конфигурация super io что это в биосе
Super I/O
Super I/O ( Super Input/output ) — класс сопроцессоров, используемых после 1980-х годов на материнских платах компьютеров путём сочетания функций многих контроллеров.
Сначала одной платой, которая устанавливалась расширения, микросхемой, что привело числа контроллеров, сложности компьютера
Super I/O объединяет интерфейсы различных низкочастотных устройств. включает следующие функции:
— контроллер дисковода гибких дисков (floppy);
— контроллер параллельного порта;
— контроллер последовательных (COM) портов.
Super I/O также может включать интерфейсы, такие как игровой (MIDI или джойстик) или
Изначально Super I/O связывались через шину ISA. Одновременно компьютеров происходило смещение Super I/O, сперва VLB, затем стала использоваться шина PCI. Современные Super I/O используют шину LPC (интерфейс которой предоставляет южный мост материнской платы) реализованы чипсета.
Функции современной микросхемы Super I/O
— реализацию интерфейса ESI ( Enterprise South Bridge Interface ) PCI Express обеспечивающим 8-ми кратный потоком передачи Controller Hub (MCH);
— совместимость 1.0a и 2.0a с пецификации шины PCI Express;
— совместимость 2.3 Спецификации шины PCI поддержки работы
— логическая поддержка режимов потребления питания ACPI;
— реализация контроллера Enhanced DMA, контроллера прерываний часов реального времени;
— интегрированный контроллер serial ATA DMA операциями портах AHCI;
— интегрированный контроллер IDE, обеспечивающий работу режимов Ultra ATA100/66/33;
— интегрированный контроллер интерфейса USB восьми портов; содержит четыре интегрированных контроллера UHCI;
— один интегрированный высокоскоростной EHCI контроллер, обеспечивающий работу USB 2.0;
— сдвоенный гигабитный MAC обеспечивающий работу IEEE 802.3 интерфейса SerDes/Kumeran для компонентов;
— обеспечивает работу гигабитного Ethernet;
— интегрированный контроллер платы прошивкой ПЗУ, обеспечивающий расширяемость через внешнюю
— совместимость 2.0 SMBus поддержкой I2° C устройств;
— интегрированный аудиоинтерфейс (AC’97 High Definition Audio),
— поддержку интерфейса Firmware Hub (FWH).
Дополнительные функции Super I/O :
— управляет процессами перезагрузки первоначального старта центральным процессором выполнение инструкций, перезапускает компьютер;
— переводит компьютер останова срабатывания защиты при открытии корпуса
Настройка BIOS материнской платы
Правильная сборка компьютера – еще не гарантия его работы на 100% производительности. Желательна подкрутка параметров аппаратных средств ПК. Каждый пользователь подгоняет систему под себя. Для одних важно максимальное быстродействие, для других – низкий уровень шума. Этот выбор делается в BIOS материнской платы.
Выполнять настройку BIOS компьютера приветствуется в следующих случаях:
Настройка BIOS материнских плат Gigabyte
Для входа в BIOS плат фирмы Gigabyte при загрузке компьютера нажимаем клавишу Del. На главной странице (M.I.T. Current Status) увидим текущую версию BIOS, множитель частоты системной шины, величины частот CPU и оперативки, объем памяти, температуру и напряжение центрального процессора.
Оперативная память
На начало 2018 года самый распространенный тип оперативной памяти для ПК – это DDR4, частота которой достигает 4266 МГц, что намного выше, чем у DDR3. По умолчанию память RAM работает на частоте 2133 МГц. Поэтому необходимо ее перевести на частоту, соответствующую спецификации. Значение частоты зашито в профиле X.M.P. Для ее активации находим параметр Advanced Memory Settings, далее – Extreme Memory Profile (X.M.P.) и выставляем значение Profile1.
Для энтузиастов доступен разгон памяти путем изменения таймингов (Channel A/B Memory Sub Timings) и напряжения (DRAM Voltage Control).
Настройки видеоадаптера
На следующем этапе настройки концентрируем внимание на графическом адаптере. В этом нам поможет вкладка Peripherals. Если конфигурация системного блока не предполагает использования дискретной видеокарты, то активируем встроенное в CPU графическое ядро: Initial Display Output – выбираем IGFX. Этот адаптер использует некоторое количество от общей оперативной памяти компьютера. Для изменения ее объема в разделе Chipset кликаем на DVMT Pre-Allocated и останавливаемся на максимально возможном значении. А в DVMT Total Gfx Mem делаем активным размер MAX.
При наличии внешней видеокарты параметр Initial Display Output меняем на PCIe 1 slot (слот PCIEX16) или PCIe 2 slot (слот PCIEX4), а значение Internal Graphics в подменю Chipset – на Disabled. Это делается для снижения нагрузки на CPU. При наличии двух мониторов возможно использование сразу двух графических адаптеров – внешнего и встроенного – выбор за пользователем.
Управление вентиляторами
Что главное – поддержание минимально возможной температуры внутри корпуса или тишина? Ответ кроется в типе используемого видеоадаптера. Если он выделяет много тепла (от 150 Ватт), то отработанный горячий воздух необходимо как можно быстрее удалить из корпуса. Этим занимаются кулеры, располагаемые спереди, сзади и вверху системного блока. Они подключены в соответствующие разъемы на материнской плате. Но при нетребовательных задачах современный графический адаптер потребляет мало энергии. Поэтому в большом разделе M.I.T.\PC Health Status в подменю 1st System Fan Speed Control, 2nd System Fan Speed Control и 3rd System Fan Speed Control устанавливаем параметр Normal, который будет автоматически изменять скорость вращения лопастей исходя из температуры в системе. Можно активировать и собственный график этой зависимости, выбрав Manual. Эти значения устанавливаются в подразделе Fan Speed Control для каждого кулера. Если за видео графику отвечает встроенный в ядро CPU адаптер, то для уменьшения шума используем тихий режим – Silent.
В этом же разделе параметр CPU Fan Speed Control (CPU_FAN Connector) отвечает за регулирование скорости вращения процессорного кулера. Доступны следующие опции: Normal (автоматическая работа, зависящая от температуры ядер центрального процессора), Silent (вентилятор работает на пониженных скоростях), Manual (ручное управление), Full Speed (максимально возможная степень вращения).
Сигналы тревоги
Спецификации центральных процессоров подразумевают их функционирование до 100 ºС. Но чем ниже температура внутри CPU, тем дольше он проработает. Поэтому BIOS предлагает установить пороговое значение этого параметра, по достижении которого включается аварийное оповещение. Находим в меню M.I.T.\PC Health Status строку CPU/System Temperature Warning. По умолчанию она имеет значение Disabled. Для процессоров с небольшим тепловыделением рекомендуется изменить его на 70 ºС/158 ºF, а для “горячих” – 90 ºС/194 ºF. Этот параметр зависит от того, как эффективно кулер отводит тепло от крышки процессора. Данная настройка применима и для корпусных вентиляторов охлаждения.
Оптимизация работы периферийных устройств
Для установки операционной системы необходимо, чтобы компьютер при запуске обратился к диску, где находится дистрибутив операционки. Задать эти параметры можно в BIOS Features, зайдя в Boot Option Priorities, где в качестве первого загрузочного диска выбираем HDD, SSD, USB или DVD.
В любой материнской плате встроен аудио контроллер. Если пользователя не устраивает качество звучания, он добавляет в порт PCI или USB внешнюю звуковую карту. Тогда необходимо отключить интегрированный звук в меню Chipset – Audio Controller.
Заключительный этап
Подтверждение или отмена сделанных изменений BIOS делается в секции Save & Exit:
Настройка BIOS материнских плат Asus
Чтобы войти в BIOS системной платы производителя Asus, следует нажать на Del или F2. Здесь доступны два режима – EZ Mode и Advanced Mode. По умолчанию загружается EZ Mode. Для перехода во второе состояние необходимо внизу найти соответствующую ссылку или использовать клавишу F7. Рассмотрим более подробно Advanced Mode.
Опции, отвечающие за работу кулеров в системе, находятся в QFan Control (F6). Здесь имеются предустановленные и ручной профили для процессорного и корпусных вентиляторов: Standard, Silent, Turbo, Full Speed, Manual. В ручном режиме можно построить зависимость степени вращения каждого кулера от температуры.
Отключить функцию управления охладителями можно в меню Monitor\Q-Fan Configuration. Доступно регулирование и 3-х пиновых вентиляторов, выбрав режим DC Mode.
Утилита EZ Tuning Wizard (F11) позволяет разогнать процессор c учетом типа его охлаждения. Это актуально для обладателей процессоров Intel с индексом К. В подменю ОС выбираем сценарий для компьютера повседневного использования (Daily Computing) или игрового ПК (Gaming/Media Editing). Потом кликаем на пиктограмму с боксовым, башенным или жидкостным куллером и запускаем процесс тюнинга.
Активация профиля XMP для оперативной памяти происходит в подменю Ai Overclock Tuner.
Режим работы накопителей с интерфейсом SATA настраивается в Advanced\PCH Storage Configuration\SATA Mode Selection. Выбираем AHCI. Здесь же пункт S.M.A.R.T. Status Check обеспечивает мониторинг состояния жестких дисков и оповещает об ошибках в их работе.
Скорость SSD устройств снижается с течением времени по мере заполнения свободного пространства. Утилита Secure Erase в меню Tool оптимизирует работу твердотельных накопителей, возвращая тем самым им изначальную производительность.
Информацию о всех подключенных носителей информации можно посмотреть в Advanced\HDD/SSD Smart Information.
Включение/отключение встроенного в материнскую плату аудио контроллера осуществляется в подменю Advanced\HD Audio Controller.
Приоритет в загрузке устройств задается в меню Boot\Boot Option Priorities.
Сохранение и отмена внесенных изменений в BIOS, загрузка оптимальных заводских параметров доступно в главном меню Exit.
Настройка BIOS важна для тех, кто стремится получить от сборки конфигурации компьютера максимальную отдачу. Поэтому перед установкой операционной системы нужно детально изучить эту процедуру, которая описана в инструкции, поставляемой в коробке с материнской платой.
Микросхемы мониторинга Super-IO/Multi-IO.
Микросхемы мониторинга Super-IO/Multi-IO
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.
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).
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.
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. 3. Входы напряжений микросхемы Super-IO/Multi-IO
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».
Поэтому в процессорах предусмотрена аналоговая встроенная система защиты от перегрева. Для этого в CPU Intel используется сигнал THERMTRIP# (рис. 5, конт. М2), он становится активным, когда температура кристалла превысит TCASEMAX на 20 градусов. По сигналу THERMTRIP# аппаратно формируются сигналы управления, запрещающие формирование напряжения питания ядра процессора (VCC), работу кнопки включения питания (пока температура кристалла не придет в норму). 
Рис. 5. Фрагмент принципиальной схемы системной платы ПК.
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).
Компоненты системной платы, например, модули памяти, имеющие датчики температуры (см. рис. 6), при перегреве могут быть причиной подачи сигнала PROCHOT# (на рис. 5, конт. AL2 процессора) и вызвать запуск системы Thermal Monitor (благодаря чему процессор реже обращается к памяти и она остывает). 
Рис. 6. Фрагмент принципиальной схемы системной платы ПК