текущее состояние электропитания d3 что значит

ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) – это стандарт (спецификация), определяющий способы программного управления электропитанием компонентов компьютера с помощью встроенных средств ОС (операционной системы). Другими словами данная технология предназначена для управления состоянием персонального компьютера и энергопотреблением его компонентов.

Кроме управления электропитанием данный стандарт позволяет выполнять конфигурацию устройств Plug and Play.

Управление электропитанием и конфигурирование устройств Plug and Play осуществляется на уровне операционной системы (предшественник спецификации ACPI стандарт АРМ реализован на уровне BIOS), то есть ОС практически полностью управляет энергопотреблением и конфигурированием устройств ПК.

Спецификация ACPI требует поддержки со стороны, как материнской платы, так и подключаемых устройств.

Для технологии ACPI определяют несколько состояний и подсостояний системы (компьютера): глобальные состояния системы, состояния ЦП (центрального процессора) и состояния устройств.

Глобальных состояний системы различают четыре:

G0 (S0) – нормальное функционирование системы;

G1 (S1, S2, S3, S4) – режимы уменьшенного энергопотребления, о которых мы поговорим чуть ниже.

G2 (S5) – программное выключение. В данном состоянии компьютер выключен, но блок питания находится под напряжением.

G3 – состояние в котором питание полностью отключено от блока питания (БП).

Режимы уменьшенного энергопотребления (S1, S2, S3, S4):

S1 (Power On Suspend, POS, Doze) – режим энергосбережения, при котором отключается монитор, винчестер, но на центральный процессор и ОЗУ (модули оперативной памяти) питание подается, снижается частота системной шины. Процессорные кэши сброшены, процессоры не выполняют инструкции, отключен генератор тактовой частоты ЦП.

S2 (Standby, Standby Mode) – режим уменьшенного энергопотребления. При данном режиме происходит отключение монитора, винчестера. От ЦП отключается напряжение питания. Останавливаются все тактовые генераторы (продолжают работать только те тактовые генераторы, которые необходимы для работы оперативной памяти). Питание подается только на системную память (в ней хранится информация о состоянии системы).

S3 (Suspend to RAM, STR, Suspend) – ждущий режим. При данном режиме энергосбережения питание подается только на оперативную память (в ней хранится информация о состоянии системы). Все другие компоненты ПК отключены.

S4 (Suspend to Disk, STD, Suspend to Hard Drive, S4-Hibernation) – глубокий сон. При данном режиме энергосбережения текущее состояние системы записывается на винчестер, после чего следует отключение питание всех компонентов ПК.

Для стандарта ACPI определяют несколько состояний процессора:

C0 – процессор работает в номинальном режиме.

C1 (Halt) – состояние уменьшенного энергопотребления. Работа процессора приостановлена, но он может незамедлительно вернуться в рабочее состояние.

C2 (Stop-Clock) – работа процессора приостановлена. Но регистры и кэш остаются в рабочем состоянии. Процессор может немедленно приступить к обработке заданий.

C3 (Sleep) – режим сна. Процессор в спящем режиме не обновляет кэш.

Для технологии ACPI также определяют четыре состояния устройств:

D0 – устройство работает в номинальном режиме.

D1 – режим уменьшенного энергопотребления (устройство использует меньше энергии чем состояние D0).

D2 – режим уменьшенного энергопотребления (устройство использует меньше энергии чем состояние D1).

D3 – устройство выключено.

Интерфейс автоматического управления конфигурацией и питанием (ACPI) пришел на смену уже устаревшего АРМ (Advanced Power Management).

Источник

В современном компьютере программная поддержка управления питанием осуществляется со стороны системы ACPI, а аппаратная поддержка отводится следующим компонентам системной платы:

1. Разъему для подключения основного кабеля блока питания и разъемам для подключения вентиляторов.

2. Системе пробуждения по сигналам из сети.

3. Технологии “мгновенной готовности компьютера”.

4. Технологии “возобновления работы по звонку”.

5. Пробуждения по сигналам из порта USB.

6. Пробуждения по сигналам от устройств PS/2.

7. Поддержка пробуждения при получении сигнала управления питанием (PME#).

8. Поддержка драйверов технологии Intel Quick Resume (QRTD).

Для перевода различных устройств ПК из одного режима питания в другой особое место в ACPI отведено представлению о состояниях функциональной готовности или отключения устройств, имеющих непосредственное отношение к уровням энергопотребления и энергосбережению. В стандарте ACPI для каждой группы управления существует определенный комплект состояний. Уровни состояний различаются потребляемой мощностью, величиной тока нагрузки, тактовой частотой системы и процессора, а также скоростью «пробуждения» устройств системы. ACPI опирается на функции управления Windows и BIOS. Если BIOS системной платы поддерживает систему ACPI, то управление питанием передается операционной системе. Это упрощает конфигурирование параметров системы, поскольку автоматические регулировки находятся в одном месте в операционной системе. ACPI располагает интерфейсом, который поддерживает на системной плате следующие функции:

1. Технологию Plug and Play, включая нумерацию шин и устройств.

2. Управление питанием отдельных устройств и карт расширения.

3. Средства поддержки в режиме ожидания мощности менее чем 15 Вт.

4. Компоненты программного отключения Soft Off.

5. Компоненты поддержки различных событий для пробуждения системы.

6. Включение питания и спящего режима на лицевой панели компьютера.

Система ACPI состоит из последовательности таблиц. В них определены имеющиеся в системе устройства, а также их характеристики с точки зрения конфигурации системы и управления энергопитанием. Таблицы создаются BIOS в процессе загрузки компьютера. Для определения ACPI-совместимости системы, в процессе загрузки BIOS просматривает специальные записи в двух таблицах FADT (Fixed ACPI Description Table) и RSDT (Root System Description Table). Найденные записи называются дескрипторами, среди них: OEM ID, OEM TABLE ID, OEM REVISION и CREATOR REVISION.

Если таблицы отсутствуют или информация в дескрипторах недействительна, BIOS считается несовместимой с интерфейсом ACPI, в таком случае устанавливается уровень аппаратных абстракций, или ACPI HAL.

При инициализации ACPI могут появиться сообщения об ошибках. Сообщения на красном фоне свидетельствуют о проблемах с аппаратным обеспечением и BIOS, на синем фоне о проблемах с программным обеспечением. Чаще всего эти ошибки свидетельствуют о частичной или полной поддержке функций ACPI системой BIOS или драйверами УВВ.

Система ACPI обеспечивает передачу в блок питания сигналов управления, предназначенных для реализации альтернативных способов включения и выключения компьютера. Блоки питания семейства ATX12V обладают линиями управления включения и выключения питания компьютера и содержат описанную ниже автоматику отключения питания системы. При получении этой системой соответствующей команды блок питания отключает подачу всех напряжений, не связанных с питанием устройств в режиме ожидания. При возобновлении работы после сбоя в сети компьютер возвращается в тот режим питания, в котором он был до этого (включен или отключен). Отклик компьютера вы можете настроить в меню Boot программы Setup BIOS с использованием опции Last «Power» State.

ACPI обладает памятью для возврата состояний. Например, в режиме мгновенного включения компьютера On Now в ОЗУ или на жестком диске сохраняются коды состояния компьютера. Ниже рассмотрены возможности, поддерживаемые блоком питания этого типа для управления включением/выключением компьютера.

Благодаря ACPI компьютер может быть переведен в состояние программного отключения Soft Off. Благодаря этой возможности компьютер может использовать источники постоянного питания при минимальном энергопотреблении.

Переход компьютера в режим питания Soft Off осуществляется нижеследующими способами:

1. Нажатием кнопки Power на лицевой панели компьютера, которая подключена к системной плате и не вызывает прекращения подачи питания.

2. Путем отключения с помощью операционной системы (на панели для выключения компьютера выбирается одна из трех возможностей завершения работы).

3. Во время отсутствия и появления электропитания в сети, что зависит от установки

параметров в меню Setup BIOS.

Для перевода аппаратных средств из состояния Soft Off в режим полной активности в меню Setup BIOS можно выполнить перечисленные ниже действия:

1. Использовать кнопку Power на лицевой панели компьютера или на клавиатуре (если таковая предусмотрена).

2. Дважды щелкнуть левой или правой кнопкой компьютерной мыши PS/2.

3. Использовать запрограммированную клавишу или клавиатурную команду.

4. Применить сигнал через модем по телефонной линии.

5. Использовать пакет программ Magic Packet, а также платы интерфейса локальной

вычислительной сети (ЛВС) и специального программного обеспечения ЛВС.

6. Активизировать по сигналам интервальный таймер.

7. Настроить автоматическое включение ПК в случае отсутствия питания.

Технология ACPI позволяет автоматизировать процесс распределения системных ресурсов с помощью операционной системы и выбора состояний управления электропитанием PMS. Для перевода различных устройств ПК из одного режима питания в другой особое место в ACPI отведено представлению о состояниях функциональной готовности или отключения устройств, имеющих непосредственное отношение к уровням энергопотребления и энергосбережению.

Для доступа к функциям PMS выберите команду Свойства контекстного меню рабочего стола. В диалоговом окне Свойства:Экран выберите вкладку Заставка и щелкните на кнопке Питание. В диалоговом окне Свойства:Электропитание выберите вкладку Схемы управления питанием. Из меню раздела Схемы управления питанием выберите доступную схему управления. В меню настроек задайте период отсутствия активности дисплея и жестких дисков, спустя который компьютер отключит их. Настройте параметры ждущего и спящего режимов. В стандарте ACPI управление питанием компьютера осуществляется настройкой состояний, или режимов питания.

Переходы состояния питания системы и устройств. При наличии интерфейса ACPI операционная система управляет всеми переходами состояния питания системы и устройств. Операционная система включает и выключает режим низкого энергопотребления, основываясь на информации о том, с какой интенсивностью используются приложения. Кроме того, информация поступает от пользовательских настроек, вводимых с помощью программы Setup BIOS. Компьютер (системная плата) ACPI поддерживает следующие основные состояния:

В пределах основной группы состояний энергопотребления системы существуют состояния сна, или ожидания (Sleeping States) от S0 до S5:

Процессор ПК тоже может находиться в «сонном» состоянии (различают состояния процессора от C0 до C3):

Состояние C3 предлагает еще более экономное потребление электропитания, чем в состояниях C1 и C2. Неблагоприятное аппаратное время ожидания для этого состояния предусмотрено через системные микропрограммы ACPI и операционное программное обеспечение, которое может использовать эту информацию, чтобы определяться, когда состояние C2 должно быть использовано вместо состояния C3. В состоянии C3 кэш-память процессора поддерживает режим хранения данных, но игнорируют любое к ней обращение. Операционное программное обеспечение обеспечивает поддержку связности кэш-памяти. Более глубокий Sleep (С4) включает состояние Deeper Sleep и состояние Intel Ehanced Deeper Sleep.

У процессоров Intel имеется группа входных контактов, при подаче на них управляющих сигналов происходит переход процессора в специальные состояния:

— сигнал на входе STPCLK# вызывает переключение процессора из рабочего режима в состояние STOP GRANT (процессор работает с приостановками и потребляет меньше электроэнергии). По снятию сигнала процессор возвращается в рабочий режим;

— сигнал на входе SLP# переключает процессор из состояния STOP GRANT в состояние Sleep (сна), он потребляет еще меньше энергии, не выбирает и не выполняет команды программы. По снятию процессор возвращается в режим STOP GRANT;

— сигнал на входе DPSLP# вызывает переход процессора из режима «сна» (Sleep) в режим «глубокого сна»

(Deep Sleep). По снятию сигнала процессор возвращается в режим «сна» (Sleep).

— сигнал на входе DPRSTP# вызывает переход процессора из режима «глубокого сна» (Deep Sleep) в режим «глубочайшего сна» (Deeper Sleep). По снятию сигнала процессор возвращается в режим «глубокого сна» (Deep Sleep).

Один из основных способов регулировки потребления электроэнергии процессора состоит в чередовании его рабочих и нерабочих циклов. При этом используются значения Duty Width и Duty Value. Первое из этих значений определяет временной цикл, а второе соотношение периодов работы и периодов покоя. Останов процессора осуществляется за счет прекращения подачи сигналов тактовой частоты.

В процессорах архитектуры Nehalem имеется специальный блок PCU (Power Control Unit), предназначенный для мониторинга и управления питанием процессора (по сути, PCU – это целый микроконтроллер, т. е. процессор в процессоре). PCU, основываясь на данных сенсоров и датчиков, может полностью выключать отдельные ядра и блоки CPU. Благодаря этой функциональности инженеры Intel смогли внедрить в Core i7 технологию Turbo Boost. Относительная энергоэкономичность Core i7 обусловлена низким рабочим напряжением (1,20 В) и размещением в теле процессора специального микроконтроллера PCU, в функциональные обязанности которого входит мониторинг и регуляция показателей напряжения, силы тока (и температуры) ядер. Кроме того, PCU способен полностью отключать одно или несколько ядер от энергоснабжения. В зависимости от ситуации, при работе в приложениях, не (полностью) использующих многозадачные способности Nehalem, часть ядер отключается, а частота оставшихся – повышается (при этом центральный процессор в целом не выходит за рамки своего TDP).

Например, в четырехядерных Core i7 могут быть полностью отключены два либо три ядра, и во втором случае частота оставшегося единственного ядра будет поднята еще больше. Возьмем случай с двухядерным процессором. Поскольку в однопоточных приложениях от многоядерности эффекта мало, основную роль здесь играет производительность отдельно взятого ядра. Поэтому Intel предусмотрела увеличение частоты работающего ядра (non-idle core), в то время как второе (idle core) находится в одном из состояний бездействия C3-C6 (рис. 1) и его тепловыделение резко сокращается. Эту разницу использует работающее ядро и повышает свою частоту до достижения процессором граничного уровня TDP. Основные состояния ядра, автоматически определяемые процессором, показаны в табл. 1.

Рис. 1. Состояния энергопотребления процессора Core i7

Core State

Источник

Состояния питания системы

Для пользователя система может быть либо включена, либо выключена. Другие обнаруживаемые состояния отсутствуют. Однако система поддерживает несколько состояний электропитания, которые соответствуют состояниям электропитания, заданным в спецификации расширенной конфигурации и интерфейса питания (ACPI). Существуют также разновидности этих состояний, например гибридный спящий режим и быстрый запуск. В этом разделе рассматриваются эти состояния и описывается их связь друг с другом.

Системные интеграторы и разработчики, создающие драйверы или приложения с системной службой, должны быть особенно осторожными к проблемам с качеством драйвера, например утечкам памяти. Хотя всегда было важно качество драйвера, время между перезагрузкой ядра может быть значительно длиннее, чем в предыдущих версиях ОС, поскольку при инициировании пользователем спящего режима и завершении работы ядро, драйверы и службы будут сохранены и восстановлены, а не запущены повторно.

В следующей таблице перечислены состояния питания ACPI от самого высокого до самого низкого энергопотребления.

Перечисление _ _ состояния энергопотребления системы определяет значения, используемые для указания состояния питания системы.

Рабочее состояние (S0)

Во время рабочего состояния система находится в спящем режиме и работает. Проще говоря, устройство «включено». Если экран включен или выключен, устройство находится в полном состоянии выполнения. Для экономии энергии, особенно на устройствах с питанием от аккумулятора, мы настоятельно рекомендуем выключить аппаратные компоненты, если они не используются.

Выключите аппаратные компоненты, если они не используются, независимо от состояния. Низкое энергопотребление — важное замечание для потребителей мобильных устройств.

Состояние сна (современный ждущий режим)

В режиме низкого энергопотребления S0 в рабочем состоянии, которое также называется современным ждущимрежимом, система остается частично работающей. В современных ждущих режимах система может оставаться в актуальном состоянии при каждом доступе к подходящей сети, а также при необходимости выполнять пробуждение, если требуется действие в реальном времени, например обслуживание ОС. Современные спящие функции выполняются значительно быстрее, чем S1-S3. Дополнительные сведения см. в статье современные резервные.

Современные ждущие режимы доступны только в некоторых системах SoC. Если она поддерживается, система не поддерживает S1-S3.

Состояние сна (S1 — S3)

Перед переходом системы в спящий режим он определяет соответствующее состояние сна, уведомляет приложения и драйверы ожидающего перехода, а затем переводит систему в состояние сна. В случае критического перехода, например при достижении порогового значения критического аккумулятора, система не уведомляет приложения и драйверы. Приложения должны быть подготовлены для этого и предпринять соответствующие действия при возврате системы в рабочее состояние.

В этих состояниях (S1-S3) постоянно обновляется Энергозависимая память для поддержания состояния системы. Некоторые компоненты остаются включенными, поэтому компьютер может выходить из входных данных с клавиатуры, локальной сети или USB-устройства.

Система также выходит из спящего режима в ответ на действия пользователя или событие пробуждения, определенное приложением. Дополнительные сведения см. в разделе системные события пробуждения. Время, необходимое для пробуждения системы, зависит от состояния сна, из которого он выходит из спящего режима. Система занимает больше времени для выхода из состояния с низким энергопотреблением (S3), чем из состояния с более высоким энергопотреблением (S1) из-за дополнительной работы, которую может потребоваться оборудование (стабилизация источника питания, повторная инициализация процессора и т. д.).

При вызове SetThreadExecutionStateзначение параметра ES AWAYMODE должно использоваться _ _ только в тех случаях, когда они совершенно необходимы приложениям мультимедиа, которым требуется система для выполнения фоновых задач, таких как запись содержимого телевизионных передач или потокового мультимедиа на другие устройства, пока система находится в спящем режиме. Приложения, не требующие критической фоновой обработки или выполняемые на переносных компьютерах, не должны включать режим отсутствия, так как не позволяет системе сэкономить электроэнергию, переходя в режим true Sleep.

Гибридный спящий режим (S1-S3 + файл гибернации)

Гибридный спящий режим — это специальное состояние, которое представляет собой сочетание состояний спящего режима и спящего режима, когда система использует файл гибернации с S1-S3. Он доступен только в некоторых системах. Если этот параметр включен, система записывает файл гибернации, но переходит в спящий режим с повышенным энергопотреблением. Если при переходе системы в спящий режим питание теряется, система выходит из спящего режима, что занимает больше времени, но восстанавливает состояние системы пользователя.

Состояние гибернации (S4)

Windows использует режим гибернации, чтобы обеспечить быстрый запуск. Если он доступен, он также используется на мобильных устройствах для продления времени работы батареи системы, предоставляя механизм сохранения всех состояний пользователей до завершения работы системы. При переходе в спящий режим все содержимое памяти записывается в файл на основном системном диске, файле гибернации. Это сохраняет состояние операционной системы, приложений и устройств. В случае, когда объем общей памяти потребляет всю физическую память, файл гибернации должен быть достаточно большим, чтобы гарантировать наличие места для сохранения всего содержимого физической памяти. Поскольку данные записываются в долговременное хранилище, DRAM не требуется поддерживать самообновление и могут быть выключены. Это означает, что энергопотребление режима гибернации очень низкий, почти так же, как питание выключено.

Во время полного завершения работы и загрузки (S5) весь сеанс пользователя уничтожается и перезапускается при следующей загрузке. В отличие от спящего режима (S4), сеанс пользователя закрывается и сохраняется состояние пользователя.

Быстрый запуск (сокращенный файл гибернации)

Быстрый запуск — это тип завершения работы, который использует файл гибернации для ускорения последующей загрузки. Во время этого типа отключения пользователь выходит из системы перед созданием файла спящего режима. Быстрый запуск позволяет сократить файл гибернации, что более подходит для систем с меньшими возможностями хранения. Дополнительные сведения см. в разделе типы файлов спящего режима.

При использовании быстрого запуска система отображается пользователю как при полном завершении работы (S5), даже несмотря на то, что система на самом деле прошла работу в режиме S4. Сюда входит, как система реагирует на сигналы пробуждения устройства.

Быстрый запуск — журналы сеансов пользователей, но содержимое ядра (сеанс 0) записывается на жесткий диск. Это обеспечивает более быструю загрузку.

начиная с Windows 8 быстрый запуск является переходом по умолчанию при запросе выключения системы. Полное завершение работы (S5) возникает при запросе перезагрузки системы (или при вызове приложением API завершения работы).

Переход в спящий режим

При выполнении запроса в спящий режим выполняются следующие шаги, когда система переходит в спящий режим:

начиная с Windows 8 все ядра системы используются для сжатия данных в памяти и записи на диск.

Возобновление из спящего режима

При выходе системы из спящего режима.

При включении системы в процессе выхода из спящего режима выполняются следующие действия.

Выход из спящего режима начинается с системного сообщения, похожего на завершение работы S5. Диспетчер загрузки ОС определяет, что требуется возобновление из спящего режима, выявляя допустимый файл гибернации. Затем она направляет систему к возобновлению, восстанавливая содержимое памяти и все регистры архитектуры. В случае выхода из спящего режима содержимое системной памяти считывается с диска, распаковывается и восстанавливается, что приводит систему в точное состояние, в котором она находилась в спящем режиме. После восстановления памяти устройства перезапускаются, а компьютер возвращается в состояние выполнения, готовое для входа.

При выходе из спящего режима драйверы и службы получают уведомления, но не перезапускаются. Они восстанавливаются только в том состоянии, в котором они были до перехода в режим гибернации.

Типы файлов спящего режима

Файлы гибернации используются для гибридного спящего режима, быстрого запуска и стандартного спящего режима (описан ранее). Существует два типа, отличающиеся по размеру, файлы спящего режима полного и уменьшенного размера. Сокращенный файл гибернации может использоваться только при быстром запуске.

Состояние мягкого отключения (S5)

Состояние «мягкое отключение» происходит, когда система полностью завершает работу без файла гибернации. Мягкое отключение также называется «полным завершением работы». Во время полного завершения работы и загрузки весь сеанс пользователя уничтожается и перезапускается при следующей загрузке. Следовательно, Загрузка/запуск из этого состояния занимает значительно больше времени, чем S1-S4. Полное завершение работы (S5) возникает при запросе перезагрузки системы (или при вызове приложением API завершения работы).

Состояние механических вывыкл. (G3)

В этом состоянии система полностью отключена и не потребляет электроэнергии. Система возвращается в рабочее состояние только после полной перезагрузки.

Режим пробуждения по локальной сети

Функция Wake-on-LAN (WOL) выводит компьютер из состояния пониженного энергопотребления, когда сетевой адаптер обнаруживает событие WOL (как правило, специально сконструированный пакет Ethernet).

WOL поддерживается в спящем режиме (S3) или режиме гибернации (S4). Он не поддерживается в состоянии завершения работы с быстрым запуском или с мягким отключением (S5). Сетевые карты не включаются в пробуждение в этих штатах, так как пользователи не хотят, чтобы их системы пробуждаться самостоятельно.

Протокол WOL официально не поддерживается при мягком выключении (S5). однако BIOS в некоторых системах может поддерживать арминг сетевые карты для пробуждения, хотя в этом случае Windows не участвует в процессе.

Источник