Configurare avansată și interfață de alimentare

Specificația Advanced Configuration and Power Interface ( ACPI ) este un standard industrial deschis disponibil pentru prima dată în decembrie 1996 și dezvoltat de HP , Intel , Microsoft , Phoenix și Toshiba . Acesta definește interfețele comune pentru recunoașterea hardware, configurare și gestionarea alimentării plăcilor de bază și a perifericelor. Conform specificațiilor sale, „ACPI este elementul cheie în gestionarea și configurarea energiei controlate de sistemul de operare (OSPM)”.

Cea mai recentă revizuire a specificației ACPI este 6.2, lansată în mai 2017 . ^{[1] [2]}

Introducere

Cel mai important element al standardului, managementul energiei, a avut două îmbunătățiri majore. Primul este alocarea controlului energiei sistemului de operare . Acest lucru contrastează cu modelul APM care a oferit controlul gestionării energiei BIOS - ului , cu o intervenție limitată din partea sistemului de operare. În ACPI, BIOS oferă sistemului metode pentru controlul la nivel scăzut al detaliilor hardware, astfel încât să aibă un control aproape complet asupra economiilor de energie. ACPI este un serviciu de bază încărcat, în timpul pornirii, de sistemul de operare care poate fi dezactivat și atunci când este necesar. Fizic este unul sau mai multe drivere (de exemplu în Windows se numește acpi.sys).

ACPI a adus, de asemenea, funcțiile de gestionare a energiei, disponibile anterior doar pe computerele portabile , de asemenea pe computerele desktop și servere . De exemplu, sistemul poate fi adus în stări de consum extrem de redus de energie, în care numai memoria RAM (și adesea nici măcar asta) primește energie, dar în care un semnal de intrare ( mouse , tastatură , modem ) se poate „trezi” rapid sistemul în sine.

Standardul oferă taste de asistență pe tastaturi normale pentru a suspenda sau opri computerul. Unii producători ( ASUS , Compaq ) au extins această caracteristică la alte chei numite chei de gestionare a energiei .

ACPI necesită hardware compatibil (care include registre ACPI, definite de specificație). Sistemul de operare, chipset - ul plăcii de bază și, pentru unele funcții, chiar șiCPU , trebuie să fie concepute pentru a-l suporta. Fizic, ACPI se află pe același cip în care este încărcat firmware-ul sau pe un cip specific.

ACPI folosește propriul limbaj de mașină ( ACPI Machine Language sau AML ) pentru a implementa gestionare de evenimente de suport de energie în locul limbajului de mașină al sistemului gazdă. Codul AML face parte din firmware ( BIOS ), dar este interpretat de sistemul de operare.

Microsoft Windows a acceptat mai întâi ACPI cu Windows 98 . Prima versiune a FreeBSD care acceptă ACPI a fost 5.0. NetBSD și OpenBSD au suport ACPI minim; Linux , începând cu kernel-ul 2.4.22, a început să ofere suport pentru acest standard.

State

Principalele state ACPI plasate de la „cel mai luminos” la „cel mai întunecat”.

Statele globale

Specificația ACPI definește următoarele șapte state, numite state globale. Un computer care acceptă ACPI poate fi în:

• G0 ( S0 ) Executare : starea normală de lucru a unui computer - sistemul de operare și aplicațiile rulează. CPU execută instrucțiuni. Din această stare (chiar și fără a merge la G1), este posibil ca procesoarele și perifericele să fie introduse și ieșite în mod repetat din stări de putere redusă numite C0 - C n și D0 - D3 . ( Laptopurile , de exemplu, opresc toate perifericele neutilizate atunci când funcționează cu baterie; unele desktopuri fac același lucru pentru a reduce zgomotul.)
• G1 Adormit Este împărțit în patru stări: de la S1 la S4. Timpul necesar pentru a aduce sistemul la G0 este foarte scurt pentru S1, scurt pentru S2 și S3, lung pentru S4.
  • S1 : modul de odihnă care necesită cea mai mare energie. Memoriile cache ale procesorului sunt golite, iar CPU nu execută instrucțiuni. Cu toate acestea, procesoarele și memoria RAM sunt activate; dispozitivele care nu necesită pornire pot fi oprite. Acest mod este cunoscut ca Power On Standby sau pur și simplu POS, în special în ecranul de configurare BIOS. Cele mai recente mașini nu acceptă starea S1; computerele mai vechi folosesc adesea S1 în loc de S3.
  • S2 : o stare de consum redus de energie, în care procesorul este oprit (nu o implementare frecventă).
  • S3 : Cunoscut ca Suspend to RAM (STR) în BIOS, Standby în versiunile Windows până la Windows XP și unele distribuții Linux , Sleep în Windows Vista și macOS , deși specificația menționează doar termenii S3 și Sleep . În această stare, memoria principală ( RAM ) este încă activă, dar este singura componentă care există. Ca stare a sistemului de operare și a tuturor aplicațiilor, documente deschise etc. rezidă în memorie RAM, utilizatorul poate relua lucrul acolo unde era când a adus computerul la S3. (Specificația menționează că starea S3 este foarte similară cu S2, dar mai multe componente sunt oprite în S3.) S3 are două avantaje față de S4; computerul se trezește mai repede decât repornește și, dacă o aplicație conține date sensibile, nu va fi scrisă pe disc. Cu toate acestea, memoria cache a discului poate fi descărcată pentru a preveni corupția datelor în cazul în care computerul nu se trezește din cauza unei întreruperi a alimentării, de exemplu.
  • S4 : Hibernare în Windows , Safe Sleep în macOS , cunoscut și sub numele de Suspend to disk , deși în specificația ACPI este definit doar ca S4 . În această stare, tot conținutul memoriei principale este salvat pe o memorie nevolatilă ( Hard Disk ), păstrând starea sistemului și a aplicațiilor. În acest fel, utilizatorul poate relua lucrul acolo unde a rămas exact ca în S3. Diferența dintre S3 și S4, pe lângă faptul că trebuie să încărcați și să descărcați conținutul RAM pe hard disk, este că un salt de putere în S3 determină pierderea tuturor datelor din memoria principală, în timp ce un computer din S4 nu are consecințe. S4 este diferit de alte state S și în prezent seamănă cu G2 Soft Off și G3 Mechanical Off mai mult decât seamănă cu S1 - S3. Un sistem din S4 poate fi, de asemenea, adus la G3 ( Oprit mecanic ) și păstrează totuși datele despre starea de salvare S4, astfel încât lucrarea să poată fi reluată după revenirea alimentării.
• G2 ( S5 ) Soft Off - G2 , S5 și Soft Off sunt sinonime . G2 este foarte similar cu G3 Mechanical Off , dar unele componente rămân pornite, astfel încât computerul să se poată trezi cu intrare de la tastatură, ceas, LAN , modem (Wake-on-Ring) sau periferice USB [1] . Această stare este similară cu G3 Mechanical Off, deoarece procedura de boot trebuie efectuată pentru a obține sistemul de la G2 la G0 Executare . G3 Mechanical Off este starea computerului atunci când există o pană de curent, în timp ce G2 este încărcat de sistemul de operare (de obicei atunci când utilizatorul solicită o oprire ). Computerul nu poate fi demontat în siguranță din cauza perifericelor active. Este recomandabil să scoateți alimentarea de pe un computer desktop și să așteptați 20 de secunde înainte de a demonta; chiar dacă perifericele interne nu sunt în general active, controlerul ( PS / 2 ), porturile USB , placa de bază , cardurile de expansiune și sursa de alimentare pot rămâne aprinse chiar dacă computerul nu așteaptă intrarea de la acele periferice să se trezească.
• G3 Oprit mecanic : consumul de energie al computerului este foarte aproape de zero, până la punctul în care puteți scoate ștecherul și dezasambla computerul (de obicei, numai ceasul în timp real continuă să primească energie de la bateria sa mică). Calculatorul intră în această stare în cazul unei întreruperi a curentului. Odată ce puterea este restabilită, este necesară o pornire completă pentru a readuce sistemul din G3 la G0 Execution .

De asemenea, o stare moștenită este definită ca fiind starea în care sistemul de operare nu acceptă ACPI. În această stare, controlul curent nu folosește ACPI.

Stările procesorului

Un procesor care acceptă ACPI poate fi în patru stări diferite: ^{[3] [4]}

• C0 : Procesorul este activ și execută instrucțiuni.
• C1 : De asemenea, cunoscut sub numele de Halt , aceasta este starea în care procesorul nu execută nicio instrucțiune, dar poate reveni la C0 aproape instantaneu.
  • C1E : De asemenea, cunoscut sub numele de Enhanced Halt , vă permite să profitați de caracteristicile avansate de economisire ale procesorului, care, în cazul încărcărilor reduse, reduce atât frecvența, cât și tensiunea de funcționare în timpul stării de oprire.
• C2 : Cunoscut și ca stop clock , reprezintă starea în care procesorul păstrează conținutul tuturor registrelor, dar nu efectuează nicio operație.
• C3 : Numit și Sleep , procesorul nu are nevoie să păstreze memoria cache și generatorul de ceas este oprit, dar durează mai mult pentru a reporni.
• C4 : numit și „Deeper Sleep”, reducerea tensiunii de alimentare.
  • DC4 : numit și „Deeper C4 Sleep”, există o reducere suplimentară a tensiunii de alimentare.

Rețineți că C2 și C3 și C4 necesită utilizarea sistemului de operare.

Stări de periferice

Dispozitivele care acceptă ACPI pot fi în patru stări diferite:

• D0 : Dispozitivul este activ.
• D1 și D2 : au fost stări intermediare care variază de la dispozitiv la dispozitiv.
• Î3 : Perifericul este complet oprit.

Notă

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe Advanced Configuration și Power Interface

linkuri externe

• ( RO ) Site oficial , pe uefi.org .
• Federico Bassignana, Managementul energiei, partea 1: definiția stării ACPI , pe weeeopen.polito.it , 19 august 2017. Accesat la 11 octombrie 2017 .