Geavanceerde configuratie en voedingsinterface

De specificatie Advanced Configuration and Power Interface ( ACPI ) is een open industriestandaard die voor het eerst beschikbaar werd gesteld in december 1996 en werd ontwikkeld door HP , Intel , Microsoft , Phoenix en Toshiba . Het definieert gemeenschappelijke interfaces voor hardwareherkenning, configuratie en energiebeheer van moederborden en randapparatuur. Volgens de specificatie, gearchiveerd op 9 februari 2015 in het internetarchief , "ACPI is het belangrijkste element in de configuratie en het energiebeheer dat wordt beheerd door het besturingssysteem (OSPM)".

De laatste herziening van de ACPI-specificatie is 6.2, uitgebracht in mei 2017 .

Introductie

Het belangrijkste onderdeel van de norm, energiemanagement, heeft twee grote verbeteringen ondergaan. De eerste is de toewijzing van energiebeheer aan het besturingssysteem . Dit in tegenstelling tot het APM -model dat energiebeheer aan het BIOS gaf, met beperkte tussenkomst van het besturingssysteem. In ACPI biedt het BIOS het systeem methoden voor low-level controle van de hardwaredetails , zodat het bijna volledige controle heeft over energiebesparingen. ACPI is een basisservice die tijdens het opstarten wordt geladen door het besturingssysteem en die indien nodig ook kan worden uitgeschakeld. Fysiek is het een of meer stuurprogramma's (in Windows wordt het bijvoorbeeld acpi.sys genoemd).

De ACPI bracht ook de energiebeheerfuncties, die voorheen alleen beschikbaar waren op draagbare pc's , ook op desktop -pc's en servers . Zo kan het systeem in extreem laag energieverbruik gebracht worden, waarbij alleen het RAM -geheugen (en vaak niet eens dat) stroom krijgt, maar waarin een ingangssignaal ( muis , toetsenbord , modem ) snel kan "ontwaken" het systeem zelf.

De standaard biedt ondersteuningstoetsen op normale toetsenborden om de computer op te schorten of af te sluiten. Sommige fabrikanten ( ASUS , Compaq ) hebben deze functie uitgebreid naar andere sleutels die energiebeheersleutels worden genoemd .

ACPI vereist compatibele hardware (inclusief ACPI-registers, gedefinieerd door de specificatie). Het besturingssysteem, de chipset van het moederbord en voor sommige functies zelfs de CPU moeten zo zijn ontworpen dat ze dit ondersteunen. Fysiek bevindt de ACPI zich op dezelfde chip waar de firmware is geladen of op een specifieke chip.

ACPI gebruikt zijn eigen machinetaal ( ACPI Machine Language of AML ) om power support event handlers te implementeren in plaats van de machinetaal van het hostsysteem. De AML-code maakt deel uit van de firmware ( BIOS ), maar wordt geïnterpreteerd door het besturingssysteem.

Microsoft Windows ondersteunde ACPI voor het eerst met Windows 98 . De eerste versie van FreeBSD die ACPI ondersteunde was 5.0. NetBSD en OpenBSD hebben minimale ACPI-ondersteuning; Linux , te beginnen met de 2.4.22 kernel , begon ondersteuning te bieden voor deze standaard.

Staten

Belangrijkste ACPI-statussen geplaatst van "helderst" tot "donkerst".

Globale staten

De ACPI-specificatie definieert de volgende zeven staten, globale staten genoemd. Een computer die ACPI ondersteunt, kan zich in:

• G0 ( S0 ) Running : de normale werkstatus van een computer - het besturingssysteem en de applicaties zijn actief. De CPU voert instructies uit. Vanuit deze staat (zelfs zonder naar G1) te gaan, is het mogelijk dat processors en randapparatuur herhaaldelijk in en uit lage-vermogenstoestanden worden gebracht, genaamd C0 - C n en D0 - D3 . ( Laptops schakelen bijvoorbeeld alle ongebruikte randapparatuur uit wanneer ze op batterijstroom werken; sommige desktops doen hetzelfde om ruis te verminderen.)
• G1 In slaap Het is verdeeld in vier toestanden: van S1 tot S4. De tijd die nodig is om het systeem naar G0 te brengen is erg kort voor S1, kort voor S2 en S3, lang voor S4.
  • S1 : de rustmodus die de meeste energie vereist. De processorcaches worden geleegd en de CPU voert geen instructies uit. Processoren en RAM zijn echter ingeschakeld; apparaten die niet hoeven te worden ingeschakeld, kunnen worden uitgeschakeld. Deze modus staat bekend als Power On Standby of gewoon POS, met name in het BIOS-instellingenscherm. De nieuwste machines ondersteunen de S1-status niet; oudere computers gebruiken vaak S1 in plaats van S3.
  • S2 : een toestand met lager stroomverbruik, waarbij de processor uit staat (geen frequente implementatie).
  • S3 : Bekend als Suspend to RAM (STR) in het BIOS, Standby in Windows -versies tot Windows XP en sommige Linux- distributies , Sleep in Windows Vista en macOS , hoewel de specificatie alleen de termen S3 en Sleep vermeldt . In deze staat is het hoofdgeheugen ( RAM ) nog steeds aan, maar het is het enige onderdeel dat dat wel is. Als de status van het besturingssysteem en alle applicaties, geopende documenten, enz. zich in het RAM bevinden, kan de gebruiker het werk hervatten waar het was toen hij de computer naar S3 bracht. (De specificatie vermeldt dat de S3-status erg lijkt op S2, maar meer componenten zijn uitgeschakeld in S3.) S3 heeft twee voordelen ten opzichte van S4; de computer wordt sneller wakker dan opnieuw opgestart, en als een toepassing gevoelige gegevens bevat, wordt deze niet naar de schijf geschreven. De schijfcache kan echter worden gedownload om gegevensbeschadiging te voorkomen als de computer bijvoorbeeld niet wordt geactiveerd door een stroomstoring.
  • S4 : Hibernation in Windows , Safe Sleep in macOS , ook bekend als Suspend to disk , hoewel het in de ACPI-specificatie alleen wordt gedefinieerd als S4 . In deze toestand wordt alle inhoud van het hoofdgeheugen opgeslagen op een niet-vluchtig geheugen ( harde schijf ), waarbij de toestand van het systeem en de toepassingen behouden blijft. Op deze manier kan de gebruiker het werk hervatten waar hij was gebleven, precies zoals in S3. Het verschil tussen S3 en S4 is dat naast het laden en lossen van de inhoud van het RAM-geheugen op de harde schijf, een stroomstoring in S3 resulteert in het verlies van alle gegevens in het hoofdgeheugen, terwijl een computer in S4 dat niet heeft. S4 verschilt van andere S -statussen en lijkt momenteel meer op G2 Soft Off en G3 Mechanical Off dan op S1 – S3. Een systeem in S4 kan ook naar G3 ( Mechanisch Uit ) worden gebracht en toch de S4 save-statusgegevens behouden, zodat het werk kan worden hervat nadat de stroom is teruggekeerd.
• G2 ( S5 ) Soft Off - G2 , S5 en Soft Off zijn synoniem . G2 lijkt erg op G3 Mechanical Off , maar sommige componenten blijven aan, zodat de computer kan worden geactiveerd met invoer van toetsenbord, klok, LAN , modem (Wake-on-Ring) of USB -randapparatuur [1] . Deze toestand is vergelijkbaar met G3 Mechanisch Uit in die zin dat de opstartprocedure moet worden uitgevoerd om het systeem van G2 naar G0 Uitvoering te krijgen . G3 Mechanical Off is de toestand van de computer wanneer er een stroomstoring is, terwijl G2 wordt geladen door het besturingssysteem (meestal wanneer de gebruiker vraagt ​​om uitschakeling ). De computer is niet veilig uit elkaar te halen vanwege actieve randapparatuur. Het is raadzaam om de stroom van een desktop-pc te verwijderen en 20 seconden te wachten voordat u deze uit elkaar haalt; zelfs als interne randapparatuur over het algemeen niet actief is, kunnen de controller ( PS/2 ), USB -poorten , het moederbord , de uitbreidingskaarten en de voeding ingeschakeld blijven, zelfs als de computer niet wacht op invoer van die randapparatuur om te activeren.
• G3 Mechanisch uit : Het stroomverbruik van de computer is bijna nul, tot op het punt dat u de stekker kunt verwijderen en de computer kunt demonteren (meestal blijft alleen de real-time klok stroom krijgen van zijn kleine batterij). Bij stroomuitval valt de computer in deze toestand. Zodra de stroom is hersteld, is een volledige start vereist om het systeem terug te krijgen van G3 naar G0 Execution .

Een Legacy -status wordt ook gedefinieerd als de status waarin het besturingssysteem geen ACPI ondersteunt. In deze status gebruikt het huidige besturingselement geen ACPI.

Processorstatussen

Een processor die ACPI ondersteunt, kan zich in vier verschillende toestanden bevinden:

• C0 : Processor is actief en voert instructies uit.
• C1 : Ook bekend als Halt , dit is de toestand waarin de processor geen instructies uitvoert, maar vrijwel onmiddellijk kan terugkeren naar C0.
  • C1E : Ook bekend als Enhanced Halt , hiermee kunt u profiteren van de geavanceerde besparingsfuncties van de CPU, die in het geval van lage werkbelasting zowel de frequentie als de bedrijfsspanning verlaagt tijdens de stopstatus.
• C2 : Ook bekend als stopklok , het vertegenwoordigt de toestand waarin de processor de inhoud van alle registers bewaart, maar geen bewerkingen uitvoert.
• C3 : Ook wel Sleep genoemd , de processor hoeft de cache niet te bewaren en de klokgenerator staat uit, maar het duurt langer om opnieuw op te starten.
• C4 : ook wel “Deeper Sleep” genoemd, verlaging van de voedingsspanning.
  • DC4 : ook wel “Deeper C4 Sleep” genoemd, er is een verdere verlaging van de voedingsspanning.

Merk op dat voor C2 en C3 en C4 ondersteuning van het besturingssysteem vereist is.

Apparaatstatussen

Apparaten die ACPI ondersteunen, kunnen vier verschillende statussen hebben:

• D0 : Het apparaat is actief.
• D1 en D2 : tussenliggende toestanden die van apparaat tot apparaat verschillen.
• Q3 : Het randapparaat is helemaal uitgeschakeld.

Andere projecten

Andere projecten

• Wikimedia Commons

• Wikimedia Commons bevat afbeeldingen of andere bestanden op Advanced Configuration en Power Interface

Externe links

• ( NL ) Officiële site , op uefi.org .
• Federico Bassignana, Energiebeheer, deel 1: ACPI -statusdefinitie, op weeeopen.polito.it , 19 augustus 2017. Ontvangen op 11 oktober 2017 .