BIOS und Troubleshooting- P17 ppsx

Mitunter kann man bei einem Kühlkörper nicht sofort erkennen, ob die Wärmeableitschicht durch eine Schutzfolie abgedeckt ist oder nicht, und die jeweilige Verpackung gibt oftmals auch ke

Kapitel 5 · CPUs konfigurieren

che passt genau auf den Chip des Prozessorgehäuses, was für die CPU absolut lebenswichtig ist Verbleibt die Folie auf dem Kühlkörper, iso-liert sie sehr schön, und es findet keine ausreichende Wärmeabfuhr statt Die mit der Folie verdeckte Fläche besteht aus einem speziellen Material, wie es in ähnlicher Form auch als Wärmeleitpaste zu haben ist

Mitunter kann man bei einem Kühlkörper nicht sofort erkennen, ob die Wärmeableitschicht durch eine Schutzfolie abgedeckt ist oder nicht, und die jeweilige Verpackung gibt oftmals auch keinen Hinweis darauf Wer mit dem Fingernagel irrtümlicherweise versucht, die (nicht vorhandene) Schutzfolie abzuziehen, beschädigt dabei die Wärmeableitschicht, was die Leitfähigkeit maßgeblich reduzieren und die CPU später zum »Abrau-chen« bringen kann Üblicherweise ist bei allen aktuellen Kühlkörpern mit einer aufgebrachten Schicht entweder eine Abdeckfolie vorhanden, oder die untere Hälfte des Kühlkörpers ist mit einer (durchsichtigen) Plas-tikverpackung (Blisterverpackung) abgedeckt

Ist der Kühlkörper einmal auf die CPU aufgesetzt worden und wird dann wieder entfernt, ist die Wärmeableitfläche beschädigt, was bei erneuter Verwendung ebenfalls zu einem schlechten Wärmeübergang führt; dies sollte unbedingt vermieden werden In diesem Fall empfiehlt es sich, diese Fläche komplett von der Schicht zu befreien und stattdessen etwas Wärmeleitpaste aufzutragen, aber nur in dem Bereich, der auf die Erhe-bung der CPU zu liegen kommen soll

Um die Wichtigkeit eines guten Wärmeübergangs zu verdeutlichen, sei noch erwähnt, dass Anwender, die vergessen haben, die Schutzfolie vom Kühlkörper zu entfernen, selbst einen Athlon mit (nur) 1,3 GHz inner-halb weniger Minuten in den Hitzetod geschickt haben Einige Anwen-der schaffen das sogar gleich mehrmals hintereinanAnwen-der, weil ein ganz

Bild 5.21: Nach dem Abnehmen des Kühlkörpers ist bei einer in Betrieb gewesenen

CPU die Wärmeleitfläche beschädigt Als Ersatz sollte etwas Wärmeleit-paste aufgetragen werden

anderer Fehler vermutet und die eher unscheinbare Schutzfolie gar nicht wahrgenommen wurde Generell überlebt eine aktuelle CPU ohne ausrei-chende Kühlung nur ein paar Sekunden bis Minuten, wobei die unge-kühlte Lebensdauer je kürzer ist, desto höher der CPU-Takt ist

Natürlich sollte nicht vergessen werden, den Lüfter des Kühlkörpers mit dem entsprechenden Anschluss (mit CPU_Fan o ä bezeichnet) des Main-boards zu verbinden Nur bei älteren PC-Modellen wird der Lüfter direkt mit einem Kabel des Netzteils verbunden, der dann mit Sicherheit nicht der Kontrolle durch das BIOS (Monitoring) unterliegt Ob der jeweilige Mainboard-Anschluss für den Lüfter eine Kontrolle der Umdrehungszahl ermöglicht, ist vereinfacht daran zu erkennen, dass nicht zwei, sondern mindestens drei Anschlusskontakte vorhanden sind (12V, Masse, Tacho-meterausgang) Darüber hinaus darf der Lüfter selbstverständlich nicht nur zwei Anschlüsse aufweisen, auch wenn der Stecker mechanisch auf den Mainboard-Anschluss passen sollte

Bild 5.22: Die Anschlüsse auf einem Mainboard für verschiedene Lüfter sollten nicht

vertauscht werden Der CPU-Kühler ist auf jeden Fall mit CPU_FAN zu verbinden

Bild 5.23: Dieser Lüfter verfügt über einen Tachometerausgang (grünes Kabel) für

die Kontrolle der Drehzahl

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Bei aktuellen Mainboards gibt es gleich mehrere Lüfteranschlüsse, die mechanisch identisch ausgeführt sind, was bedeutet, dass es durchaus möglich ist, den CPU-Kühler fälschlicherweise mit dem Anschluss für den Kühler der Northbridge oder einen optional vorgesehenen Kühler zu verbinden Der Lüfter wird dann zwar funktionieren, allerdings wird nicht immer deutlich, ob und wie die Lüfteranschlüsse eines Mainboards mithilfe des BIOS oder einer separaten Schutzschaltung kontrolliert wer-den Im BIOS sind in der Regel unterschiedliche Umdrehungszahlen für die verschiedenen Lüfter implementiert, und wenn die Überwachungs-funktion den Northbridge-Lüfter als CPU-Lüfter interpretiert, startet der

PC möglicherweise erst gar nicht, weil dieser Kühler zu langsam läuft Außerdem wird – je nach Mainboard und BIOS – unter Umständen vor-ausgesetzt, dass mehrere Lüfteranschlüsse belegt sein müssen, damit der

PC seine Arbeit aufnehmen kann

5.2 CPU-Einstellungen mit Jumpern

Für den Betrieb einer CPU sind die folgenden drei Dinge festzulegen, wobei man hier auf unterschiedliche Bezeichnungen stößt:

쮿 CPU-Spannung: Core Voltage

쮿 Systemtakt: System Clock, System Bus Clock, Bus Frequency, Opera-ting Frequency SetOpera-ting

쮿 Faktor (Multiplikator), der, mit dem Systemtakt multipliziert, die spezifizierte CPU-Frequenz ergibt: Core/BusRatio, CPU Clock Multi-plier, CPU Clock Ratio

Diese Festlegungen erfolgen bei älteren Mainboards über Steckbrücken oder DIP-Schalter und bei neueren im BIOS-Setup, die in vielen Fällen aber dennoch über manuelle Einstellungselemente verfügen (können) Die Praxis zeigt mitunter, dass die manuelle Einstellung auch bei aktuel-len Systemen, insbesondere mit Athlon-CPUs, die sicherere Methode zu sein scheint, wenn eine einmal falsch getätigte Einstellung dafür sorgt, dass kein Neuboot mehr möglich ist, denn nicht alle BIOS-Versionen kennen eine Fail-Safe-Funktion Diese sorgt bei der Detektierung einer scheinbar nicht passenden CPU-Einstellung dafür, dass der PC dennoch startet, wenn auch mit einem geringeren Takt als mit dem für den die CPU eigentlich ausgelegt ist, gleichwohl kommt man dadurch wieder in den BIOS-Setup und kann eine entsprechende Korrektur vornehmen Die ersten Pentium-Prozessoren mit Frequenzen von 60 und 66 MHz arbeiten mit einer Betriebsspannung von 5V in einem Sockel Nummer 4 (273 Pins) ohne Taktvervielfachung Auf derartigen Mainboards sind per Jumper daher lediglich 60 oder 66 MHz für die CPU festzulegen und nichts weiter Im BIOS-Setup gibt es demnach auch keine Einstellungs-möglichkeiten für CPU-Takt und -Spannung, was gleichermaßen für alle Vorläufer gilt, wie beispielsweise die 486- und die 386-Prozessoren Die Pentium-CPUs ab 75 MHz benötigen 3,3V und einen Sockel Nummer

5 oder 7 (mit zweiter Spannungsversorgung für MMX), die jeweils über

320 Anschlüsse verfügen, wodurch auch kein direkter Upgrade-Pfad von einem Pentium-System der ersten Generation zu einem der folgenden möglich ist Außerdem arbeiten die Pentium-CPUs der zweiten Genera-tion stets mit einer internen Taktvervielfachung, was bei den ersten Ver-sionen nicht der Fall ist

Demnach sind zwei Einstellungen für den Takt durchzuführen: erstens für den Systemtakt, mit dem die Mainboard-Elektronik betrieben wird,

sodass hierfür auch die Bezeichnung Mainboard-Takt zu finden ist und

zweitens für die Festlegung eines Faktors, d.h »Systemtakt multipliziert mit CPU-Takt«, wie beispielsweise multipliziert mit 1,5, 2, 3 usw In den Manuals zu den Mainboards ist diese Taktfestlegung mitunter auch als

Core/BusRatio angegeben, also »CPU-Takt dividiert durch

Mainboard-Takt«, was aber auf das Gleiche hinausläuft Bei einer 100 MHz

Pentium-CPU ist bei einem Mainboard-Takt von 66 MHz demnach ein

Core/Bus-Ratio von 3/2 festzulegen, was somit 66 MHz x 1,5 = 100 MHz ergibt

Diese Einstellungen werden bei Sockel 7-Systemen direkt auf dem Main-board entweder per Jumper oder DIP-Schalter vorgenommen In Bild 5.24 ist zu erkennen, dass hier für die beiden notwendigen Einstellungen nur ein DIP-Schalter verwendet wird und der Systemtakt sowie der Fak-tor dabei entsprechend der unterstützen Prozessoren direkt als CPU-Typ angegeben ist, was die Angelegenheit etwas vereinfacht

Die extern angelegte Frequenz (Systemtakt) wird von den CPUs intern entsprechend vervielfacht Um welchen Faktor dies geschehen soll,

erkennt die CPU über so genannte BF-Pins (Bus Frequency), die mit den

Jumpern elektrisch verbunden sind

Bild 5.24: Der DIP-Schalter mit der Beschriftung für die jeweilige CPU-Einstellung auf

einem Sockel 7-Mainboard

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Der Sockel 5 kennt lediglich einen einzigen BF-Jumper, womit zwei Ein-stellungen (x1,5 und x2) möglich sind, beim Sockel 7 sind ein BF0- und ein BF1-Anschluss vorhanden, was demgegenüber vier unterschiedliche

Einstellungen (x1,5, x2, x2,5 und x3) erlaubt Der so genannte

Super-Sockel 7 bietet außerdem einen verdrahteten BF2-Anschluss, womit sich

dann zusätzlich auch die Faktoren x4, x4,5, x 5 und x5,5 jumpern las-sen Die Intel-Pentium-CPUs für den Sockel 7 sind alle für einen maxima-len externen Takt von 66 MHz ausgelegt, während Hersteller wie AMD, Cyrix und IBM für den Sockel 7 die leistungsfähigeren Modelle

herge-stellt haben, was auch zur Definition des Super-Sockels 7 geführt hat Der Super-Sockel 7 sieht genauso aus wie der Sockel 7 Die Super Sockel

7-Definition ändert nichts an der Mechanik oder an der Signalbelegung des Sockels, selbst in dem Fall, wenn ältere Pentium-CPUs wie beispiels-weise ein Pentium-133 hier nicht mehr funktionieren würden Vielmehr

impliziert Super 7 – wie es auch bezeichnet wird –, dass ein

Mainboard-Takt von 100 MHz statt wie bisher maximal 66 MHz zum Standard erho-ben wird Zu beachten ist bei Super 7-Mainboards, ob sie auch einen Mainboard-Takt von 95 MHz bieten, denn diesen benötigen die AMD-CPUs vom Typ AMD-K6-II mit 333 MHz (95 MHz x 3,5) und 380 MHz (95 MHz x 4), wenn man gedenkt, solch einen Typ einzusetzen

Bei den Super Sockel 7-Mainboards ist mitunter auch ein AUTO-Modus für die CPU per Jumper auf dem Mainboard zu selektieren Außerdem

gibt es hier möglicherweise eine Auto Detect Function für die Einstellung

der CPU-Spannung, die jedoch nicht immer korrekt funktioniert, was daran liegen mag, dass dieser Sockel eine ungeheurere Vielzahl an kompa-tiblen Pentium-CPUs aufnehmen kann Die automatische CPU-Detektie-rung – hier per Auslesen der CPU-Kennung durch das BIOS – und die jeweils zu aktivierenden Parameter sind somit auch von der BIOS-Revi-sion abhängig Man fährt daher meist besser, wenn die Parameter manuell

Tab 5.1: Die (theoretisch) gegebenen BF-Jumper-Stellungen, die den Taktfaktor für

die CPU bestimmen

Leider interpretieren die verschiedenen (Pentium-kompatiblen) CPUs diese Jumperstellungen unterschiedlich, wie es auch in Tabelle 5.2 ange-geben ist Der logische Pegel »0« entspricht der in den Mainboard-Manuals üblicherweise angegebenen Schalterposition ON und der Pegel

»1« dementsprechend der Position OFF

Durch die Schalterstellung ON bzw durch einen gesteckten Jumper wird der entsprechende BF-Pin der CPU auf Masse geschaltet, und ein offener Anschluss wirkt als ein High, wie es in der TTLogik üblich ist Dabei werden meist vom jeweiligen BF-Pin entsprechende Widerstände mit einem typischen Wert von 3,3-4,7 kΩ entweder an Masse (Pull-down) oder Vcc (Pull-up) geschaltet, je nachdem, ob der betreffende BF-Pin auf Low oder High liegen soll

Bild 5.25: Ein Mainboard laut Super 7-Standard kann eine Vielzahl unterschiedlicher

Pentium-(kompatibler) CPUs verwenden

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Die Einstellung mit den BF-Signalen wäre eigentlich eine recht einfache und logische Sache, wenn sich nur alle Mainboard-Hersteller konsequent daran halten würden, was in der Praxis bedeutet, dass die Festlegung der Taktfrequenzen oftmals eine etwas undurchsichtige Angelegenheit ist und nicht immer alle im Prinzip möglichen BF-Verbindungen (korrekt) auf dem Mainboard »verdrahtet« werden

Es ist demnach leider kein Verlass darauf, dass beispielsweise ein Sockel 7-Mainboard auch die Stellung x3 bietet oder ein Super-Sockel-7-Main-board die Stellung x5,5, was schaltungstechnisch gesehen kein Problem wäre Interessanterweise lässt sich etwa der letzte Intel-Vertreter im Sockel 7-Design – der Pentium MMX-233 – in einem Sockel 7-Main-board gar nicht optimal (66 MHz x3.5) jumpern, da bei einem derarti-gen Mainboard maximal nur der Faktor x3 eingestellt werden kann Alternativ lassen sich für den Mainboard-Takt möglicherweise 75 MHz festlegen, wenn das jeweilige Mainboard hierfür geeignet ist Die CPU läuft dann mit 75 MHz x 3 = 225 MHz, bleibt somit also unter ihrem maximal möglichen Wert Standard für den Mainboard-Takt waren eine Zeit lang maximal 66 MHz Für einige Pentium-(kompatible-)CPUs wer-den jedoch auch 75 MHz (z.B Cyrix MII PR366), 83 MHz oder 100 MHz (AMD K6-3-450) als Systemtakt benötigt Dabei lassen sich ver-schiedene Kombinationen bei der Einstellung des Systemtaktes und des Faktors festlegen

BF2 BF1 BF0 Pentium Pentium

MMX

Cyrix, IBM 6x86

Cyrix, IBM M2

AMD K5

AMD K6

IDT C6 Win Chip

Tab 5.2: Die BF-Jumper für die Einstellung des Verhältnisses von externem zu

inter-nem Takt werden von den verschiedenen Mikroprozessoren unterschied-lich interpretiert Der BF2-Jumper wird von Intel-Pentium-CPUs nicht aus-gewertet und ist bei einigen Mainboards auch gar nicht verdrahtet

Denkbar wäre beispielsweise der Betrieb einer 266-MHz-CPU mit einem Systemtakt von 66 MHz und dem Multiplikationsfaktor von 4 (ergibt 264), wobei man ebenfalls auf 266 MHz (genauer 262) kommt, wenn ein Systemtakt von 75 MHz und ein Multiplikationsfaktor von 3,5 ein-gestellt werden Generell ist es anzustreben, mit einem höheren System-takt zu arbeiten, denn die Mainboard-Elektronik (Chipset, Speicher, Cache) arbeitet dann ebenfalls schneller, was Geschwindigkeitsvorteile mit sich bringen kann Der CPU ist es im Prinzip »egal«, wie der benö-tigte Takt letztendlich zustande kommt

Ab einem Systemtakt von 75 MHz ist es empfehlenswert und ab 100 MHz unabdingbar, dass die Speicherbausteine (PC100 SDRAMs) auch explizit hierfür ausgelegt sind, denn DRAMs, die bei 66 MHz problem-los funktionieren, können bereits bei 75 MHz streiken, sodass der PC noch nicht einmal startet Entsprechendes gilt für andere Schaltungsele-mente des Mainboards und für die Bussysteme (AGP, ISA, PCI), welche für die Einsteckkarten verwendet werden, denn ein höherer Systemtakt bedeutet mitunter auch einen höheren Bustakt, und den können Ein-steckkarten vielfach nicht verarbeiten, wie beispielsweise einige SCSI-Hostadapter (z.B Adaptec 2940) oder auch Grafikkarten

Möglicherweise muss eine CPU mit einem niedrigeren Takt betrieben werden als mit demjenigen, der für sie maximal vorgesehen ist, was natürlich zulässig ist und keine Probleme bereitet, während das »Höher-takten«, was immer wieder gern als Tuning-Empfehlung aus dem Hut gezaubert wird, stets mit Vorsicht zu interpretieren ist Im Allgemeinen lässt sich feststellen, dass Pentium-kompatible Prozessoren der Firmen AMD, Cyrix/IBM und IDT selbst moderate Takterhöhungen um eine Stufe oftmals nicht verkraften, was nachfolgend die merkwürdigsten Phänomene hervorrufen kann (Abstürze, Programme lassen sich nicht installieren usw.), falls der PC überhaupt startet Intel-CPUs sind demge-genüber mit ihrer angegebenen Maximalfrequenz meist noch nicht am Ende und lassen hier eher ein »Übertakten« zu, wenn man es nicht gleich übertreibt Dabei ist es gängige Intel-Praxis, dass bei einigen Typen ein

»Übertaktungsschutz« eingebaut ist, was sich durchaus von einer Ferti-gungscharge zur nächsten geändert haben kann

In den Manuals zu den Mainboards oder auch direkt als Aufdruck auf der Mainboard-Platine finden sich entsprechende Angaben darüber, wie die Werte für bestimmte CPUs eingestellt werden müssen Diese Angaben beziehen sich auf diejenigen CPU-Typen, die beim Herstellungszeitpunkt des Mainboards aktuell bzw überhaupt bekannt sind, was bedeutet, dass sich hier keine Angaben über CPUs finden lassen, die zeitlich später auf dem Markt erscheinen Dadurch sollte man sich aber nicht beirren lassen, denn wichtig sind die drei genannten Punkte (Spannung, Systemtakt,

Wichtig für die Beurteilung, ob sich eine bestimmte CPU in einem Mainboard verwenden lässt, sind CPU-Spannung, Systemtakt und Multiplikator Unter Beachtung dieser Parameter lassen sich auch CPUs in Mainboards einsetzen, die im Handbuch zum Board gar nicht angegeben sind

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Multiplikator), damit eine CPU einzusetzen ist, wobei es dann eher eine untergeordnete Rolle spielt, welche konkreten Taktraten das Manual zum Mainboard preisgibt Bild 5.26 zeigt als Beispiel aus einem Manual die per DIP-Schalter festzulegenden Einstellungen für unterschiedliche Pen-tium(-kompatible) CPUs für ein Mainboard der Firma DFI (P5BV3+)

Die Angaben in den Handbüchern (siehe Bild 5.26) oder auch der Auf-druck bei einem Mainboard (siehe Bild 5.24) sollen es dem Anwender erleichtern, den richtigen Takt explizit für eine bestimmte CPU (z.B AMD K6-2, 300 MHz) einstellen zu können Dabei ist oftmals nicht unmittelbar zu erkennen, welche einzelnen DIP-Schalter nun den System-takt und welche den Faktor festlegen, sodass die Herstellervorgaben etwas genauer betrachtet werden müssen, damit auch eine CPU richtig eingestellt werden kann, die nicht im Handbuch angeführt ist

Als Beispiel sollen hierfür die Angaben in Bild 5.26 dienen Wie es ein Vergleich der einzelnen DIP-Schalterstellungen zeigt, bestimmen die drei ersten DIP-Schalterstellungen offensichtlich den Systemtakt und die Posi-tionen 4, 5, 6 den Faktor Wenn diese einzelnen Stellungen aufgeschlüs-selt werden, ergeben sich die Zuordnungen laut Tabelle 5.3 Dabei ist zu beachten, dass die verschiedenen CPUs die einzelnen Stellungen durchaus unterschiedlich interpretieren, wie es auch in Tabelle 5.2 angegeben ist

Bild 5.26: Die Einstellungen bei einem Super-Socket-7-Mainboard und welche CPUs

laut Manual unterstützt werden

Durch die Anwendung dieser Analysemethode (die BF-Pins bestimmen stets den Faktor) und mithilfe der Tabellen lässt sich genau feststellen, welche Einstellungen das jeweilige Mainboard bietet, obwohl das Hand-buch die einzusetzende CPU möglicherweise gar nicht anführt CPUs wie etwa ein AMD-K6-3/450 lassen sich somit trotz fehlender Angabe mit diesem als Beispiel herangezogenen Mainboard betreiben, da sowohl ein Systemtakt von 100 MHz als auch der Faktor 4,5 einstellbar sind Das gleiche Prinzip greift natürlich auch bei allen aktuellen Mainboards, die über DIP-Schalter konfiguriert werden können

DIP-Schalter:

DIP-Schalter:

4 (BF0) 5 (BF1) 6 (BF0) Faktor

DIP-Schalter:

4 (BF0) 5 (BF1) 6 (BF0) Faktor

Tab 5.3: Die Aufschlüsselung der DIP-Schalterstellungen fördert auch

undokumen-tierte Einstellungsmöglichkeiten zutage