Bios: centro di controllo dell’hardware
È uno dei mattoni elementari per il corretto funzionamento del Pc. L’ottimizzazione della sua configurazione assicura l’utilizzo efficiente dei componenti e delle risorse presenti.
A causa della sua età il Bios porta con sé alcune impostazioni che sono un retaggio storico necessario a garantire la compatibilità con alcune componenti hardware e con alcuni tipi di software. Soprattutto in questi ultimi anni sono stati fatti importanti tentativi per liberare il Bios da questo pesante fardello così come dalle interfacce di tipo legacy. Intel è ancora oggi una delle maggiori promotrici per la revisione dell’attuale struttura del Bios in favore di una più flessibile ed efficiente. Il 2004 sarà un anno importante per il progetto EFI (Extensible Firmware Interface) che stabilisce nuove caratteristiche per un’architettura modulare del Bios.
Ad ogni accensione il Bios prende immediatamente il controllo del sistema e si preoccupa in prima istanza di eseguire alcune procedure di diagnostica e di allocare le risorse. La routine di Post (Power On Self Test) verifica, uno a uno, il corretto funzionamento dei circuiti della scheda madre e di tutti i componenti installati. In caso di malfunzionamenti il Bios arresta la procedura di avvio; alcuni tipi di errori vengono segnalati per mezzo di bip, mentre per gli altri sono necessari particolari sistemi a led, presenti su alcune schede madri in commercio, che attraverso combinazioni di codici segnalano all’utente il tipo di errore che si è verificato. Superata questa fase, durante la quale anche l’utente può verificare a schermo che il sistema abbia riconosciuto in modo corretto l’hardware installato, il Bios inizializza l’elettronica e istruisce il Pc a ricercare un sistema operativo sul disco rigido o, in caso di particolari impostazioni, su un supporto floppy o Cd-Rom.
Il Bios è fornito con delle impostazioni di default che, come vedremo più avanti in questo articolo, possono essere configurate dall’utente. I dati relativi alle impostazioni sono archiviati in una memoria Cmos (Complementary Metal Oxide Semiconductor) che è in grado di conservare le informazioni con un basso consumo di energia elettrica; questa è fornita dalla piccola batteria a bottone presente su tutte le schede madri in commercio. Il Bios risiede invece in una memoria di tipo Flash, le cui caratteristiche principali sono di poter essere programmata via software e di mantenere le informazioni anche in assenza di alimentazione elettrica. Grazie a ciò è possibile implementare e installare nuove versioni del firmware per correggere errori e/o aggiungere nuove funzionalità.
Aggiornare il Bios
Proprio per l’importanza del ruolo che gioca al fine del corretto funzionamento del sistema, il Bios è, in alcuni casi, anche il responsabile di eventuali inefficienze e instabilità. Il produttore fornisce il proprio supporto all’utente sviluppando nuove versioni di questo pezzo di codice, specifico per ogni singolo modello di scheda madre, per garantire il corretto funzionamento del prodotto nelle più diffuse configurazioni operative.
In questa sezione ci riferiremo in modo esclusivo alle schede madri; in particolar modo per i prodotti di nuova produzione l’aggiornamento del firmware risulta spesso fondamentale. All’inizio della vita di una scheda madre lo sviluppo del suo Bios procede con aggiornamenti e correzioni molto frequenti per risolvere eventuali problemi e incompatibilità che emergono in fase di test con hardware e software differenti. Spesso anche le prestazioni risentono in modo non trascurabile all’aggiornamento del Bios, a volte in positivo e altre in negativo. Il nostro consiglio generale è che se il vostro Pc non presenta alcun problema (ad esempio di prestazioni o compatibilità hardware) e se versioni più recenti del software Bios non introducono correzioni o migliorie per voi significative, non è necessario procedere all’aggiornamento in quanto l’operazione comporta sempre un rischio di danneggiamento permanente dell’hardware. Questo discorso non vale solo per le schede madri, ma per tutti i dispositivi dotati di Bios come ad esempio i lettori e masterizzatori di supporti ottici e le schede grafiche.
Se intendete procedere all’aggiornamento, il primo passo da compiere è determinare la versione del Bios presente nel sistema al fine di reperire in modo corretto quella nuova. In fase di avvio compare una schermata con le principali indicazioni sui componenti installati e una stringa di identificazione del Bios (in alto a sinistra o in basso). È indispensabile identificare anche l’esatto modello della scheda madre facendo riferimento al manuale o, se questo non vi fosse d’aiuto, leggendo la serigrafia presente sul Pcb della stessa; se non siete pratici nel maneggiare l’hardware presente all’interno del telaio vi consigliamo di farvi affiancare o di affidarvi ad una persona esperta. Eseguiti questi passi è necessario effettuare una ricerca sul sito Web del produttore per verificare l’esistenza di nuove versioni del firmware e per scaricare la speciale utility necessaria all’aggiornamento. Da qualche anno a questa parte tutti i produttori forniscono quest’ultima sul Cd-Rom allegato alla piastra madre; in alcuni casi l’utility è salvata all’interno del chip in cui è presente il Bios e può essere caricata durante la fase di Post premendo uno speciale tasto indicato sullo schermo e differente a seconda del produttore. Se avete scaricato l’utility, dovrete provvedere a creare un dischetto d’avvio Dos sul quale trasferire la nuova revisione e il programma d’installazione.
Posto di disporre di tutto l’occorrente siete ora pronti per procedere all’aggiornamento, ma non prima di un doveroso avvertimento: in caso l’operazione non riuscisse in modo corretto, sussiste un’elevata probabilità che il sistema cessi di funzionare. Tra le principali cause di fallimento ricordiamo l’interruzione improvvisa dell’energia elettrica (se disponete di un sistema Ups siete al riparo da questo problema), un errore di lettura dal dischetto oppure il tentativo di installare una versione sbagliata del firmware. In tale eventualità, se il chip di memoria Flash non è saldato alla scheda madre è possibile rivolgersi a un centro d’assistenza specializzato che, a pagamento, provvederà a riprogrammare il chip.
Per mettere al riparo gli utenti da questo genere di rischi, molti produttori hanno aggiunto funzioni specifiche ai propri prodotti: un doppio chip per il Bios consente di mantenere operativo il sistema anche in caso fallisse la riprogrammazione di quello primario; appositi software, in presenza di un collegamento Internet, sono in grado di reperire in modo automatico un’eventuale nuova versione del Bios, risolvendo così il problema relativo a una incorretta identificazione del Bios. Dopo aver verificato e superato queste condizioni, per procedere all’aggiornamento è necessario avviare la macchina dal dischetto appena creato o attraverso il software integrato; vi consigliamo di effettuare una copia di backup del vecchio firmware prima di installare quello nuovo seguendo le istruzioni del programma. Al riavvio successivo è opportuno entrare nel menu di configurazione, caricare le impostazioni di default del nuovo software, salvarle, riavviare e quindi procedere alla nuova configurazione dei parametri. L’accesso al menu di configurazione avviene premendo un tasto specifico (ad esempio Canc, Esc, F1, F2, Ctrl+Alt+Esc) durante la fase di Post. Configurare e in special modo ottimizzare il Bios presuppone che si conosca l’influenza di ciascun parametro sul funzionamento del sistema. Nel corso delle numerose prove di schede madri abbiamo riscontrato che sono ancora pochi i prodotti il cui manuale sia chiaro ed esaustivo su questo punto. Di seguito tratteremo le voci principali, ricordandovi che non è detto che tutte siano presenti o identificabili con lo stesso nome anche nel vostro sistema.
Di solito il menu è suddiviso in Standard CMOS Features, Advanced Bios Features, Advanced Chipset Features, Integrated Peripherals, Power Management, PnP/PCI Configuration; a queste voci possono aggiungersene, a seconda del prodotto, altre come Frequency/ Voltage Control o come il Soft Menu III di Abit.
Standard CMOS Features (o Setup)
In questo menu sono presenti le impostazioni di base: l’orologio di sistema, le unità rilevate sui canali Ide, i floppy e la funzione per la gestione degli errori in fase di avvio, Halt On. Impostandola su All Errors il sistema interromperà la procedura d’avvio in presenza di un qualsiasi errore. È possibile selezionare impostazioni che istruiscano il Pc a non ricercare alcune periferiche come la tastiera (All, but keyboard) o il floppy (All, but floppy); quest’opzione risulta utile, ad esempio, con sistemi che vengono gestiti solo da remoto e ai quali, per questioni di sicurezza, viene rimossa la tastiera.
Nelle voci relative ai dischi potrebbe essere utile impostare su “None” la voce per le periferiche non presenti (in genere quelle Slave), così da guadagnare fino a qualche secondo in fase d’avvio (il sistema non li ricerca) se i dischi e i lettori ottici sono collegati a controller diversi da quelli del chipset. Consigliamo di lasciare in automatico la rilevazione dei parametri per le unità installate.
Advanced Bios Features (o Setup)
Quando l’opzione Virus Warning o Anti-Virus Protection è attiva il sistema presenterà un messaggio d’errore ogni volta che un software tenterà di scrivere nel Master Boot Record o nel settore di boot (non è protetto il contenuto del disco). Alcune utilità che accedono al settore di boot, in particolar modo quelle di diagnostica, potrebbero attivare questo tipo di errori; per il loro utilizzo sarà quindi necessario disattivare la protezione.
Sono da abilitare le voci CPU Level 1 Cache, CPU Level 2 Cache e CPU L2 Cache ECC Checking; esse controllano infatti l’attivazione delle memorie cache del processore e il protocollo di correzione degli errori relativo alla L2. L’Ecc assicura una maggiore stabilità, senza un reale decremento delle prestazioni.
Abilitando la voce Quick Power On Self Test si renderà più veloce la fase di Post; il Bios eseguirà l’autodiagnosi del Pc con test più corti e in minor numero. Se avete aggiornato la configurazione hardware disattivate questa opzione sino a quando avrete appurato la piena funzionalità e stabilità del sistema.
Per chi dispone di un processore Intel Pentium 4 con tecnologia Hyper-Threading (HT) consigliamo di abilitare la voce corrispondente che permette di sfruttare al massimo le potenzialità di questa famiglia di processori; Hyper-Threading rende più efficiente la pipeline di esecuzione grazie alla presenza di una seconda logica di controllo.
Gate A20 Option è la voce che controlla chi debba gestire il Gate A20. Grazie ad esso è possibile accedere alla memoria estesa (in modalità protetta), quella cioè al di sopra di 1 MByte. Se impostata su Fast, il controllo è del chipset, in caso contrario è del controller della tastiera. Il chipset è ovviamente molto più efficiente e poiché Windows fa un uso intenso di memoria in modalità protetta, questa opzione va lasciata su Fast per incrementare le impostazioni. Typematic Rate Setting se abilitata consente di stabilire il ritardo nella ripetizione dei tasti e la sua velocità. In Windows è possibile impostare via software queste opzioni. Lasciate attiva l’impostazione IDE HDD Block Mode per consentire il trasferimento di più settori contemporanei alla volta, velocizzando notevolmente gli accessi al disco. La voce HDD S.M.A.R.T. Capability permette di abilitare le funzioni S.M.A.R.T.(Self Monitoring Analysis and Reporting) oggi supportate da tutti i dischi in commercio per il monitoraggio e il rilevamento degli errori. Questa funzione non influisce sulle prestazioni ed è utile solo se affiancata da un apposito software di allarme.
Advanced Chipset Features (o Setup)
Questa sezione, insieme alla precedente, è una delle più ricche e vi si trovano le impostazioni che influiscono sull’efficienza del sistema nell’utilizzo dell’hardware installato.
CAS Latency Time controlla il tempo di ritardo, misurato in cicli di clock, che intercorre tra la ricezione da parte della memoria di un comando di lettura e il momento in cui quest’ultima è pronta per la trasmissione delle informazioni richieste. È quindi ovvio che minore è questo valore, più veloci saranno le transizioni dei dati. I valori possibili sono 3, 2.5 e 2; mentre è facile reperire moduli con valore Cas 3 e 2.5, quelli capaci di operare a Cas 2 sono molto più costosi.
DRAM RAS# to CAS# Delay imposta il ritardo, sempre misurato in cicli di clock, tra i segnali di accesso alle linee (Ras, Row Address Strobe) e alle colonne (Cas, Column Address Strobe) della memoria. A valori più bassi corrispondono prestazioni superiori, ma se modificando questo parametro osservate instabilità del sistema sarà necessario impostare valori alti. Active to Precharge Delay e DRAM RAS# Precharge indicano quanti cicli di clock sono impiegati per caricare i segnali Cas e Ras; anche in questo caso a valori minori corrispondono prestazioni superiori. Se i vostri moduli non supportano valori più bassi di quelli impostati dal controllo automatico delle informazioni Spd (Serial Presence Detect) potreste incorrere in errori e in eventuali perdite dei dati presenti in memoria. Per quanto riguarda le impostazioni della memoria Ram, è possibile trovare molte voci più specifiche, per le quali vi rimandiamo comunque al manuale della scheda madre. Potete trovare informazioni utili anche nella sezione dedicata alle memorie presente in questo articolo.
Caricare nella memoria di sistema i Bios di scheda madre e scheda grafica è inutile in Windows, dal momento che il sistema operativo fa un bypass dei Bios per guadagnare in velocità (voci corrispondenti System BIOS Shadowing e Video BIOS Shadowing da porre quindi su Disabled). Di conseguenza, è inutile anche il corrispondente caching. La voce Memory Hole 15M-16M va in genere lasciata disabilitata ed è presente per compatibilità con vecchie schede Isa che facciano uso della memoria sopra i 15 MByte. CPU Latency Timer, Delayed Transaction e Passive Release vanno in genere lasciate abilitate per garantire un supporto completo al bus Pci 2.1 e un’ottimizzazione dei buffer di interscambio dati.
La voce AGP Graphics Aperture Size stabilisce quale sia l’apertura di memoria Agp, ovvero quanta memoria di sistema può essere allocata dalla scheda grafica. La regola teorica prevede un valore uguale o superiore al doppio della memoria locale della scheda grafica aumentato di 12 MByte dedicati alla tavola degli indirizzi virtuali. Gli adattatori grafici moderni dispongono di un cospicuo quantitativo di memoria locale, di norma almeno 64 MByte, che offre prestazioni ben superiori a quelle ottenibili appoggiandosi alla memoria di sistema che, di fatto, è poco utilizzata. Il nostro consiglio è di impostare questa voce su 128 MByte in quanto valori superiori non forniscono incrementi di prestazioni, mentre aumentano la dimensione della tabella di traduzione degli indirizzi (Gart).
On-Chip Frame Buffer controlla la dimensione del buffer grafico creato nella memoria di sistema per quelle schede che utilizzano un chipset con grafica integrata. Impostate il massimo valore disponibile per ottenere le migliori prestazioni. Se siete in possesso di una scheda madre con chipset Intel di ultima generazione, dotato di Ich5, in questo menu troverete le voci necessarie a configurare in modo corretto i canali Ultra Ata, Serial Ata. Le impostazioni possibili sono: Disabled, per disabilitare il controller Serial Ata; Combined Mode, che permette di utilizzare i canali Serial Ata e un massimo di due unità su quelli Ultra Ata; Enhanced Mode, che abilita sia i canali Ultra sia Serial Ata; Sata Only per far operare gli host Sata in modalità Legacy, ovvero come canali primario e secondario. Chi dispone di una scheda madre dotata di Ich5R con funzioni Raid troverà in questo menù la voce per attivare il supporto e il corrispettivo Bios per la gestione degli array di dischi.
Integrated Peripherals
Questa sezione raccoglie le impostazioni dei dispositivi di comunicazione e di tutti gli altri componenti aggiuntivi integrati sulla scheda madre, come ad esempio controller per i dischi, interfacce di rete e controller Firewire. Specie con le ultime generazioni di schede madri che sono ricche di funzionalità questo menu si è arricchito di voci. Per ottimizzare le prestazioni del sistema lasciate attivi solo i componenti che realmente utilizzate. Supponiamo ad esempio che sia presente un controller aggiuntivo per i dischi; se non lo utilizzate vi consigliamo di disattivarlo in modo da liberare una parte delle risorse di sistema.
Power Management Setup
Qui si controllano le modalità di intervento dei meccanismi di risparmio energetico. Con i sistemi operativi Windows, in particolare con Windows 2000 e Windows XP, è consigliabile impostare la modalità Acpi come abilitata, lasciando invece disabilitata la voce Power Management by APM. L’Apm è infatti uno standard di risparmio energetico precedente all’Acpi e che lascia al Bios il compito di gestire le modalità a basso consumo. La contemporanea attivazione di entrambi gli standard è fortemente sconsigliata da Microsoft per i propri sistemi operativi. Le voci successive sono specifiche per ogni modello e possono prevedere l’accensione della macchina da tastiera, da modem, l’accensione a orari programmati ecc.
PnP/PCI Configuration
In questo menu è possibile forzare l’assegnazione delle risorse se si utilizza hardware che non supporta le specifiche Plug’n’Play. In generale le impostazioni andranno mantenute su Yes per la voce PnP OS Installed e su Auto per le rimanenti, in quanto l’hardware recente è tutto di tipo PnP così come i sistemi operativi Windows.
Altre impostazioni
Come abbiamo accennato poco sopra alcuni Bios, in special modo quelli di prodotti destinati all’overclock, dispongono di menu aggiuntivi, come il Frequency/Voltage Control, ove sono raccolte le impostazioni del processore, dei rapporti di frequenza tra i diversi bus di sistema e delle tensioni di alimentazione del processore, del chipset, dei banchi di memoria, del bus Pci e dell’interfaccia Agp. È difficile dare indicazioni generali sull’impostazione di queste voci in quanto ogni produttore effettua scelte differenti e poiché il successo di un overclock sia del processore sia delle memorie dipende in modo imprescindibile dalla qualità dei componenti installati. Vi rimandiamo quindi al manuale specifico del vostro modello per la spiegazione delle singole voci presenti in questo menu. Con Set Supervisor Password l’utente può impostare una password di sicurezza per l’accesso al Pc e al menu del Bios.
Cosa fare in caso di problemi
Il motivo principale per cui è consigliabile non armeggiare con le impostazioni avanzate del Bios, se non si hanno conoscenze sufficienti per poter riparare ad eventuali errori, è che il controllo che esse forniscono permette di configurare il sistema in modo tale che non sia più in grado di avviarsi. In questo caso è sufficiente riportare il contenuto della memoria Cmos alle impostazioni di fabbrica. Per fare questo è necessario individuare con l’aiuto del manuale uno specifico ponticello (di solito si trova vicino alla batteria a bottone). Consigliamo di effettuare questa operazione dopo aver scollegato il cavo di alimentazione. Cortocircuitandolo per alcuni secondi il contenuto della Cmos sarà resettato e il sistema ripartirà con le impostazioni di default. In caso l’operazione non riuscisse o se non fosse presente il ponticello per l’operazione di reset potete rimuovere la pila a bottone per un tempo sufficiente (circa 10 minuti) a far perdere il contenuto della Cmos. All’avvio successivo all’operazione di reset potreste incappare nel messaggio Cmos Checksum Error; questo è generato dal controllo checksum effettuato sul contenuto della Cmos e dalla mancata corrispondenza tra il byte di controllo salvato prima del reset e quello calcolato con le nuove impostazioni. In caso di funzionamento instabile vi consigliamo di caricare le impostazioni più conservative attraverso la voce Load Fail-Safe Defaults.
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