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Optimisation du BIOS

Mars 2015

Qu'est-ce que le BIOS?


Le BIOS (Basic Input Output System) est une petite mémoire située sur la carte-mère, dont les données définissent les paramètres du système. Certaines données sont inscrites dans une mémoire morte (ROM), il n'est donc pas possible de les modifier, par contre certains paramètres sont accessibles depuis le setup du BIOS, que l'on active dès le démarrage en appuyant généralement sur la touche <F1> ou <SUPPR> (il se peut qu'il s'agisse d'une autre touche, auquel cas au démarrage vous verrez un message du genre "HIT 'DEL' TO ENTER SETUP" qui signifie littéralement "Appuyez sur la touche 'DEL' pour entrer dans le SETUP". TO SETUP est un mot anglais qui signifie CONFIGURER, le setup du bios est donc en quelque sorte un "Panneau de configuration du BIOS".

Le setup du BIOS se présente généralement sous forme de menus que l'on sélectionne grâce au clavier (mis à part de rares BIOS qui exploitent la souris, comme le BIOS WIN d'AMI par exemple, présentant les sections sous forme de fenêtres). Les paramètres sont classés dans ces sections sous forme d'options pour lesquelles on a généralement un nombre de choix limité. Cependant, vu le nombre d'options présentes, l'ensemble des configurations possibles en faisant varier tous les paramètres du BIOS est immense. De plus, ces options sont systématiquement en anglais ce qui empêche les anglophobes d'optimiser leur machine à moins d'avoir un guide ;-)

Il n'existe pas un seul type de BIOS. Plusieurs constructeurs existent, mais les principaux BIOS sont actuellement

  • AMI BIOS (de American Megatrends)
  • Award BIOS ou BIOS Award
  • Phoenix BIOS

D'autre part, chacun de ces constructeurs fournit plusieurs versions de BIOS, si bien qu'on estime qu'il existe plus de 1800 versions de BIOS différentes...
C'est pour cela que nous étudierons uniquement les BIOS AWARD et les BIOS AMI

Pourquoi optimiser le BIOS?


La configuration du BIOS sert, comme nous l'avons vu, a permettre de régler le fonctionnement du chipset. On peut donc modifier des paramètres tels que la vitesse de transfert de données entre les différents composants de la carte-mère ainsi que la façon de laquelle ils s'effectuent.
Cependant, tous les paramètres par défaut (c'est-à-dire les paramètres tel qu'ils sont lorsque le constructeur vend le BIOS) sont configurés de telle façon que n'importe quel ordinateur utilisant ce BIOS fonctionne correctement sans modifier les paramètres. De plus, lorsqu'un assembleur (la personne ou l'entreprise qui monte les PC) fournit un PC, il ne s'occupe généralement pas d'optimiser le BIOS pour vous. En effet, pour une telle entreprise, un PC monté rapidement c'est généralement une grande somme d'argent gagnée car la demande est grande. Toutefois ces paramètres standards sont aussi les paramètres les moins avantageux pour votre configuration.

Ainsi, en optimisant le BIOS il est possible de gagner jusqu'à plus de 50% de puissance supplémentaire!
Cette opération prend cependant du temps car il ne faut pas modifier tous les paramètres à la fois. En effet, il est préférable de modifier un ou deux pramètres puis de lancer le système, tout en testant si il fonctionne correctement. Le mieux étant d'utiliser des logiciels appelés Benchmark qui permettent d'évaluer les performances du système en attribuant une note relative à des tests effectués.
Effectivement, il peut arriver que votre ordinateur se révéle d'une très grande rapidité tout en générant un tas d'erreurs (telles que des bugs ou des plantages) le rendant instable (comme dans le cas de l'overclocking).

A quoi ressemble le setup du BIOS?


Les différents BIOS offrent à peu près les mêmes fonctions, leur présentation varie toutefois d'un constructeur de BIOS à l'autre (un même constructeur gardera généralement la même présentation). On retrouve généralement les rubriques suivantes :

  • 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

La fonction Video ROM BIOS shadow


La vidéo peut légèrement être accélérée grâce au paramètrage du BIOS.

Il est vrai que la ROM BIOS contient des routines (lignes de programme) spécialement dédiées à l'affichage graphique, cependant la ROM est lue octet par octet, ce qui rend l'accès à ces données extrêmement lente. La fonction shadow RAM ou vidéo ROM BIOS shadow permet de copier dès le démarrage le contenu de cette ROM (temps d'accès de l'ordre de 170 ns) dans la RAM (temps d'accès de l'ordre de 60ns pour les barrettes de mémoire SIMM, 10ns pour les mémoires DIMM). Pour information, la zone de mémoire dans laquelle la ROM est copiée-collée se site entre 640KO et 1024Ko, on l'appelle Adaptersegment.
Cette option est intéressante pour les jeux et les applications graphiques tournant sous MS-DOS car ils utilisent cette ROM.

Toutefois, les systèmes d'exploitation récents (Windows 95 et 98, Windows NT, OS/2, ...) possèdent tous leurs propres drivers de carte vidéo (gestionnaires d'affichage graphique), ainsi la fonction shadow RAM (ou vidéo ROM BIOS shadow) peut être désactivée pour les possesseurs de systèmes d'exploitation récents ne travaillant plus sous DOS.

D'une manière générale, de nombreux périphériques possèdent une ROM (dont le temps d'accès n'est pas des plus avantageux), le contenu de celle-ci (connaissant son adresse exacte) peut donc être copiée en RAM grâce à la fonction ROM shadow du BIOS. Toutefois l'utilisation de cette option est déconseillée car la plupart des adaptateurs (cartes) possèdent désormais leur propres drivers, si bien que l'intéraction peut provoquer des dysfonctionnements.

Désactiver les options inutiles


Certaines options du BIOS sont parfois inutiles pour les PC récents ou pour l'utilisation que vous en faîtes (options de réseau, ...), il est ainsi possible d'accélérer le démarrage en les désactivant.


L'anti-virusLe BIOS dispose d'un petit anti-virus qui empêche toute écriture sur le secteur Boot de votre disque dur. Seule l'installation d'un nouveau système d'exploitation nécessite l'accès à cette partie (très sensible) du disque. Il suffit d'activer l'option Virus Warning
Le recalibrage du lecteur de disquettesA chaque démarrage, le BIOS recalibre le lecteur de disquettes, c'est-à-dire qu'il détermine si le lecteur de disquette est de type 40 ou 80 pistes. On peut l'éviter en désactivant l'option Boot Up Floppy Seek.
La mémoire-cacheEn configurant correctement la mémoire cache, on peut améliorer considérablement les performances de l'ordinateur. Suivant la machine, il est souvent utile d'activer les options CPU Internal Cache
et CPU External Cache. Il est donc conseillé de faire des tests avec ces options activées et désactivées pour obtenir les meilleurs résultats...
Désactiver les tests au démarrage pour gagner du temps

Les tests mémoire effectués par le BIOS sont totalement inutiles. Si ces options existent désactivez les :

Above 1 MB Memory Test

Memory Parity Check Error

Memory Test Tick Sound

Activez par contre l'option Quick Power On Self Test
qui accélère le démarrage de votre PC.

Le mode bloc des disques dursLe mode bloc permet au système de transférer plusieurs secteurs d'un seul coup. Activez l'option IDE HDD Block Mode
si votre disque le permet..
Vitesse de répétition du clavierEn activant l'option Typematic Rate Setting (vitesse de répetition du clavier, c'est-à-dire la vitesse à laquelle le clavier réécrit un caractère lorsque l'on laisse le doigt sur une touche). Les options Typematic Rate
et Typematic Delay
définissent la fréquence de répétition d'une touche et l'intervalle de temps nécessaire à une répétition de touche. Les valeurs de 30 et 250
sont les valeurs optimales.
Vitesse d'accès à la mémoireL'option DMA Clock définit la vitesse d'accès direct à la mémoire. Plus la valeur entrée est haute, meilleurs sont les résultats. Il faut modifier cette valeur petit à petit (en l'augmentant) pour trouver le réglage optimal (dépend de votre carte-mère).
Performances de la mémoireActivez les options DRAM Fast Leadoff, <gras>DRAM Posted Write Buffer

Réglez la valeur DRAM Read Burst à la valeur la plus basse supportée par votre PC.
Performances du PCIActivez les options CPU to PCI Posting, PCI Burst et PCI to CPU Posting permettant respectivement de créer un système de buffer pour contenir les données envoyées par le CPU vers le bus PCI, de transférer plus de données à la fois et de gérer un buffer PCI vers CPU.
Performances de l'AGPL'option AGP Aperture Size permet de définir la mémoire attribuée aux textures. Plus celle-ci est élevée, plus les accès mémoire seront rapides. Modifiez donc cette valeur pas à pas pour trouver le réglage optimal.
Boot sequenceL'option Boot sequence permet de définir l'ordre dans lequel le système va choisir les lecteurs sur lesquels il va démarrer. La séquence d'amorçage commence généralement par le lecteur de disquettes (séquence A, C), ce qui signifie que si le système détecte une disquette dans le lecteur, il va vérifier si celle-ci contient un secteur d'amorçage puis booter dessus s'il en existe un, dans le cas contraire il enverra un message d'erreur spécifiant que la disquette n'est pas bootable, ou n'est pas une disquette système (exemple de message:
"Non-system disk or disk error, Replace and strike any key when ready" ce qui signifie "La disquette n'est pas une disquette système ou bien il y a une erreur de disque-dur, retirez-la et appuyez sur n'importe quelle touche pour continuer" ;).
Cette option est inutile dès lors que vous n'avez pas l'intention de démarrer à l'aide d'une disquette système. En effet cette option ralentit de façon conséquente le démarrage de l'ordinateur et est de plus très énervante lorsque vous avez, comme moi, tendance à oublier une disquette dans le lecteur. Pour désactiver cette option il faut modifier (à l'aide des touches PgUp et Pgdown) la séquence de boot, et mettre une séquence du genre 'C, A'. Il ne faudra pas oublier de remettre la séquence 'A, C' le jour où vous voudrez démarrer avec une disquette système.
Auto-détection des disquesLa détection des disques durs au démarrage est une opération un peu longue, pour peu que vous ayez plusieurs disques durs. Pour gagner du temps au démarrage il est donc conseillé de fixer les paramètres de vos disques durs dans le STANDARD CMOS SETUP. Soit vous connaissez le nombre de cylindre, de pistes, de secteurs par piste de votre disque dur (ces valeurs sont généralement inscrites sur le disque) auquel cas vous les rentrez manuellement ou bien vous lancez la détection automatique des disques dur (IDE HDD AUTO DETECTION) qui vous déterminera ces valeurs...

Les paramètres du BIOS concernant la mémoire


Les temps d'accès à la mémoire ont une grande importance dans le BIOS en matière de performances. Ainsi, en réglant les nombreux paramètres il est possible d'obtenir un gain allant jusqu'à 20% par rapport à la configuration automatique par défaut.

Les paramètres concernant la mémoire sont généralement dans la section "Chipset Features Setup". Ces paramètres sont :

  • Les cycles d'attente (waitstates)
  • Les accès en salves
  • Le rafraichissement



Pour pouvoir modifier ces valeurs, il s'agit dans un premier temps de désactiver la configuration automatique en attribuant à l'option Auto Configuration la valeur disabled (la valeur enabled attribue les réglages les plus sûrs pour tous les types de mémoire, donc les moins rapides... il est toutefois intéressant de les noter car cela constitue un point de départ). Il s'agira d'aller modifier une par une les options puis à chaque essai noter la valeur précédente et la nouvelle valeur pour la remodifier si vous voyez un problème apparaître après changement.

L'accès en salves


Pourquoi existe-t-il différents réglages pour la mémoire?
Car il existe une grande variété de types de mémoires ayant chacune des paramètres de réglage différents.

L'option DRAM R/W comprend deux valeurs: la première valeur correspond au nombre de cycles du processeur pour la lecture (R comme Read), la seconde pour l'écriture (W comme Write). Les valeurs sont généralement X444 pour la lecture, X333 pour l'écriture (plus vous mettez des valeurs petites, plus les accès à la mémoire seront rapides, mais plus votre configuration risque d'être instable. C'est pourquoi il faut veiller à diminuer progressivement ces valeurs en les testant à chaque fois).

Les cycles d'attente


Les options FP Mode DRAM Read WS et EDO Read WaitState caractérisent la synchronisation de la RAM en lecture pour les barrettes de mémoire DRAM et EDO (elles sont parfois appelées DRAM Read WS, DRAM Read Wait States, ...). Cette option permet de définir le nombre de cycles d'attente par rapport au bus système, car le bus système est parfois trop rapide par rapport à la mémoire ce qui provoque généralement des blocages.
Ainsi, vous pouvez essayer de baisser le nombre de cycles d'attente pour accélérer le système. Si par contre vous avez des problèmes car vous avez augmenté la vitesse du bus système (overclocking), vous pouvez essayer de les baisser...

Il existe aussi des cycles d'attente internes aux barrettes de mémoire. Les données étant stockées comme dans des tableaux, il existe deux signaux :

  • CAS (Column Address Strobe)
  • RAS (Row Address Strobe)

Ces signaux doivent être espacés dans le temps, et ce délai entre les deux types de signaux est appelé RAS to CAS delay qui pourrait se traduire par "délai entre les signaux correspondant aux lignes et les signaux correspondants aux colonnes"

Le rafraîchissement


Il existe de très nombreuses options de rafraîchissement dans le BIOS. Pour comprendre la notion de rafraîchissement il est nécessaire de connaître le fonctionnement d'une mémoire dynamique.

Une mémoire dynamique est composée d'une multitude de condensateurs qui perdent leur charge au cours du temps, c'est-à-dire que la mémoire perd progressivement ... la mémoire. Il faut donc la lui rafraichir grâce à de petites impulsions électriques qui viennent recharger les condensateurs. Ces impulsions ont une durée de l'ordre de la milliseconde, or le temps dans un ordinateur est repéré par rapport à la fréquence d'horloge. On indiquera donc les durées des intervalles de rafraîchissement par rapport à la fréquence d'horloge ("1 CLK" correspond à une impulsion d'horloge tandis que "2T ou 3T" correspond au nombre de cycles processeurs (CPU)). Ces valeurs doivent être les plus faibles possible pour avoir une bonne optimisation. Chaque valeur peut généralement être baissée d'une unité par rapport à la valeur fixée par l'auto-configuration.

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