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Shuttle AN51R

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Seite 5: BIOS, Cool&Quiet und Stabilität

Das BIOS :

Das BIOS (Basic Input-Output System) ist mehr als 20 Jahre alt und damit die älteste Softwaretechnik innerhalb der PCs. Es wird in den ersten Sekunden nach dem Einschalten des PCs aufgerufen, der so genannten Pre-Boot-Phase, also noch bevor das Betriebssystem geladen wird. Allerdings gibt es das Bios nicht mehr lange, wie Intel mitteilt :

Der Firmware Foundation Code von Intel ist ein Ergebnis des Projektes mit Codenamen „Tiano“ und sorgt dafür, dass der Nachfolger des BIOS auf neuester Softwaretechnologie basieren wird. Er wurde speziell im Hinblick auf neue Ausstattungsmerkmale und Dienste entwickelt, zu denen beispielsweise die verbesserte Verwaltung und Betriebsfähigkeit, sowie Schnittstellen für administrative Aufgaben gehören.

Bald brauchen wir uns also nicht mehr durch die blauen Menues hangeln, um an die Hardwareeinstellungen zu kommen. Bislang bleibt das Bios aber der Grundstein für eine gute Gesamtperformance, auf die es bei den Mainboards im allgemeinen ankommt. Auch werden hier alle wichtigen Drähte in Bezug auf Overclocking und Onboard-Features gezogen. Nun werden wir prüfen, wieviel Sorgfalt die Ingeneure bei der Programmierung dieses BIOS an den Tag gelegt haben.

Wie immer widmen wir uns zuerst visuell dem BIOS, das heißt wir schießen einige Screenshots, um den Aufbau und die einzelnen Funktionen des Menüs zu veranschaulichen. Auf den folgenden Screenshots sind die Menu-Punkte aus dem BIOS des 22.04.2004 ersichtlich :

Durch Klick auf die Bilder gelangt man zu einer vergrößerten Ansicht

Eine wichtige Vorraussetzung für gute Performance ist die Abschaltbarkeit der Onboard-Komponenten. Besonders beim nForce3 250 sind im MCP-Chip eine Vielzahl dieser Features integriert. Im Integrated Peripherals Menu unter dem Unterpunkt Onboard PCI Devices sind alle Onboard-Geräte deaktivierbar. Im Unterpunkt Onboard Super I/O Devices können auch ungenutzte Super I/O Funktionen problemlos abgeschaltet werden und verbrauchen damit keine Ressourcen mehr.

Zur ACPI-Funktion : Zum Ersten kann die Funktion an sich aktiviert bzw. vollkommen abgeschaltet werden. Weiterhin kann der Benutzer zwischen den Modi "S1/POS", "S3/STR" sowie "S1&S3" wählen. Mit dieser Funktion hatten wir keine Probleme - alles funktionierte innerhalb der vorgegebenen Parameter. Eine Power-On-By Keyboard-Funktion ist ebenfalls enthalten.

Stets werfen wir auch einen kritischen Blick auf das PC Health Menu, welches besonders bei den heutigen Belastungen wie Overclocking und Co. eine wichtigere Rolle denn je spielt. Über den vorhin angesprochenen WinBond Chip werden alle wichtigen Vitalfunktionen des Mainboards per Hardwaremonitoring überwacht. So können schlussendlich im BIOS die Temperaturen aller installierten Sensoren, die gegenwärtigen Drehzahlen der an das Mainboard angschlossenen Lüfter sowie die Spannungen ausgelesen werden, die das Netzteil dem Mainboard zu Teil werden lässt. Selbst die Spannung der BIOS-Batterie kann direkt überprüft werden. Auch die oft vergessene RAM-Voltage kann ausgelesen werden.

Sehr wichtig für die allgemeine Performance ist natürlich der Arbeitsspeicher. Im BIOS eines Mainboards muss es möglich sein, die Latenzzeiten des Speicher in der gewünschten Manier anzupassen. Die Latenzen wirken sich im wesentlichen nur geringfügig, in den Augen von Perfektionisten wohl aber spürbar auf die Gesamtperformance eines Systems aus. Einstellungsmöglichkeiten findet man im Advanced Chipset Features Menu unter der DRAM Configuration Option. Wir verweisen aber darauf, dass es nur erfahrenen Anwendern empfohlen wird, an den entsprechenden Einstellungen Änderungen vorzunehmen, da es hier gegebenenfalls zu unkontrollierbaren Fehlfunktionen im System kommen kann.

  • Max Mem Clock : Wählbar zwischen 100, 133, 166 und Auto (200)
  • 1T/2T Memory Timing : Wählbar zwischen 1T und 2T sowie Auto
  • CAS Latency : Wählbar zwischen 2; 2,5 und 3, realistische Werte 2 und 2,5
  • T(RAS, Active to Precharge) : Einstellbar, realistische Werte 4 bis 6, einstellbar sind Werte von 5 bis 15
  • T(RCD, Active to CMD) : Einstellbar, realistische Werte 2,3,4,5,6,7
  • T(RP, Precharge to Active) : Einstellbar, realistische Werte 2,3,4,5,6

Die Einstellungsmöglichkeiten den Speicher betreffend sind soweit in Ordnung, da im wesentlichen durch den Mainboardhersteller hier nicht viel mehr angeboten werden kann. Gründe hierfür sind, dass die Arbeit den Speicher betreffend nicht mehr so stark von den Mainboard- oder Chipsatzherstellern beeinflusst werden kann, sondern von AMD selbst. Weiterhin behält auch NVIDIA hier einen Daumen drauf, denn bei VIA-Mainboards kann man etwas mehr Flexibilität erkennen. Demnach liegt es auch nicht mehr im Machtbereich des BIOS-Programmieres, mit dem Speicher Wunder zu vollbringen, sondern in den Händen von AMD und den Bios-Designern von NVIDIA.

Für das frühe Beta-Bios, welches das Mainboard mit sich bringt, sind wir bereits begeistert - Shuttle liefert hier mehr Optionen als manch anderer Hersteller nach einem halben Jahr...

 

Cool and Quiet-Support :

Selten waren wir von einer Technologie so überzeugt - wenn sie denn funktioniert. AMD hat in die Athlon 64-CPUs die Möglichkeit eingebaut, die CPU-Last zu überwachen und wenn der Prozessor nicht ausgelastet ist, sowohl die CPU Frequenz wie auch die CPU-Spannung zu senken. Daraus ergeben sich hervorragende Stromsparmöglichkeiten und das System bleibt auch kühler als unter normaler Idle-Leistung mit vollem Takt und voller Prozessorspannung. Da das ganze binnen weniger Taktzyklen aktiviert und deaktiviert werden kann, ist das System auch nur marginal langsamer, der Performanceverlust kann praktisch vernachlässigt werden und ist praktisch auch nicht meßbar.

Allerdings werden für das Cool&Quiet Feature nicht nur der Support des Mainboards benötigt, sondern auch einige Tools und Treiber. Den notwendigen Athlon 64 Prozessor Treiber findet man direkt auf der AMD Webseite für alle gängigen Betriebssysteme. Ebenfalls auf dieser Seite findet man die notwendige Software, die das Cool&Quiet Feature kontrollierbar macht.

Ist der Treiber installiert, kann man die Energieeigenschaften einstellen :

Sobald man das Energiespar-Schema auf "Minimalen Energieverbrauch" gestellt hat, schaltet die CPU bei geringer Last von 2000 auf 800 MHz zurück, wie auf dem folgenden Screenshot unschwer zu erkennen ist. Die Aktivierung erfolgt wie angedeutet über das BIOS, demnach wird der Front Side Bus auf 80 MHz heruntergefahren und die neue Taktfrequenz liegt an.

So einfach, wie es auf den ersten Blick scheint, ist das Aktivieren aber nicht in jedem Fall. Schon seit längerem mussten wir feststellen, dass es mit Cool´n´Quiet massive Stabilitätsprobleme gibt, wenn zwei Speicherriegel eingesetzt sind. Vor kurzem hofften wir noch, dass die Hersteller diese Macke mittels einer neuen BIOS-Revision beheben können - mittlerweile wissen wir aber, dass dies nicht möglich zu sein scheint. Viel mehr vermuten wir die Problematik im Inneren des Athlon64, wo das Cool´n´Quiet und eben auch der Memory-Controller eingebettet sind.

Auch beim AN51R ist dies der Fall - bei dem Einsatz von zwei Modulen friert Windows XP beim Einsatz der C&Q-Option sofort ein. Wer also C&C nutzen möchte, muss sich auf den Einsatz eines Speicherriegels beschränken, sofern der Prozessor noch das erste Stepping hat. Vermutlich wurde der Knackpunkt im neuen CG Stepping für den Athlon64 ausgebügelt. Leider konnten wir dies noch nicht nachprüfen, da uns hierfür die Ressourcen fehlen, eine CPU mit CG-Stepping für den Sockel 754 erreichte uns von AMD leider nie. Weiterhin haben wir in unseren vergangenen nForce3 250 Tests bemerkt, dass das Auslesen von Spannungen im Windows lediglich kuriose Resultate lieferte. Mehr als 3V Prozessorspannung wurden uns angezeigt, Grund zur Beunruhigung gab es allerdings nicht, da es sich hier um einen reinen Anzeigefehler handelte. Beim AN51R erfahren wir erst gar nichts über die Spannung, mit welcher der Prozessor arbeitet...

 

Die Stabilität :

Das BIOS ist die eine Seite, die Praxis wieder eine ganz andere. Ob die Einstellungen, die im BIOS vorgenommen werden, dann auch schlussendlich im Betrieb korrekt umgesetzt werden, prüfen wir im folgenden Test. Besonders seit den Pannen mit dem nForce3 im Septemper 2003, als praktisch keiner unserer Speicher so richtig laufen wollte, haben wir diese Tests ausgebaut und führen sie auch besonders akribisch durch. Im Härtetest gilt es, unter Vollbestückung der Erweiterungssteckplätze und Lastbetrieb eine gewisse Zeit ohne Absturz zu überdauern. Wie gesagt testen wir nun auch die Speicherkompatibilität mit mehreren Modulen, sowohl Markenprodukten, aber auch kostengünstigeren No-Name-Rams.

Direkt nach der BIOS Analyse führen wir unsere allgemeinen Stabilitätstests durch. Hierfür besetzen wir alle PCI-Solts mit entsprechenden Erweiterungskarten, um den Computer mit einem Maximum zu belasten. Auch die Onboard-Features werden aktiv belassen, um mögliche Ressourcenkonflikte geradezu zu provozieren. Des weiteren testen wir verschiedene Speichermodule auf ihre Kompatibilität - dazu aber die kleinere Tabelle weiter unten...

Shuttle AN51R

1. PCI : FritzCard PCI (32bit/33 Mhz)
2. PCI : Soundblaster Audigy (32bit/33 Mhz)
3. PCI : Yes 9652 Ethernet (32bit/33 Mhz)
4. PCI : Hauppauge WinTV Theater(32bit/33 Mhz)
5. PCI : Firelink USB 1.1 (32bit/33 Mhz)
Alternativ : Onboard-Sound , Firewire, USB2.0, LAN, Serial ATA immer aktiv

PCI-Belastungstest
Speicherkompatibilität
Noname DDR
siehe Tabelle
Speicherkompatibilität
Marken-PC3200
siehe Tabelle
Laufverhalten /
Belastung AGP / CPU

Um eine besonders hohe PCI-Last zu erzeugen, lassen wir unsere WinTV Theater aus dem Hause Hauppauge zum Einsatz kommen. Durch die aktiven Onboard-Geräte wird der PCI-Bus zusätzlich noch belastet. Nichts desto trotz bleibt das System stabil. Demnach gibt es auch keine Probleme mit der Verteilung der Interrupts an die einzelnen Komponenten, obwohl im Handbuch nicht ale Ressourcenkanäle aufgelistet waren und somit schon ein kleines Mißtrauensverhältnis bestand.

Shuttle AN51R - Speicherkompatibilität PC3200
Speicher
Default-Timings
eingesetzte Module
Status DDR400
Stabilitätstest
TwinMos Winbond CH5 PC3200 Single Sided
2.5-3-3-8
2x 256MB
ok
ok
TwinMos TwinMos PC3200 Single Sided
2.5-3-3-8
2x 256MB
ok
ok
TwinMos Winbond CH5 PC3200 Double Sided
2.5-3-3-8
1x 512MB
ok
ok
TakeMS PC3200 Single Sided
2.5-3-3-8
2x 256MB
ok
ok
Corsair TwinX XMS3200 Low Latency
2.5-3-3-8
2x 256MB
ok
ok

Alle Riegel liefen entsprechend ihrer Spezifikationen. Auch im Windows wurden alle programmierten Timings in der richtigen Weise ausgelesen. Selbst auf dem Post-Screen werden die eingestellten Timings zum besseren Überblick nocheinmal dargestellt.

Demnach können wir weder am BIOS noch an der Stabilität und Kompatibilität des Mainboards etwas kritisieren. So können wir beruhigt zur nächsten Seite übergehen und einen Blick auf das Overclocking werfen. Auch hier sind wir recht zuversichtlich, zumal wir bereits beim Soltek EQ3801 sehen konnten, dass der nForce3 250Gb wieder ein recht overclockingfreundlicher Chipsatz ist und auch unser letzter Test mit einem fürs Übertakten bekannt gewordenen Hersteller (EPoX) sehr positiv verlief.