Обновление CPU microcode в AMI BIOS, или пример работы с MMTool. Исправление ошибок в CPU Обновление микрокода

Представляю донора BioStar A740G M2L+ (AMD 740G / SB710) и реципиента BioStar A740G M2+ (AMD 740G / SB700). Мат.плата, что с литерой «L», более свежая и поддерживает процессоры AM3 официально, в отличие от другой, что ограничена лишь поддержкой процессоров AM2+. Напрашиваются на сравнительный анализ БИОСы их.
С оф. сайта загружаем лишь последнее обновление прошивки БИОСа для каждой их этих мат.плат:
- для A740G M2+ последняя бэта A74GM916.BSS за сентябрь 2009г.
- для A740G M2L+ - файл 74GCU511.BSS - за май 2010г.

Далее вооружаемся утилитой MMTOOL (я использовал версии 3.22, 3.23 и 3.26 - различий в работе не обнаружил) . Для работы с MMTOOL расширения файлов прошивок БИОС необходимо переименовывать на *.rom.

Теперь запускаем две MMTOOL и в них подгружаем файлы прошивок от двух мат. плат. Обращаем внимание на разные размеры в столбце «Source size» (да и в «Size in Rom» тоже разумеется) модуля 11 «P6 Micro Code» в каждой из прошивок.

Переходим в раздел CPU PATCH для детального сравнения:

Файл донора 74GCU511.rom - cpu_list содержит 14 строк с поддержкой CPURev.ID + 1 пустая (рис.1).

Бэта-версия реципиента A74GM916.rom - cpu_list содержит 13 строк с поддержкой CPURev.ID + 1 пустая (рис.2).

После анализа списков этих двух БИОСов становится очевидно, что для более новой мат.платы разработчики использовали более свежие патчи для процессоров AMD, где подправлен микрокод двух строк с CPURev.ID 1043 и 1062 (датируются 2009/07/31) и одна строка с CPURev.ID 10A0 добавлена (датируется 2010/02/17).

Способ №1 - модификация отличительных строк.

Предварительно в в разделе CPU PATCH файла реципиента A74GM916.rom удаляются две строк с номерами CPURev.ID 1043 и 1062 (чей микрокод более старый чем мы будем далее вставлять) и последняя пустая строка - действия «Delete a Patch Data» + «Apply» (рис.3).

После этого поочерёдно вставляется более новый микрокод из четырёх уже ранее полученных файликов-патчей для CPURev.ID 1043, 1062, 10A0 и пустая строка (рис.4).

Обращаем внимание на размеры («Source size» и «Size in Rom») модуля 11 «P6 Micro Code» до и после применения данных изменений в файле реципиента.
После применения эти размеры у реципиента (рис.6) станут идентичны размерам такого же модуля в файле-доноре 74GCU511.rom (рис.5).
Стоит заметить, что несложно понять, как формируется размер модуля (каждая строка, что в разделе CPU PATCH, занимает по 2048 байт).

Сохранять изменения лучше под новым именем файла.
Далее этот файл проверяется, чтобы по новой без ошибок открывался MMTOOL.

Способ №2 - модификация заменой модуля целиком.

В MMTOOL подкружаем файл донора 74GCU511.rom, переходим во вкладку «Extract» и ищем строку «P6 Micro Code». Затем выделяем её, в поле «module file» задаем ему имя ncpucode.bin и выполняем Extract module «in uncompressed form».

Теперь в MMTOOL подгружаем файл реципиента A74GM916.rom, переходим во вкладку «Replace» и снова ищем строку «P6 Micro Code». Выделяем её, ждём Browse и выбираем наш донорский модуль ncpucode.bin. Жмём Replase и далее соглашаемся на замену данного модуля.

Снова обращаем внимание на размеры («Source size» и «Size in Rom») модуля 11 «P6 Micro Code» до и после замены данного модуля в файле реципиента.
После применения эти размеры у реципиента (рис.7) станут идентичны размерам такого же модуля в файле-доноре 74GCU511.rom (рис.5).

Если сравнить результаты обоих способов (рис.6 и рис.7), то заметна разница в 10байт в адресе RomLoc модуля «User Defined or Reserved», следующего за обновляемым модулем «P6 Micro Code» - возможно, это особенности работы MMTOOL...

Заключение и послесловие.

При комбинировании собственного ncpucode.bin импортированием необходимых патчей(микрокодов) для каждой необходимой ревизии процессоров в качестве лабораторного можно использовать абсолютно любую прошивку AMI биос с модулем «P6 Micro Code».

Однако при сохранении файла прошивки была замечена неприятная особенность MMTOOL - утилита почему-то прибавляла 8 нулевых байт в конец модуля «P6 Micro Code» - он получался размером 32776 байт. При извлечении тем же MMTOOL из лабораторной прошивки файл ncpucode.bin также становился на выходе размером 32776 байт.
Можно сие отредактировать простыми доступными всем редакторами. Но я также (случайно) обнаружил альтернативный способ: при извлечении универсальной утилитой BIOS_EXT.EXE всех модулей из лабораторной прошивки файл ncpucode.bin уже получался правильного размера 32768 байт - утилита BIOS_EXT.EXE сама правильно определила конец модуля «P6 Micro Code» при сохранении его в файл.

С начала января сложно было пропустить новости, касающиеся аппаратных уязвимостей Spectre и Meltdown — настолько серьёзной и всеобъемлющей оказалась тема. Хотя производители знали об этих проблемах ещё с лета прошлого года, большинство, похоже, начало реагировать лишь после обнародования подробностей специалистами команды Google Project Zero.

Например, Intel ещё в январе помимо прочих заплаток выпустила обновления микрокода против Spectre для своих процессоров Broadwell, Haswell, Skylake, Kaby Lake и Coffee Lake. Но почти сразу выяснилось, что они приводят к сбоям и . Вначале Intel заявила, что проблема касается только чипов Broadwell и Haswell, но позже признала существование сбоев на компьютерах с процессорами Skylake, Kaby Lake и Coffee Lake и партнёрам и пользователям пока воздержаться от установки заплаток. Наконец, в начале февраля исправленный вариант микрокода, но только для мобильных и настольных потребительских чипов семейства Skylake.

Теперь, после месяца интенсивных тестов и обкатки заплаток Intel и её партнёрами, пришло время и других более или менее актуальных процессоров: были выпущены обновления микрокода для чипов на базе архитектур Kaby Lake и Coffee Lake, а также незатронутых предыдущим обновлением Skylake-базированных платформ. Речь идёт о процессорах 6, 7 и 8-го поколений Intel Core i, а также последних семейств Core X, Xeon Scalable и Xeon D.

Новый вариант микрокода будет доступен в большинстве случаев через выпуск OEM-производителями новых прошивок материнских плат и ноутбуков. Intel по-прежнему призвала людей постоянно обновлять свои системы до актуальных версий, а также опубликовала документ , в котором расписала состояние аналогичных исправлений микрокода для других своих продуктов, в том числе более ранних чипов, начиная с 45-нм Core 2. Для каких-то из этих чипов заплатки только планируются, для других — находятся в состоянии раннего тестирования, для третьих — существуют уже в виде бета-версии. Как правило, чем старее архитектура, тем позже она получит прошивки с защитой против Spectre. Тем не менее, обновления микрокода для более-менее актуальных архитектур Sandy Bridge, Ivy Bridge, Haswell и Broadwell уже находятся в состоянии бета-тестирования. Также ряд чипов Atom и даже ускорители Xeon Phi уже получили заплатки.

Intel напомнила, что существуют и другие методы борьбы против вскрытых уязвимостей блока предсказания ветвлений в современных процессорах. Например, Retpoline, разработанный Google против Spectre CVE-2017-5715 (branch target injection или целевое внедрение в ветвь). Для тех, кто интересуется дополнительной информацией о Retpoline и принципах его работы, компания опубликовала особый технический доклад .

Выпущенные Intel обновления микрокода против Spectre в ближайшие дни и недели начнут выходить в виде свежих прошивок BIOS для различных материнских плат. Любопытно, окажут ли они дополнительный эффект на деградацию производительности конечных систем?

Если чипсет и материнская плата LGA 775 теоретически могут поддерживать XEON 771, но родной BIOS не поддерживает его, а модифицированного нет — то можно модифицировать BIOS самостоятельно.

ВАЖНО

1. Все изменения в прошивке BIOS (.ROM файл обычно) Вы делаете на свой страх и риск. При ошибке из материнской платы получается гарантированный «кирпич»
2. Размер файла оригинальной прошивки и измененного варианта должны совпадать до байта.
3. Прошивка измененного файла BIOS обратно в микросхему выполняется только с помощью фирменной утилиты от разработчика материнской платы (необходимо скачать с сайта производителя).
4. В топовых материнских платах в самом BIOS есть встроенный модуль обновления прошивки (например, EZ Flash 2 utility для ASUS P5Q в разделе Tools) — самый лучший вариант.

Как лучше сделать:
1. Все-таки поискать в интернете готовый вариант с поддержкой XEON?
2. Скачать с официального сайта последнюю версию прошивки и добавить микрокоды?

Как видится — второй вариант безопаснее, Вы в любом случае скачиваете оригинальную прошивку с сайта производителя материнской платы, т.е. гарантируется последняя версия и отсутствие ошибок (точнее исправление всех найденных ранее ошибок). При скачивании готового варианта со сторонних ресурсов (по вполне очевидным причинам на оригинальном сайте его не будет) — Вы можете получить кривую версию и убить BIOS.

Предварительно можно оценить наличие микрокодов XEON в прошивке BIOS.

— получаем текущий образ AMI BIOS через Universal BIOS Backup ToolKit 2.0
— смотрим содержимое полученного ROM-файла через AMIBCP V 3.37

Вариант для BIOS AMI (American Megatrends Inc).

1. Скачиваем самую последнюю версию BIOS с сайта производителя вашей материнской платы

3. Скачиваем микрокоды для процессоров XEON 771: lga771_microcodes

4. Узнаем CPUID вашего процессора с помощью AIDA64 или аналогичной программы (он выглядит как cpu0001067Ah). Если BIOS будет зашиваться до установки процессора, то пропускаем этот пункт.

5. Распаковываем архивы MMTool и lga771_microcodes и оставляем из файлов с расширением .bin только те файлы, начало которых совпадает с CPUID вашего компьютера (например, cpu0001067a_plat00000044_ver00000a0b_date20100928.bin )

Если не знаем какой код, то зашиваем все.

A. Запускаем MMTool . Жмем кнопку (1) Load ROM и загружаем в программу последний BIOS для вашей матплаты. Если у вас самый новый BIOS, то можно так же слить утилитой бекап BIOS с ПК и править его.

B. Переходим на вкладку (2) CPU Patch , затем кнопкой (3) Browse , откройте файл .bin соответствующий вашему CPUID.

C. В опциях оставьте значение по умолчанию «Insert a Patch data» и нажмите кнопку (4) Apply .

После обновления модифицированным биосом необходимо сделать сброс настроек через кнопку сброса или перемычки, если матплата поддерживает такой сброс, или же вытаскиванием на пару минут батарейки BIOS. Далее процессор уже корректно воспринимается компьютером и работает как надо.

Basic Input Output System - базовая система ввода-вывода, сокращенно BIOS. Маленькая микросхема на материнской плате, которая первой получает управление при включении ПК. Обеспечиваются: базовые настройки ПК проверка компонентов ПК при старте...

Собственно, оригинальный способ, оснастку и микрокоды можно найти (непосредственно инструкция по AMI ), и в большинстве случаев использование этого способа не несет никаких проблем и не имеет подводных камней, но я в своей практике регулярно сталкивался с такой проблемой:

Т.е. имела место банальная нехватка свободного места внутри образа. Когда модифицируешь BIOS для себя под конкретный процессор, на это можно не обращать внимания, т.к. всегда можно загрузить всего один микрокод именно под свой процессор, либо удалить какой-нибудь старый микрокод для освобождения места, но когда модифицируешь потоком, нужно искать другое решение, компромиссное.

В качестве компромисного я выбрал следующее решение — берем последние версии микрокодов для всех процессоров поколения CORE во всех конструктивах (Celeron E, Pentium E, Core 2 Duo, Core 2 Quad, Xeon *3xxx/*5xxx) и подменяем ими всё что было до того. Набор микрокодов получился следующий:

Объём этого набора — всего 76 килобайт. Данный файл получился путём объединения этих файлов:

cpu00010676_plat00000001_ver0000060f_date20100929.bin
cpu00010676_plat00000004_ver0000060f_date20100929.bin
cpu00010676_plat00000010_ver0000060f_date20100929.bin
cpu00010676_plat00000040_ver0000060f_date20100929.bin
cpu00010677_plat00000010_ver0000070a_date20100929.bin
cpu0001067a_plat00000011_ver00000a0b_date20100928.bin
cpu0001067a_plat00000044_ver00000a0b_date20100928.bin
cpu000006f2_plat00000001_ver0000005d_date20101002.bin
cpu000006f6_plat00000001_ver000000d0_date20100930.bin
cpu000006f6_plat00000004_ver000000d2_date20101001.bin
cpu000006f7_plat00000010_ver0000006a_date20101002.bin
cpu000006f7_plat00000040_ver0000006b_date20101002.bin
cpu000006fb_plat00000001_ver000000ba_date20101003.bin
cpu000006fb_plat00000004_ver000000bc_date20101003.bin
cpu000006fb_plat00000010_ver000000ba_date20101003.bin
cpu000006fb_plat00000040_ver000000bc_date20101003.bin
cpu000006fd_plat00000001_ver000000a4_date20101002.bin

Сама процедура модификации тоже немного изменилась и стала если не проще, то быстрее:

Шаг 1 — открываем образ BIOS в программе MMTool:

Шаг 2 — для проверки переходим на последнюю вкладку (CPU PATCH) и смотрим количество микрокодов. Здесь их к примеру 31 штука:

Шаг 3 — переходим на вкладку Replace и ищем на ней пункт «P6 Micro Code»:

Шаг 4 — выбрав пункт «P6 Micro Code» жмём кнопку Икщцыу, выбираем файл ncpucode.bin, описанный выше и заменяем его кнопкой Replace:

Шаг 5 — для проверки переходим на последнюю вкладку (CPU PATCH) и смотрим количество микрокодов. После подмены микрокодов осталось 17, версия самая последняя:

Фундаментальной разницы с порядком модификации, описанным на delidded.com нет. В большинстве случаев на выходе получается конечно не то же самое, но процессор получает нужный микрокод. Из субъективных положительных моментов я хотел бы обратить внимание лишь на то, что гарантированно обновляются микрокоды на все актуальные процессоры, будь то «гражданские» или «серверные», а так же практически нет риска получить сообщение о нехватке места. Хотя, в моей практике даже на такой набор микрокодов пару раз места не хватало, это было с BIOS для плат ECS P4M900T-M и ECS P4M900T-M2, которые в общем совместимы с Xeon E5450.

По традиции публикую ссылку на архив с инструментами — (zip, 234KB). Архив содержит исполняемый файл MMTOL.exe (версия 3.22 BKMOD), файл с микрокодами на все 45/65nm процессоры поколения core/xeon ncpucode.bin , а так же два файла 45nm.bin и 65nm.bin с микрокодами только на 45nm процессоры и только на 65нм. Использование этих файлов может быть полезным в тех случаях когда необходимо освободить дополнительный объём в BIOS, например, для новой firmware какого-то контроллера, сетевого, дискового и пр.

!NB : Ни в файле ncpucode.bin, ни в файлах 45nm.bin/65nm.bin нет поддержки процессоров Pentium 4, Celeron (без буквенных индексов), Pentium D, Celeron D и Xeon W (Xeon 5080 например). Это процессоры поколения NetBrust.