Optimierung des BIOS

April 2018
Das BIOS ist ein kleiner Bereich mit Systemdaten auf dem Motherboard, der normalerweise nicht verändert wird. Unter Umständen kann es aber Sinn machen, das BIOS zu optimieren.


Was ist das BIOS?

Das BIOS (Basic Input Output System) ist eine kleine Speichereinheit, die auf dem Motherboard montiert ist und deren Daten die Systemparameter definieren. Gewisse Daten werden in einem Festspeicher (ROM) hinterlegt, so dass es nicht möglich ist sie zu ändern. Andere Parameter allerdings bieten Zugriff über das Setup des BIOS, das beim Hochfahren aktiviert wird, meist über Druck auf die Taste F1 oder Del. Es kann auch sein, dass es sich um eine andere Taste handelt. Beim Hochfahren des Rechners sehen Sie eine Mitteilung der Art Press Del for Setup, also "Drücken Sie auf die Taste Del, um in das Setup zu gelangen". Beim Setup des BIOS handelt es sich gewissermaßen um die Systemsteuerung des BIOS.


Das Setup des BIOS wird meist in Form von Menüs dargestellt, die man über die Tastatur wählt (abgesehen von seltenen BIOS-Varianten, die die Maus benutzen und Sektionen in Form von Fenstern darstellen, wie das BIOS WIN von AMI zum Beispiel). Die Parameter werden in diesen Sektionen als Optionen angeordnet, für die es meist eine begrenzte Anzahl an Wahlmöglichkeiten gibt. Angesichts der Anzahl der aufgeführten Optionen ergibt sich eine große Menge an möglichen Konfigurationen, wenn man alle Parameter des BIOS verändert. Diese Optionen werden nur auf Englisch angezeigt.

Es gibt verschiedene BIOS-Typenvon unterschiedlichen Herstellern. Die wichtigsten sind:

AMI BIOS (von American Megatrends),

Award BIOS oder BIOS Award,

Phoenix BIOS.

Gleichzeitig liefert jeder dieser Hersteller mehrere Versionen, so dass es mehr als 1.800 verschiedene BIOS-Versionen gibt. Hier interessieren wir uns ausschließlich für die AMI BIOS und Award BIOS.

Warum das BIOS optimieren?

Die Konfiguration des BIOS dient dazu, die Funktionsweise des Chipsets einzustellen. Man kann also Parameter ändern, wie die Übertragungsgeschwindigkeit der Daten zwischen den verschiedenen Komponenten des Motherboard, sowie die Art, mit der sie erfolgt.


Allerdings sind die standardmäßigen Parameter, also wie sie vom Hersteller des BIOS eingestellt werden, so konfiguriert, dass jeder beliebige Computer, der dieses BIOS benutzt, korrekt funktioniert, ohne vorher die Parameter zu ändern. Wenn ein Unternehmen einen PC liefert, so kümmert es sich meist nicht darum, das BIOS für den Kunden zu optimieren, denn für den PC-Hersteller muss die Produktion schnell gehen. Die BIOS-Standardparameter sind jedoch nicht besonders vorteilhaft. Durch eine Optimierung des BIOS ist es daher möglich, bis zu 50 Prozent mehr Leistung zu gewinnen.

Diese Operation kann jedoch Zeit einnehmen, denn man sollte nicht alle Parameter auf einmal ändern. Es ist besser, ein oder zwei Parameter zu ändern, dann das System zu starten und zu überprüfen, ob es richtig funktioniert. Das Beste ist es, eine sogenannte Benchmark Software zu benutzen, mit der die Leistungen des Systems geprüft werden können. So kann der Computer zwar schneller werden, dabei aber viele Fehler erzeugen (wie Bugs oder Abstürze), die ihn instabil machen.

Wie sieht das Setup des BIOS aus?

Die verschiedenen BIOS bieten mehr oder weniger die gleichen Funktionen. Ihre Präsentationsform allerdings variiert von einem BIOS-Hersteller zum anderen. Man findet meist die folgenden Rubriken:

STANDARD CMOS SETUP

ADVANCED CMOS SETUP

ADVANCED CHIPSET SETUP

POWER MANAGEMENT BIOS SETUP

PERIPHERAL SETUP

AUTO CONFIGURATION WITH BIOS DEFAULTS

AUTO CONFIGURATION WITH POWER ON DEFAULTS

CHANGE PASSWORD

HARD DISK UTILITY

WRITE TO CMOS AND EXIT

DO NOT WRITE TO CMOS AND EXIT

Die Funktion "video ROM BIOS shadow"

Videos können dank der Parameter des BIOS leicht beschleunigt werden. Zwar enthält das ROM BIOS Programmzeilen, die insbesondere der grafischen Anzeige zugeordnet sind, jedoch wird das ROM Byte für Byte gelesen, wodurch der Zugriff auf diese Daten sehr langsam wird. Die Funktion shadow RAM oder video ROM BIOS shadow ermöglicht es, beim Starten den Inhalt dieses ROM (Zugriffszeit etwa 170 ns) in das RAM (Zugriffszeit etwa 60 ns für SIMM-Speicherstecker und 10 ns für DIMM-Speicherstecker) zu kopieren. Die Speicherzone, in die das ROM kopiert wird, befindet sich zwischen 640 KB und 1024 KB und man nennt sie Adaptersegment.

Diese Option ist für Spiele und grafische Anwendungen von Interesse, denn sie verwenden dieses ROM. Jüngere Betriebssysteme jedoch besitzen alle ihre eigenen Videokartentreiber-Verwalter für die grafischen Anzeige, so dass die Funktion shadow RAM deaktiviert werden kann.

Zahlreiche Peripheriegeräte besitzen ein ROM, dessen Zugriffszeit nicht besonders vorteilhaft ist. Der Inhalt dieses ROM kann (soweit seine genaue Adresse bekannt ist) mit der Funktion ROM shadow des BIOS in das RAM kopiert werden. Jedoch ist die Benutzung dieser Option nicht empfehlenswert, denn die meisten Adapter (Karten) besitzen ihre eigenen Treiber, so dass die Interaktion Störungen hervorrufen kann.

Unnütze Optionen deaktivieren

Manche BIOS-Optionen (Netzwerkoptionen usw.) können für neuere PCs unnütz sein. Es ist in diesem Fall möglich, das Starten schneller zu machen, indem diese Optionen deaktiviert werden.


AntivirusDas BIOS besitzt ein kleines Antivirenprogramm, das jeden Schreibvorgang auf dem Boot-Sektor ihrer Festplatte verhindert. Nur die Installation eines neuen Betriebssystems macht den Zugriff auf diese (sehr sensible) Zone der Festplatte nötig. Es reicht, die Option Virus Warning zu aktivieren.
Neu-Kalibrierung der LaufwerkeBei jedem Hochfahren, kalibriert das BIOS die Laufwerke neu. Dies kann durch Deaktivieren der Option Boot Up Floppy Seek vermieden werden.
Cache-SpeicherWenn der Cache-Speicher richtig konfiguriert ist, können die Leistungen des Computers erheblich verbessert werden. Je nach Rechner ist es häufig nützlich, die Optionen CPU Internal Cache und CPU External Cache zu aktivieren. Es ist empfehlenswert, Tests durchzuführen, wenn diese Optionen aktiviert und deaktiviert sind, um die besten Ergebnisse zu erhalten.
Tests beim StartenDie vom BIOS ausgeführten Speichertests sind völlig unnütz. Deaktivieren Sie diese Optionen, wenn vorhanden:
Above 1 MB Memory Test
Memory Parity Check Error
Memory Test Tick Sound
Aktivieren Sie allerdings die Option Quick Power On Self Test, die das Hochfahren Ihres PCs schneller macht.
Blockmodus der FestplattenDer Blockmodus ermöglicht es dem System, mehrere Sektoren auf einmal zu übertragen. Aktivieren Sie die Option IDE HDD Block Mode, wenn ihre Festplatte dies erlaubt.
Wiederholungsgeschwindigkeit der TastaturPassen Sie die Option Typematic Rate Setting an (Wiederholungsgeschwindigkeit der Tastatur, das heißt die Geschwindigkeit, mit der die Tastatur ein Zeichen erneut schreibt, wenn man den Finger auf einer Taste lässt). Die Optionen Typematic Rate und Typematic Delay definieren die Wiederholungsfrequenz einer Taste und das nötige Zeitintervall für eine Tastenwiederholung. Die Werte 30 und 250 sind die optimalen Werte.
SpeicherzugriffsgeschwindigkeitDie Option DMA Clock definiert die Geschwindigkeit des direkten Speicherzugriffs. Je höher der eingegebene Wert ist, umso besser sind die Ergebnisse. Man muss diesen Wert nach und nach ändern (erhöhen), um die optimale Einstellung zu finden (abhängig von Ihrem Motherboard).
SpeicherleistungenAktivieren Sie die Optionen DRAM Fast Leadoff und DRAM Posted Write Buffer. Stellen Sie den Wert DRAM Read Burst auf den niedrigsten Wert, den ihr PC erträgt.
PCI-LeistungenAktivieren Sie die Optionen CPU to PCI Posting, PCI Burst und PCI to CPU Posting, die es erlauben, ein Puffersystem zu erstellen, um die Daten zu empfangen, die von der CPU zum PCI-Bus gesendet werden, bzw. um mehr Daten auf einmal zu übertragen und einen Puffer PCI nach CPU zu verwalten.
Leistungen des AGPDie Option AGP Aperture Size erlaubt es, den Speicher zu definieren, der den Texturen zugeordnet ist. Je höher diese ist, desto schneller sind die Speicherzugriffe. Ändern Sie diesen Wert Schritt für Schritt, um die optimale Einstellung zu ermitteln.
Boot sequenceDie Option Boot sequence erlaubt es, die Reihenfolge zu wählen, in der das System die Laufwerke wählt, auf denen es startet. Die Startsequenz beginnt meist mit dem CD-Laufwerk (Sequenz A, C). Wenn das System einen Datenträger in dem Laufwerk vorfindet, wird es also zunächst überprüfen, ob dieser einen Startsektor enthält, und wenn ja darauf booten. Im gegenteiligen Fall schickt es eine Fehlernachricht, die angibt, dass die CD nicht bootfähig ist oder dass es keine System-CD ist (als Meldung erscheint etwa Non-system disk or disk error. Replace and strike any key when ready, also "die CD ist keine System-CD oder es liegt ein Festplattenfehler vor, entnehmen Sie sie und drücken Sie auf eine beliebige Taste, um fortzufahren").
Diese Option ist unnütz, solange sie nicht vorhaben, mit Hilfe einer System-CD zu starten. Diese Option verlangsamt erheblich das Hochfahren des Computers und ist zudem sehr störend, wenn Sie öfter einen Datenträger im Laufwerk zu vergessen. Um diese Option zu deaktivieren, muss (mit Hilfe der Tasten PgUp und Pgdown) die Bootsequenz geändert werden und eine Sequenz der Art C, A eingegeben werden. Sie dürfen nicht vergessen, die Sequenz A, C wieder einzugeben, wenn sie mit einer System-CD starten wollen.
Automatische Erkennung der FestplattenDie Erkennung der Festplatten beim Starten ist eine etwas langwierige Operation, vor allem wenn sie mehrere Festplatten haben. Um beim Starten Zeit zu gewinnen, ist es also empfehlenswert, die Parameter Ihrer Festplatten im STANDARD CMOS SETUP festzulegen. Entweder kennen Sie die Anzahl der Zylinder, der Spuren und der Sektoren pro Spur Ihrer Festplatte (diese Werte sind meist auf der Festplatte angegeben), dann können Sie sie manuell eingeben, oder Sie starten die automatische Erkennung der Festplatten (IDE HDD AUTO DETECTION), die diese Werte ermittelt.

Die BIOS-Parameter bezüglich des Speichers

Die Speicherzugriffszeiten haben im BIOS eine wichtige Rolle bezüglich der Leistung. So ist es möglich, durch Einstellung der zahlreichen Parameter einen Gewinn von bis zu 20 Prozent im Vergleich zu der standardmäßigen, automatischen Konfiguration zu erreichen.


Die Parameter, die den Speicher betreffen, befinden sich meist in der Sektion Chipset Features Setup. Diese Parameter sind die Wartezyklen (waitstates), die Zugriffe in Salven und das Auffrischen.

Um diese Werte zu ändern, muss zuerst die automatische Konfiguration deaktiviert werden, indem der Option Auto Configuration der Wert disabled zugeordnet wird (der Wert enabled ordnet die sichersten Einstellungen für alle Speichertypen zu und damit die, die am wenigsten schnell sind. Sie sollten diese Werte jedoch notieren). Ändern Sie nun die Optionen eine nach der anderen und notieren Sie bei jedem Test den vorhergehenden und den neuen Wert, um die Werte zurückzustellen, falls nach der Änderung ein Problem auftaucht.

Zugriff in Salven

Warum gibt es verschiedene Einstellungen für den Speicher? Es gibt viele verschiedene Speichertypen, von denen jeder verschiedene Einstellungsparameter hat.


Die Option DRAM R/W enthält zwei Werte: Der erste Wert entspricht der Anzahl der Prozessorzyklen für den Lesevorgang (R wie Read), der zweite für den Schreibvorgang (W wie Write). Diese Werte entsprechen meist X444 für den Lesevorgang und X333 für den Schreibvorgang. Je kleiner die Werte sind, desto schneller sind die Speicherzugriffe, aber umso größer ist das Risiko, dass Ihre Konfiguration instabil ist. Daher sollte darauf geachtet werden, diese Werte progressiv zu senken und sie dabei jedes Mal zu testen.

Die Wartezyklen

Die Optionen FP Mode DRAM Read WS und EDO Read WaitState charakterisieren die Synchronisierung des RAM im Lesevorgang, für die Speicherstecker DRAM und EDO (sie werden auch DRAM Read WS und DRAM Read Wait States genannt).

Mit dieser Option kann die Anzahl der Wartezyklen im Verhältnis zum Bussystem definiert werden, denn das Bussystem ist manchmal zu schnell im Vergleich zum Speicher, wodurch Blockaden verursacht werden können.

Sie können also versuchen, die Anzahl der Wartezyklen zu senken, um das System schneller zu machen. Wenn Sie allerdings Probleme haben, weil sie die Geschwindigkeit des Bussystems erhöht haben (overclocking), können Sie versuchen diese zu senken.

Es gibt auch interne Wartezyklen der Speicherstecker. Da die Daten wie in Tabellen gespeichert sind, gibt es zwei Signale: CAS (Column Address Strobe) und RAS (Row Address Strobe).

Diese Signale müssen zeitlich getrennt sein und die Frist zwischen diesen beiden Signalarten wird RAS to CAS delay genannt (übersetzt etwa "Frist zwischen den Signalen, die den Reihen entsprechen, und den Signalen, die den Spalten entsprechen").

Das Auffrischen

Es gibt zahlreiche Auffrischungsoptionen im BIOS. Um den Begriff des Auffrischens zu verstehen, ist es notwendig, die Funktionsweise eines dynamischen Speichers zu verstehen.


Ein dynamischer Speicher besteht aus einer großen Anzahl von Kondensatoren, die ihre Ladung mit der Zeit verlieren, das heißt dass der Speicher sozusagen nach und nach das Gedächtnis verliert. Dieses muss daher aufgefrischt werden, und zwar durch kleine elektrische Impulse, die die Kondensatoren wieder aufladen. Diese Impulse haben eine Dauer von etwa einer Millisekunde (1 ms). Die Zeit wird in einem Computer im Verhältnis zur Taktfrequenz ermittelt.

Man gibt daher die Dauer der Auffrischungsintervalle im Verhältnis zur Taktfrequenz an. 1 CLK entspricht einem Taktimpuls, während 2T oder 3T der Anzahl der Prozessorzyklen entspricht. Diese Werte müssen so niedrig wie möglich sein. Jeder Wert kann meist um eine Einheit gesenkt werden im Verhältnis zu dem von der Auto-Konfiguration festgelegten Wert.

Foto: © sergpet - 123RF.com

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Letztes Update am 21. Dezember 2017 21:35 von SilkeCCM.
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