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発表! 最新CPU番付
TEXT:宮崎真一
Phenomの最適設定を見付け出す
Phenom特化!BIOS徹底解説
imageCPUのポテンシャルを発揮するためには、マザーボードのBIOSの設定内容を知っておくのが得策だ。とくに、昨年末にリリースされたAMDのPhenom環境では、ユニークな設定が用意されている場合が多い。
 AMDのクアッドコアCPU「Phenom」は、今までのメインストリームCPUだったAMD Athlonシリーズとは仕様が大きく異なっている。そのため、Phenomに正式対応したAMD 790FX/790X/770といったAMD 7シリーズと呼ばれるチップセットを搭載したマザーボードを使用した場合、BIOS設定に独特の設定項目が用意されているのを見かける場合があるだろう。

 そこで、ここではGIGABYTEのAMD 790X搭載マザーボードの「GA-MA790X-DS4」を例に取り、それらの項目を詳しく解説していきたい。

 なお解説項目は下記のとおり、(1)TLBエラッタ、(2)メモリのGanged/Ungangedモード、(3)HyperTransport 3.0、(4)メモリクロックについてとなる。Phenomのパフォーマンスを最大限に発揮するためには、これらの項目の役割をしっかりと理解することが重要になってくるだろう。
imageチップセットにAMD 790Xを採用したGIGABYTEのGA-MA790X-DS4。本項ではこの製品のBIOSを例に解説を進める。ただし、BIOSのバージョンによっては該当項目が表示されない可能性もあるので注意。今回使用したバージョンは「F3」だ
Phenom環境でとくに重要なBIOS設定項目
(1)TLBエラッタに対する設定
imageTLBエラッタの設定は、Advanced BIOS Featureのサブメニューに「Patch AMD TLB Erratum」として用意されている。詳しくは下記の内容を読み進めよう
(2)Ganged/Ungangedモードの設定
imageメモリのアクセスモードの設定であるGangedモードとUngangedモードは、MB Intelligent Tweaker(M.I.T.)のDRAM Configurationというサブメニュー内の「DCTs Mode」にある。こちらについてはこちらを確認しよう
(3)HyperTransport 3.0の設定
imageHyperTransportに関する設定は、MB Intelligent Tweaker(M.I.T.)内の「HT Link Frequency」から設定できる。こちらで詳しく解説している
(4)メモリクロックの設定
imageメモリクロックの設定項目は、Gangedモードの場所と同じく、MB Intelligent Tweaker(M.I.T.)のDRAM Configurationから確認できる。詳細はこちらを参照してほしい
(1)TLBエラッタに対する設定
そもそもTLBとは?
 まずTLBについて簡単に説明する。CPUは各アプリケーションに割り当てられた仮想アドレスを実際のメインメモリの物理アドレスに変換する際、メインメモリに格納されているページテーブルを利用する。しかし、CPUから見るとメインメモリはかなり遠い位置にあるため、その経路がボトルネックになってしまい、パフォーマンスの低下を招く。

 そのため、現在のx86系CPUでは、CPU自体にTLB(Translation Lookaside Buffer)と呼ばれるページテーブルのキャッシュを備えている。このTLBを利用することで、わざわざメインメモリまでページテーブルを参照しに行く必要がなくなるため、より高速化が図れるというわけである。ところが、PhenomはこのTLBにエラッタ(構造上の欠陥)が確認されているのだ。
image
ページテーブルの概略図。x86系CPUではページテーブルのキャッシュとなるTLBが用意されている。PhenomではそのTLBにエラッタが確認されており、2次キャッシュと同様に3次キャッシュにもページテーブルが書き戻される場合がある。問題が発生するとマシンはフリーズする可能性が高い
不具合対策でパフォーマンス低下
 TLBに格納されているページテーブルで使われなくなった箇所はメインメモリに書き戻される。その際一度2次キャッシュにその内容を書き出すわけだが、AMDによるとPhenomでは特定条件下で3次キャッシュにも書き出されることがあるそうだ。このとき、新しいページテーブルが2次キャッシュに書かれると、2次キャッシュと3次キャッシュでページテーブルの内容に齟齬が生まれ、システムがフリーズする可能性がある。

 この不具合を解決するにはCPU自体の修正が必要になるが、即座に対応することはできない。そのため、現在は一時的な措置としてマザーボードのBIOS側で不具合に対処しているのである。GIGABYTEのGA-MA790X-DS4の場合、「Patch AMD TLB Erratum」というBIOS設定の項目がそれにあたる。

 しかしここで一つ問題がある。TLBエラッタ対策を有効にするとパフォーマンスが大きく低下してしまうのだ。下のグラフのPCMark05 Build 120とSandra Professional XII SP1のそれぞれにおいて、同項目を有効、無効に設定した際のスコアを比較してみた。結果はどちらのベンチマークでも、有効にした場合にパフォーマンスが10~20%ほど下がってしまっている。とくにメモリパフォーマンスの低下は深刻で、PCMark05ではほかのスコアにも影響をおよぼしている。

 TLBエラッタによるフリーズの発生はまれではあるが、対策のトレードオフとしてパフォーマンスが低下することは理解しておいたほうがよいだろう。
image
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【測定環境】
CPU:AMD Phenom 9600(2.3GHz)
マザーボード:GIGABYTE GA-MA790X-DS4(AMD 790X+SB600)
メモリ:ノーブランド PC2-6400 DDR2 SDRAM 1GB×2
ビデオカード:GIGABYTE GV-NX88T512HP(GeForce 8800 GT
ビデオメモリ512MB)
HDD:日立GST Deskstar T7K250 HDT722516DLA380(Serial ATA 2.5、7,200rpm、160GB)
OS:Windows Vista Ultimate
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