополнительные низкоскоростные устройства, такие как:

Датчики температуры, напряжения и скорости вращения вентилятора
Обнаружение вторжения в корпус
Регулировка скорости вращения вентилятора сширотно-импульсной модуляцией
Последовательный интерфейс ПЗУ BIOS (если ПЗУ не находится непосредственно на самой шине LPC )
Инфракрасный порт контроллера
Игровой порт (не предусмотрен современный супер чипы ввода / вывода больше , потому что Windows XP является последней ОС Windows , чтобы поддерживать игровой порт)
Сторожевой таймер
Потребитель ИК - приемник
MIDI порт
Некоторые универсальные контакты ввода / вывода
Устаревшая поддержка Plug and Play для включенных устройств

За счет объединения множества функций в одном кристалле количество деталей, необходимых на материнской плате, сокращается, что снижает стоимость производства.

Исходные микросхемы Super I / O обменивались данными с центральным процессором через шину Industry Standard Architecture (ISA). По мере перехода от ISA к использованию шины Peripheral Component Interconnect (PCI), микросхема Super I / O часто оставалась самой большой причиной для продолжения включения ISA на материнскую плату.

Более поздние микросхемы Super I / O используют шину Low Pin Count (LPC) вместо ISA для связи с центральным процессором. Обычно это происходит через интерфейс LPC на микросхеме южного моста материнской платы.

Поскольку Intel заменяет шину LPC шиной расширенного последовательного периферийного интерфейса (eSPI), на рынке появились супер-микросхемы ввода-вывода, которые подключаются к этой шине.

Компании, которые производят супер-контроллеры ввода-вывода, включают Nuvoton (ранее Winbond), ITE Tech [ zh ] , Fintek и Microchip Technology . Компания National Semiconductor раньше производила супер-контроллеры ввода-вывода, но в 2005 году продала этот бизнес компании Winbond , которая уже имела конкурирующий бизнес по производству супер-контроллеров ввода-вывода. В 2008 году Winbond отделила свой бизнес логики до 100% дочерней компании Nuvoton. SMSC произвела супер-чипы ввода-вывода, а затем была приобретена Microchip Technology.

В настоящее время выпускается достаточно широкая номенклатура специальных микросхем мониторинга, которые обеспечивают все большую точность и новые возможности с выпуском каждой новой модификации. Чипсеты Intel обычно использовали внешние микросхемы мониторинга, например, LM78 и LM79 фирмы National Semiconductor, или 83781D/W83782D/W83783S/W83784R фирмы Winbond).
Очень часто на абсолютном большинстве плат функции мониторинга исполняет микросхема Super-IO/Multi-IO (рис. 1), которая одновременно содержит ряд "медленных" контроллеров периферийных устройств (последовательный, параллельный порты, контроллер ГМД, игровой порт и др.) и схемы управления вентиляторами, АЦП и другое оборудование для мониторинга. Поэтому она и называется мультиконтроллером (к этой же микросхеме подключается и BIOS EEPROM). Широко используются микросхемы Super-IO/Multi-IO Windond W83627THF, W83627EHG; Fintek F71882FG, ITE8705F, IT8712F.

Некоторые фирмы (типа ASUS) иногда используют специальные заказные чипы мониторинга, которые имеют соответствующую маркировку и ориентированы под конкретные системные платы (например, энергетический процессор EPU). Специальный энергетический процессор от ASUS автоматически определяет степень загрузки системы и оптимизирует ее энергопотребление в режиме реального времени. Это способствует уменьшению шума от вентиляторов и долгому сроку службы компонентов компьютера. Этот первый в мире энергетический процессор создан для экономии потребления энергии и задействуется с помощью переключателя на плате или с помощью утилиты AI Suite II. Он оптимизирует энергопотребление, выполняя мониторинг загрузки в режиме реального времени и регулируя параметры электропитания компонентов платы согласно текущим потребностям. Помимо этого, благодаря EPU повышается долговечность системных компонентов и снижается уровень генерируемого компьютером шума.

Рис. 1. Блок-схема микросхемы мониторинга Super-IO/Multi-IO

На обычных системных платах ПК часто встречается микросхема IT8712F (рис. 1). Она содержит 3 аналоговых входа для термодатчиков, 8 входов измерения напряжений, вход измерения напряжения батарейки (Vbat) для CMOS памяти, 5 входов с тахометров вентиляторов; встроенный ШИМ-контроллер для управления скоростью вращения вентиляторов с 5-ю программируемыми выходами. Эта микросхема автоматически определяет аварийные ситуации с остановкой вентиляторов и обеспечивает выдачу служебного звукового сигнала об этом в системный динамик. Эта же микросхема еще содержит в себе два последовательных UART-порта, 1 параллельный порт, контроллер мыши и клавиатуры, а также контроллер floppy-дисковода, GAME-порт и сторожевой таймер (подключена микросхема через шину LPC, на которую также подключена микросхема BIOS ROM).

Рис. 2. Фрагмент принципиальной схемы системной платы ПК (IT8712)

Итак, современные персональные компьютеры имеют развитую подсистему оптимизации энергопотребления и контроля жизненно важных параметров системы. Сегодня практически все материнские платы поддерживают так называемый аппаратный мониторинг, основные функции которого следующие:

- измерение основных питающих напряжений;
- измерение температуры процессора, микросхем чипсета и дополнительных контрольных точек;
- измерение скорости вращения вентиляторов.
- управление скоростью вращения вентиляторов в зависимости от нагрузки на компьютер, остановка вентиляторов при переходе в режим пониженного энергопотребления.

Как уже отмечалось выше, для всех измеряемых параметров обеспечивается возможность считывания их значений посредством но-доступных процессору регистров (это использует BIOS, а также диагностические утилиты, запускаемые в сеансе ОС). При выходе параметров за установленные пределы, подсистема мониторинга сигнализирует об аварийной ситуации (обычно для этого используется прерывание SMI - System Management Interrupt).

Для измерения температуры используются термодатчики, расположенные на плате, а также в кристалле процессора и микросхем чипсета. Результатом работы термодатчиков являются аналоговые величины (значения напряжений), которые подаются на АЦП. Результатом работы АЦП является соответствующий аналоговой величине цифровой код, пропорциональный значению температуры, который доступен для считывания через программно-доступные регистры. Значения напряжений питания измеряются по такой же схеме (с учетом особенностей микросхемы мониторинга). Для измерения скорости вращения вентиляторов, используются датчики, генерирующие импульсы при каждом обороте вентилятора с последующим цифровым измерением длительности паузы между двумя импульсами. Результат также считывается посредством программно доступных регистров.

Для программного включения и выключения вентиляторов, их подключают к напряжению питания +12V через транзисторные ключи, открытием и закрытием которых управляют программно-доступные регистры. Для обеспечения плавного управления скоростью вентиляторов, используется широтно-импульсная модуляция (ШИМ). При этом указанные транзисторные ключи открываются и закрываются с определенной частотой. Изменяя соотношение длительностей открытого и закрытого состояния ключей, можно управлять средним значением напряжения на двигателе вентилятора и, следовательно, скоростью его вращения. Код для управления скоростью записывает программа в доступные ей регистры (генерация периодического сигнала ШИМ выполняется аппаратно).

В отличие от архитектуры устройств материнской платы, архитектура подсистемы аппаратного мониторинга не до конца стандартизована, поэтому адреса регистров и назначение битов в регистрах этой подсистемы различны для различных материнских плат (таких вариантов более сотни и не все из них хорошо документированы). Микросхема мониторинга отвечает и за ряд интерфейсов на материнской плате, аппаратный мониторинг не является ее единственной, или основной функцией (как уже отмечалось выше, обычно она содержит контроллер гибких дисков, два последовательных порта, параллельный порт, контроллер аппаратного мониторинга, блок многофункционального ввода-вывода, игровой порт, порт для инфракрасного интерфейса и порт MIDI).

Каждому из перечисленных устройств соответствует свой номер LDN (Logical Device Number) и блок конфигурационных регистров, посредством которого устройству назначаются системные ресурсы (адреса портов и памяти, номер прерывания, номер канала DMA). Например, для подсистемы аппаратного мониторинга LDN=4. Для доступа к конфигурационным регистрам используются порты с адресами 002Eh, 002Fh, работающие как порт индекса конфигурации и порт данных конфигурации. При обращении к регистру, в порт индекса записывается его номер, затем через порт данных считывается или записывается значение регистра.

Каждое логическое устройство, в том числе и контроллер аппаратного мониторинга, также имеет набор регистров, обеспечивающих выполнение "прямых обязанностей" данного устройства (для контроллера аппаратного мониторинга такими функциями являются считывание значений температур, напряжений, скоростей вращения вентиляторов, а также управления вентиляторами). Здесь также используются порты индекса и данных, но их адреса программно настраиваемые (посредством выше упомянутых конфигурационных регистров).

Например, порт индекса контроллера аппаратного мониторинга находится по адресу X+5, порт данных - по адресу X+6. Значение базового адреса X задается посредством конфигурационных регистров. В большинстве платформ (но не во всех) порт индекса расположен по адресу 0295h, порт данных - по адресу 0296h. Контроллер мониторинга содержит 256 регистров, адресуемых по выше описанной индексной схеме, но пока не все из возможных 256 адресов регистров используются (архитектура конфигурационных регистров микросхемы мониторинга Super-IO/Multi-IO и принцип ее разделения на логические устройства, во многом сходны с принципами построения устройств ISA PnP).

Как было сказано выше, архитектура указанных ресурсов не стандартизована, и различается у плат различных моделей. Даже между платами, использующими одинаковые контроллеры мониторинга, могут быть программно-видимые различия, обусловленные различным включением измерительных и управляющих цепей контроллера. Поэтому, для создания универсальной программы потребуется обширная база данных, содержащая процедуры поддержки под каждую модель материнской платы. Теоретически, обеспечить универсальный протокол доступа к подсистеме аппаратного мониторинга может интерфейс ACPI, но на большинстве платформ он реализован достаточно ограниченно, что препятствует его эффективному использованию для решения рассматриваемых задач.

Мониторинг напряжений.

Стабильность соблюдения номиналов напряжений, питающих узлы системной платы - главное условие и залог стабильной работы всего ПК (контроль рабочих напряжений питания обязателен для всех систем мониторинга). Использование маломощных или некачественных блоков питания приводит обычно к тому, что под нагрузкой они выдают номиналы питания, значительно меньше требуемых, а это часто и приводит к зависанию ПК. "Просадка" напряжений более чем на 0,2-0,3 В может существенно сказаться на стабильности работы ПК. Номиналы электропитания заводятся на входы напряжений микросхемы Super IO/Multi-IO, как правило, рабочий диапазон встроенного в нее АЦП составляет 0 - 4,096 В, а шаг квантования - обычно 16 МВ (4,096 В / 256 = 16 МВ). Естественно, что для обработки напряжений 5 и 12 В необходимы резисторные делители (рис. 3, 4), номиналы элементов которых зависят от контролируемых уровней напряжений.

Для корректного определения значений от датчиков требуется согласование входных сопротивлений микросхемы мониторинга в зависимости от выходных сопротивлений датчиков с помощью дополнительных последовательных резисторов и схем-повторителей сигнала. Это позволяет достичь максимального соотношения сигнал/шум. Номиналы согласующих резисторов влияют на точность измерения значений напряжений (часто именно из-за такой неправильной схемы включения, пользователь и получает искаженные данные мониторинга).

Рис. 4. Фрагмент принципиальной схемы системной платы ПК
Мониторинг температур.

Обычно в ПК в первую очередь следят за показаниями датчиков температуры процессора (CPU) и графического процессора. Перегрев процессора или срабатывание защиты от перегрева чаще всего вызывает нестабильность работы ПК, в результате чего компьютер самопроизвольно "выключается". Практически почти все ноутбуки "страдают" от перегрева графического чипа (в результате перегрева графический чип со временем выходит из строя, что влечет за собой ремонт ноутбука).

В кристалл чипов в качестве датчиков температуры встраиваются термодиоды, которые формируют аналоговый сигнал пропорциональный температуре кристалла (рис. 5, конт. AL1, AK1). В многоядерных процессорах каждое ядро имеет свой термодиодный датчик температуры. Графические чипы также имеют встроенный термодиод. Аналоговый код температуры поступает на микросхему мониторинга, преобразуется в цифровой код, который записывается в регистр. С заданной дискретностью программным путем регистр опрашивается на предмет изменения температуры (но такая система, естественно, имеет задержку в реагировании). При резком "скачке" температуры (например, из-за отказа вентилятора) данная система не успеет среагировать и процессор "погибнет".

Таким образом, все современные процессоры и материнские платы поддерживают эффективные механизмы защиты процессора от перегрева, что дает гарантию их нормальной работы. Процессоры Intel (начиная от Pentium 4) и AMD (начиная от Athlon 64) поддерживают двухступенчатую температурную защиту. При достижении первого порогового значения происходит замедление процессора путем снижения тактовой частоты (точнее говоря, выполняется периодический пропуск определенного количества тактов при неизменной длительности такта). Второй порог достигается, если замедление процессора не привело к его остыванию, и он нагрелся до температуры, при которой существует опасность физического разрушения. В этом случае выполняется аварийное выключение питания (эта операция не может быть блокирована программно). Значения температур для первого и второго температурных порогов зависят от модели процессора. Например, для процессоров класса Intel Pentium 4 с ядром Prescott типовые значения порогов, соответственно 70 и 90оC (уточнить эту информацию, можно используя Data Sheet на конкретный процессор).

Читайте также: