Que fournit le micrologiciel du microcode du processeur ? Correction des erreurs dans le CPU. Processeurs centraux fabriqués par Intel

Je vous présente le donneur BioStar A740G M2L+ (AMD 740G / SB710) et le receveur BioStar A740G M2+ (AMD 740G / SB700). La carte mère avec la lettre « L » est plus récente et supporte officiellement les processeurs AM3, contrairement à l'autre qui se limite à supporter uniquement les processeurs AM2+. Suppliant d'être analyse comparative Leurs BIOS.
Du bureau nous chargeons uniquement le site Dernière mise à jour Firmware BIOS pour chacune de ces cartes mères :
- pour A740G M2+ dernière version bêta A74GM916.BSS pour septembre 2009
- pour A740G M2L+ - fichier 74GCU511.BSS- pour mai 2010

Ensuite, armez-vous de l'utilitaire MMTOOL (J'ai utilisé les versions 3.22, 3.23 et 3.26 - je n'ai trouvé aucune différence de fonctionnement). Pour fonctionner avec MMTOOL, les extensions de fichier du micrologiciel du BIOS doivent être renommées en *.rom.

Maintenant, nous lançons deux MMTOOL et y chargeons les fichiers du firmware de deux tapis. plat. On fait attention aux différentes tailles dans la colonne « Taille source » (et dans « Taille en Rom » aussi bien sûr) du module 11 « P6 Micro Code » dans chacun des firmwares.

Passons à la section CPU PATCH pour une comparaison détaillée :

Le fichier donneur 74GCU511.rom - cpu_list contient 14 lignes avec prise en charge de CPURev.ID + 1 vide (Fig. 1).

La version bêta du destinataire A74GM916.rom - cpu_list contient 13 lignes avec prise en charge de CPURev.ID + 1 vide (Fig. 2).

Après avoir analysé les listes de ces deux BIOS, il devient évident que pour la carte mère la plus récente, les développeurs ont utilisé des correctifs plus récents pour Processeurs AMD, où le microcode de deux lignes avec CPURev.ID 1043 et 1062 (daté du 31/07/2009) a été corrigé et une ligne avec CPURev.ID 10A0 a été ajoutée (datée du 17/02/2010).

Méthode n°1 - modification des lignes distinctives.

Tout d'abord, dans la section CPU PATCH du fichier destinataire A74GM916.rom, deux lignes avec les numéros CPURev.ID 1043 et 1062 (dont le microcode est plus ancien que celui que nous insérerons plus loin) et la dernière ligne vide sont supprimées - les actions « Supprimer un correctif Données »+« Appliquer » (Fig.3).

Après cela, le microcode le plus récent des quatre fichiers de correctifs précédemment reçus pour CPURev.ID 1043, 1062, 10A0 et une ligne vide sont insérés un par un (Fig. 4).

Veuillez faire attention aux dimensions (« Taille source » et « Taille en Rom ») du module 11 « Micro Code P6 » avant et après avoir appliqué ces modifications au fichier destinataire.
Après application, ces dimensions pour le receveur (Fig. 6) deviendront identiques aux dimensions du même module dans le fichier donneur 74GCU511.rom (Fig. 5).
Il convient de noter qu'il n'est pas difficile de comprendre comment est formée la taille du module (chaque ligne de la section CPU PATCH occupe 2048 octets).

Il est préférable d'enregistrer les modifications sous un nouveau nom de fichier.
Ensuite, ce fichier est vérifié afin que MMTOOL s'ouvre à nouveau sans erreur.

Méthode n°2 - modification par remplacement de l'ensemble du module.

Dans MMTOOL, nous chargeons le fichier donneur 74GCU511.rom, allons dans l'onglet « Extraire » et recherchons la ligne « P6 Micro Code ». Ensuite, nous le sélectionnons, dans le champ « fichier module » nous lui donnons le nom ncpucode.bin et exécutons Extract module « sous forme non compressée ».

Chargez maintenant le fichier destinataire A74GM916.rom dans MMTOOL, allez dans l'onglet « Remplacer » et recherchez à nouveau la ligne « P6 Micro Code ». Sélectionnez-le, attendez Parcourir et sélectionnez notre module donateur ncpucode.bin. Cliquez sur Remplacer, puis acceptez de remplacer ce module.

Encore une fois, faites attention aux dimensions (« Taille source » et « Taille en Rom ») du module 11 « P6 Micro Code » avant et après remplacement de ce module dans le fichier destinataire.
Après application, ces dimensions pour le receveur (Fig. 7) deviendront identiques aux dimensions du même module dans le fichier donneur 74GCU511.rom (Fig. 5).

Si nous comparons les résultats des deux méthodes (Fig. 6 et Fig. 7), alors il y a une différence notable de 10 octets dans l'adresse RomLoc du module « Défini par l'utilisateur ou réservé », à côté du « Micro Code P6 » mis à jour. module - ce sont peut-être des caractéristiques du fonctionnement de MMTOOL...

Conclusion et postface.

En combinant votre propre ncpucode.bin en important les correctifs (microcodes) nécessaires pour chaque révision de processeur requise, vous pouvez utiliser absolument n'importe quel firmware BIOS AMI avec le module « P6 Micro Code » comme module de laboratoire.

Cependant, lors de l'enregistrement du fichier du micrologiciel, une fonctionnalité désagréable de MMTOOL a été remarquée - pour une raison quelconque, l'utilitaire a ajouté 8 zéro octets à la fin du module "P6 Micro Code" - il s'est avéré avoir une taille de 32 776 octets. Lors de l'extraction du fichier ncpucode.bin du micrologiciel du laboratoire à l'aide du même MMTOOL, la taille du fichier de sortie a également atteint 32 776 octets.
Vous pouvez le modifier avec des éditeurs simples accessibles à tous. Mais j'ai aussi (accidentellement) découvert manière alternative: lors de l'extraction utilité universelle BIOS_EXT.EXE de tous les modules du firmware du laboratoire, le fichier ncpucode.bin avait déjà la taille correcte de 32768 octets - l'utilitaire BIOS_EXT.EXE lui-même a correctement identifié la fin du module « P6 Micro Code » lors de son enregistrement dans un fichier.

Si le chipset LGA 775 et la carte mère peuvent théoriquement prendre en charge le XEON 771, mais que le BIOS natif ne le prend pas en charge et qu'il n'y en a pas de modifié, vous pouvez alors modifier le BIOS vous-même.

IMPORTANT

1. Vous apportez toutes les modifications au micrologiciel du BIOS (fichier .ROM généralement) à vos risques et périls. En cas d'erreur, une « brique » garantie est obtenue de la carte mère
2. La taille du fichier du firmware d'origine et de la version modifiée doit correspondre à l'octet près.
3. Mise à jour du micrologiciel Fichier BIOS le retour à la puce s'effectue uniquement à l'aide d'un utilitaire propriétaire du développeur de la carte mère (doit être téléchargé depuis le site Web du fabricant).
4. En haut cartes mères ah, le BIOS lui-même dispose d'un module de mise à jour du micrologiciel intégré (par exemple, l'utilitaire EZ Flash 2 pour ASUS P5Q dans la section Outils) - la meilleure option.

Comment faire mieux :
1. Dois-je quand même rechercher sur Internet une option prête à l'emploi prenant en charge XEON ?
2. Téléchargez depuis le site officiel dernière version firmware et ajouter des microcodes ?

Comme vous pouvez le constater, la deuxième option est plus sûre. Dans tous les cas, vous téléchargez le firmware d'origine depuis le site Web du fabricant de la carte mère, c'est-à-dire La dernière version et l'absence d'erreurs sont garanties (plus précisément, la correction de toutes les erreurs précédemment trouvées). Lors du téléchargement d'une version prête à l'emploi à partir de ressources tierces (pour des raisons évidentes, elle ne figurera pas sur le site d'origine) - vous pouvez obtenir une version tordue et tuer le BIOS.

Vous pouvez d'abord évaluer la présence de microcodes XEON dans le firmware du BIOS.

- obtenez l'image actuelle du BIOS AMI via Universal BIOS Backup ToolKit 2.0
— regardez le contenu du fichier ROM reçu via AMIBCP V 3.37

Option pour le BIOS AMI (American Megatrends Inc).

1. Téléchargez la dernière version BIOS sur le site Web du fabricant de votre carte mère

3. Téléchargez les microcodes pour les processeurs XEON 771 : lga771_microcodes

4. Découvrez le CPUID de votre processeur en utilisant AIDA64 ou un programme similaire (il ressemble à cpu0001067Ah). Si BIOS sera cousu avant d'installer le processeur, puis sautez cette étape.

5. Décompressez les archives MMTool Et lga771_microcodes et partez des fichiers avec l'extension .poubelle uniquement les fichiers dont le début correspond au CPUID de votre ordinateur (par exemple, cpu0001067a_plat00000044_ver00000a0b_date20100928.bin)

Si nous ne savons pas quel code, alors nous recoudons tout.

UN. Lançons MMTool. Appuyer sur le bouton (1) Charger la ROM et chargez le dernier BIOS de votre carte mère dans le programme. Si vous disposez du dernier BIOS, vous pouvez également utiliser l'utilitaire pour fusionner la sauvegarde du BIOS de votre PC et la modifier.

B. Aller à l'onglet (2) Correctif CPU, puis avec le bouton (3) Parcourir, ouvrez le fichier .poubelle correspondant à votre CPUID.

C. Laissez les options par défaut "Insérer des données de patch" et appuyez sur le bouton (4) Appliquer.

Après une mise à jour avec un BIOS modifié vous devez réinitialiser les paramètres via le bouton ou le cavalier de réinitialisation, si la carte mère prend en charge une telle réinitialisation, ou en retirant la batterie du BIOS pendant quelques minutes. Le processeur est alors correctement perçu par l'ordinateur et fonctionne comme il se doit.

Système d'entrée-sortie de base - système de base interface d'entrée/sortie, abrégée en BIOS. Une petite puce sur la carte mère qui est la première à recevoir le contrôle lorsque le PC est allumé. Fourni: Paramètres de base PC vérifiant les composants du PC au démarrage...

Ce n'est un secret pour personne que le processeur est une machine contrôlée par un microprogramme. Et chacune de ses instructions est un ensemble de microcommandes flashées dans la ROM du processeur lors de sa fabrication. Les erreurs de microcode et les erreurs de circuit (errata) commises lors de la conception peuvent entraîner des écarts par rapport aux spécifications du processeur et des erreurs dans son fonctionnement. Lorsqu'un processeur est commercialisé, sa spécification et une liste des errata détectés sont généralement publiées.

Tous les processeurs Intel dotés d'une architecture P6, qui incluent les familles Pentium Pro, Pentium II & III, Celeron, Pentium II & III Xeon et Pentium II Overdrive, possèdent une fonctionnalité aussi remarquable que le « microcode reprogrammable ». Ces processeurs ont la capacité de modifier le microcode, c'est-à-dire Il est possible de corriger les erreurs dans la mise en œuvre du logiciel et des circuits de processeurs spécifiques de la famille P6 et certaines erreurs intégrées presque au niveau matériel. Des erreurs peuvent apparaître dès la conception du processeur, et elles sont corrigées en modifiant le microcode. Chacune des sous-familles (PII, Celeron, PPro, Xeon) possède une spécification. Avec la sortie de chaque nouveau processeur stepping (tous les appareils à l'intérieur sont identiques dans les limites des écarts technologiques), Intel publie une mise à jour des spécifications pour celui-ci, qui indique les errata détectés et corrigés (écarts par rapport à la spécification).

Ces erreurs peuvent, en principe, compliquer la vie logiciel, qui fonctionne sur ces processeurs "défectueux" (et l'utilisateur ;-)).

Bien entendu, tout dépend des erreurs spécifiques. Pour se débarrasser de telles horreurs, une modification du microcode du processeur est nécessaire, ce qui permettra d'éliminer complètement l'erreur ou d'atténuer simplement les conséquences de sa présence.

À propos, la prise en charge du BIOS pour les processeurs nouvellement sortis est déterminée notamment par la présence du micrologiciel correspondant. Par exemple, lorsque le premier Celeron est apparu, c'était l'absence de la version appropriée du microcode qui ne permettait pas au système de fonctionner correctement avec ce processeur.

Les mises à jour du microcode elles-mêmes sont des blocs de données de 2 kilo-octets flashés dans le BIOS du système. Il existe un tel bloc pour chaque processeur issu de la famille P6. Intel fournit les dernières versions de microcode aux principaux fabricants de BIOS. La base de données de mise à jour est mise à jour et modifiée à mesure que de nouveaux modèles et versions de microcode sont disponibles. Intel recommande de mettre à jour les versions du microcode à l'aide de son utilitaire lors de l'installation d'un nouveau processeur sur la carte mère ou du flash de la mémoire flash pour garantir que le BIOS contient la version la plus à jour. dernière version microcode. Ce programme détermine le processeur utilisé (à l'aide du CPUID) et recherche dans sa base de données la mise à jour correspondante. Si une nouvelle version du microcode est trouvée, l'utilitaire flashe localement le code dans le BIOS sans affecter les autres zones. Que. Il n'est pas nécessaire de reprogrammer l'intégralité du flash pour prendre en charge un nouveau processeur, comme c'était le cas auparavant. Intel publie périodiquement des mises à jour des bases de données sur son site Web.

La dernière base de données dont nous disposons est la révision 5.01 et contient les versions de microcode suivantes :

Vous pouvez télécharger la dernière version de l'utilitaire qui corrige le microcode directement ici : pupdt501.exe (115 Ko)

L'ancienne base de données (PEP15.PDB) peut être téléchargée ici : pupdt461.exe (111 Ko)

Après avoir terminé l'utilitaire, vous devez éteindre l'ordinateur. La mise à jour est téléchargée sur le processeur lors du POST à ​​chaque démarrage du système. Naturellement, pour que l'utilitaire fonctionne, vous devez autoriser la réécriture de la mémoire flash à l'aide d'un cavalier ou dans la configuration du BIOS. Le programme doit être lancé à partir du DOS nu.

Cependant, une telle option idéale nécessite que le BIOS prenne en charge une API spéciale pour mettre à jour le microcode du processeur, permettant à l'utilitaire de mise à jour utilisant le BIOS de charger un nouveau microcode. Si la version du BIOS système utilisée ne prend pas en charge l'API, l'utilisateur doit pas d'autre choix que d'obtenir une nouvelle version auprès du fabricant de la carte mère. Cependant, il arrive que la trouver ne soit pas si facile, voire impossible. Souvent, après l'arrêt de la production d'un modèle de carte mère particulier, le fabricant cesse de publier des mises à jour du BIOS pour celui-ci, mais en même temps, de nouveaux processeurs peuvent apparaître en vente et l'utilisateur peut souhaiter installer un nouveau processeur dans votre système.

Dans ce cas, l'utilitaire peut cependant télécharger les corrections d'erreurs techniques directement sur le processeur. Dans ce cas, l'utilitaire provoque le chargement système opérateur immédiatement après la mise à jour du microcode. Cependant, la mise à jour du microcode sera perdue si le système est redémarré de manière logicielle ou matérielle.

La question se pose, quels sont les risques de mettre à jour le firmware soi-même ? Eh bien, tout d’abord, vous devez d’abord vous assurer que vous en avez vraiment besoin. Si la version du micrologiciel est ancienne et que le fabricant de la carte mère ne propose pas de nouvelles versions du BIOS, mais, plus important encore, vous êtes confronté au fonctionnement instable de certaines applications et vous espérez que la modification du microcode du processeur vous aidera. Ce n'est que dans ce cas qu'il est judicieux de modifier vous-même le firmware. Quant à ce que cela représente, à mon avis, rien de dangereux. Tout d'abord, n'oubliez pas que le téléchargement d'une mise à jour du microcode sur le processeur est utilisé depuis longtemps dans tous les BIOS des cartes P6 (beaucoup ont vu la mystérieuse mise à jour du microcode : option Activer/Désactiver dans la configuration). Et rien! Tout fonctionne.

Cela souligne une fois de plus la nécessité de son utilisation. Qui sait à quoi auraient ressemblé les choses sans cette mise à jour ! La seule différence est qu'auparavant le microcode était mis à jour avec l'installation nouvelle version flash, et vous pouvez désormais reprogrammer non pas tout le contenu du BIOS, mais seulement une partie limitée.

Mon expérience personnelle Le travail avec ce programme a jusqu'à présent été limité à 7 cas, dont il a été possible de mettre à jour le microcode sur une seule carte mère (Abit LX6 avec PII 233). Dans d'autres cas, le BIOS contenait déjà des versions mises à jour du microcode. Nous n'avons pas non plus trouvé de BIOS ne prenant pas en charge les mises à jour du microcode.

Quant à la possibilité similaire de mettre à jour le microcode dans les processeurs d'autres fabricants (AMD, Cyrix), je n'ai trouvé aucune information sur cette question. Mais je suis presque sûr que ces processeurs ont une capacité similaire à modifier le microcode.

Les processeurs modernes sont des appareils complexes qui peuvent présenter des bugs. De plus, au lieu d'exécuter directement les instructions x86, les processeurs x86 modernes contiennent du code interne qui implémente la prise en charge du jeu d'instructions x86. Le code interne est appelé microcode. Le microcode peut être mis à jour pour corriger ou atténuer les bogues du processeur.

Certains bugs du processeur peuvent faire planter Firefox. Par exemple, Firefox 57 et versions ultérieures sont connus pour planter occasionnellement sur les processeurs Broadwell-U avec un ancien microcode, d'une manière qui n'est pas observée avec les nouvelles versions du microcode Broadwell-U.

Les mises à jour du microcode peuvent être chargées sur le processeur par le micrologiciel (généralement appelé BIOS, même sur les ordinateurs dotés techniquement d'un micrologiciel UEFI au lieu du BIOS à l'ancienne) ou par le système d'exploitation. Les mises à jour du microcode ne persistent pas lors du redémarrage, donc dans le cas d'un système à double démarrage, si la mise à jour du microcode n'est pas fournie via le BIOS, les deux systèmes d'exploitation doivent fournir la mise à jour.

Sur Mac, pour disposer d'un système à jour, appliquez toutes les mises à jour du système OS X et les mises à jour du micrologiciel Apple proposées dans le volet Mises à jour de l'écran. Magasin d'applications application.

Pour permettre à Windows de charger le microcode mis à jour sur le processeur, assurez-vous Windows Update est activé et configuré pour installer les mises à jour.

Pour voir la microarchitecture du processeur et quelle révision du microcode est utilisée, exécutez la commande reg query HKEY_LOCAL_MACHINE\HARDWARE\DESCRIPTION\System\CentralProcessor\0 dans l'invite de commande Windows. ( Tu peux ouvrez l'invite de commande en appuyant sur Windows + R , en tapant cmd et en appuyant sur Return .) La ligne intitulée "VendorIdentifier" indique le fournisseur du processeur (GenuineIntel pour Intel ou AuthenticAMD pour AMD). La ligne intitulée « Identifier » donne la microarchitecture sous forme de trois nombres : « Famille », « Modèle » et « Stepping ». Ceux-ci sont pertinents pour identifier si un bogue particulier du processeur peut être pertinent pour le processeur de votre ordinateur. La ligne intitulée « Update Revision » affiche la révision actuelle du microcode (pour la microarchitecture particulière) avec des zéros des deux côtés. Par exemple, Update Revision REG_BINARY 000000001E000000 signifie que la révision est 1E (hexadécimale). La ligne intitulée « Révision de mise à jour précédente » affiche la révision du microcode chargée à partir du BIOS.

Si le fournisseur est GenuineIntel, la famille est 6, le modèle est 61 et le pas est 4, pour éviter les plantages avec Firefox 57 ou version ultérieure, la révision du microcode doit être 1A ou supérieure.

L'utilisation ou non des mises à jour du microcode par défaut dépend de la distribution Linux et peut différer pour les processeurs Intel et AMD.

• Sur les distributions basées sur Debian, y compris Ubuntu, les mises à jour du microcode pour les processeurs Intel sont fournies par le package intel-microcode et les mises à jour du microcode pour les processeurs AMD sont fournies par le package amd64-microcode.
• Sur Arch, les mises à jour du microcode AMD sont installées par défaut, mais les mises à jour du microcode Intel nécessitent des étapes spéciales.
• Sur Fedora, les mises à jour du microcode sont installées par défaut.

Pour voir la microarchitecture du processeur et quelle révision du microcode est utilisée, exécutez la commande less /proc/cpuinfo dans le terminal. La ligne intitulée « vendor_id » indique le fournisseur du processeur (GenuineIntel pour Intel ou AuthenticAMD pour AMD). La microarchitecture est indiquée sous forme de trois nombres sur les lignes intitulées « famille de processeurs », « modèle » et « pas à pas ». Ceux-ci sont pertinents pour identifier si un bogue particulier du processeur peut être pertinent pour le processeur de votre ordinateur. La ligne intitulée « microcode » affiche le numéro de révision du microcode (pour la microarchitecture particulière) en hexadécimal.

Depuis début janvier, il est difficile de manquer des nouvelles concernant les vulnérabilités matérielles Spectre et Meltdown tant le sujet s'est avéré sérieux et complet. Même si les constructeurs sont conscients de ces problèmes depuis l'été dernier, la plupart semblent avoir commencé à réagir seulement après que les détails ont été rendus publics par les spécialistes. Équipes Google Projet Zéro.

Par exemple, en janvier, entre autres correctifs, Intel a publié des mises à jour du microcode contre Spectre pour ses Broadwell, Haswell, Skylake, Lac Kaby Et Lac Café. Mais presque immédiatement, il est devenu clair qu'ils conduisaient à des échecs et. Initialement, Intel a déclaré que le problème concernait uniquement les puces Broadwell et Haswell, mais a ensuite reconnu l'existence de problèmes sur les ordinateurs équipés de processeurs Skylake, Kaby Lake et Coffee Lake et que les partenaires et les utilisateurs s'abstiendraient d'installer des correctifs pour le moment. Enfin, début février, une version corrigée du microcode, mais uniquement pour les puces grand public mobiles et de bureau de la famille Skylake.

Désormais, après un mois de tests intensifs et de tests de correctifs par Intel et ses partenaires, l'heure est aux autres processeurs plus ou moins actuels : des mises à jour du microcode ont été publiées pour les puces basées sur les architectures Kaby Lake et Coffee Lake, ainsi que Skylake. -plates-formes qui n'ont pas été affectées par la mise à jour précédente. Nous parlons de processeurs des 6ème, 7ème et 8ème générations Intel Core i, ainsi que les dernières familles Core X, Xeon Scalable et Xeon D.

Le nouveau microcode sera disponible dans la plupart des cas via la publication de nouveaux micrologiciels par les constructeurs OEM pour les cartes mères et les ordinateurs portables. Intel encourage toujours les gens à mettre continuellement à jour leurs systèmes pour versions actuelles, et a également publié un document dans lequel il décrit l'état des correctifs de microcodes similaires pour ses autres produits, y compris les puces antérieures, à commencer par le Core 2 en 45 nm. Pour certaines de ces puces, des correctifs sont tout juste en cours de planification, pour d'autres, ils sont en cours de préparation. progressez en avance sur les tests, pour d'autres - ils existent déjà sous la forme d'une version bêta. Généralement, plus l'architecture est ancienne, plus elle recevra tardivement le firmware anti-Spectre. Cependant, les mises à jour du microcode pour les architectures Sandy Bridge, Ivy Bridge, Haswell et Broadwell plus ou moins actuelles sont déjà en phase de test bêta. De plus, un certain nombre de puces Atom et même des accélérateurs Xeon Phi ont déjà reçu des correctifs.

Intel a rappelé qu'il existe d'autres méthodes pour lutter contre les vulnérabilités découvertes dans l'unité de prédiction de branchement des processeurs modernes. Par exemple, Retpoline, développé par Google contre Spectre CVE-2017-5715 (injection cible de branche ou injection ciblée dans une branche). Pour ceux qui souhaitent plus d’informations sur Retpoline et son fonctionnement, la société a publié un rapport technique spécial.

Les mises à jour du microcode anti-Spectre d'Intel commenceront à être déployées sous la forme d'un nouveau micrologiciel BIOS pour diverses cartes mères dans les jours et semaines à venir. Je me demande s'ils auront un effet supplémentaire sur la dégradation des performances des systèmes finaux ?