ACPI

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2022. március 13-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzéshez 1 szerkesztés szükséges .

Az ACPI (  Advanced Configuration and Power Interface ) egy  nyílt ipari szabvány , amelyet először 1996 decemberében adtak ki, és amelyet a HP , az Intel , a Microsoft , a Phoenix és a Toshiba közösen fejlesztettek ki , és amely közös interfészt határoz meg a hardverfelderítéshez, az energiagazdálkodáshoz, valamint az alaplap -konfigurációhoz és eszközökhöz . .

A 2.0 specifikációt 2000 szeptemberében vezették be . A számítógépek szélesebb körére terjed ki, beleértve a vállalati szervereket, asztali számítógépeket és laptopokat. Ezenkívül az ACPI 2.0 hozzáadta a 64 bites szerverek mikroprocesszorainak támogatását, valamint a különböző típusú memóriák, PCI és PCI-X eszközök támogatását .

A specifikáció 3.0b verziója 2006. október 10- én jelent meg .

Jelenleg az ACPI specifikáció legújabb verziója a 6.2a verzió, amelyet az UEFI Forum adott ki 2017 szeptemberében. [egy]

Az ACPI feladata, hogy kommunikációt biztosítson az alaplap operációs rendszere , hardvere és BIOS között.

Az ACPI felváltotta az APM ( Advanced Power Management ) technológiát . 

Bevezetés

Az ACPI szabvány legismertebb része az energiagazdálkodás, amely két jelentős fejlesztést tartalmaz a korábbi szabványokhoz képest. Először is, az ACPI koncepciója átadja a teljesítményszabályozást az operációs rendszernek (OS). Ez a modell kedvezően hasonlít az előző APM -modellhez, amelyben az alaplapi BIOS felelős az energiagazdálkodásért , és az operációs rendszer képességei ebben a tekintetben nagyon korlátozottak. Az ACPI modellben a BIOS biztosítja az operációs rendszer számára a hardver közvetlen, részletes vezérlésének módszereit. Így az operációs rendszer szinte teljes ellenőrzést kap az energiafogyasztás felett.

Az ACPI specifikáció másik fontos része, hogy olyan energiagazdálkodási lehetőségeket biztosítson a szervereken és asztali számítógépeken, amelyek korábban csak laptopokon voltak elérhetők . Például a rendszert rendkívül alacsony fogyasztású állapotba lehet hozni, ahol csak a főmemória van áram alatt (vagy esetleg áram nélkül is), de néhány eszközmegszakítás (valós idejű óra, billentyűzet, modem stb.) gyorsan átviheti a rendszert ilyen állapotból normál üzemmódba (vagyis „felébreszteni” a rendszert).

A szoftver interfész követelményei mellett az ACPI speciális hardver támogatást is igényel. Így az operációs rendszernek, az alaplapi lapkakészletnek és még a központi processzornak is rendelkeznie kell ACPI támogatással .

Manapság az ACPI különféle verzióit számos operációs rendszer támogatja, beleértve a Microsoft Windows összes verzióját a Windows 98 óta , GNU/Linux rendszerek , FreeBSD , OpenBSD , NetBSD és eComStation .

Technikai részletek

Az ACPI interfész úgy van megszervezve, hogy a RAM egy bizonyos területén több táblázatot helyez el, amelyek a hardver erőforrások leírását és a kezelésükhöz szükséges szoftver módszereket tartalmazzák. Minden táblázattípusnak van egy meghatározott formátuma, amelyet a specifikáció ismertet. Ezenkívül az eszközvezérlési módszereket és az ACPI eseménykezelőket tartalmazó táblák AML (ACPI Machine Language) kódot tartalmaznak, amely egy géptől független, kompakt formában bemutatott utasításkészlet. Az ACPI-t támogató operációs rendszer AML-értelmezést tartalmaz, amely az AML-utasításokat CPU-utasításokká fordítja le, így metódusokat vagy eseménykezelőket hajt végre.

E táblák némelyike ​​a statikus adatokat vagy azok egy részét tárolja abban az értelemben, hogy azok nem változnak a rendszer indítása és az indítás között. A statikus adatokat általában az alaplap vagy a BIOS gyártója hozza létre, és egy speciális ASL (ACPI Source Language) nyelven írja le, majd AML-reprezentációba fordítja.

Más táblák dinamikus adatokat tárolnak, amelyek például a BIOS-beállításoktól és az alaplap konfigurációjától függenek . Az ilyen táblázatokat a BIOS hozza létre a rendszerindítási szakaszban, mielőtt a vezérlést átadja az operációs rendszernek .

Az operációs rendszer szerepe ebben a modellben az, hogy különböző hardverelemeket állít át egyik állapotból (például normál működés) egy másikba (például alacsony fogyasztású módba). Az egyik állapotból a másikba való átmenet általában egy esemény által történik. Például a processzormag hőmérsékletének csökkenése olyan esemény, amelynél az operációs rendszer meghívhat egy módszert a ventilátor sebességének csökkentésére. Egy másik példa: a felhasználó kifejezetten elrendelte a rendszer alvó állapotát, miközben a RAM-ot lemezre menti, majd egy idő után a hálózati rendszergazda a Wake-on-LAN funkcióval bekapcsolta a rendszert .

Államok

Globális állapotok

A „rendszer egészének” következő főbb állapotait különböztetjük meg.

  • G0 ( S0 ) (Működik) - normál működés.
  • G1 (Suspend, Sleeping, Sleeping Legacy) - a gép ki van kapcsolva, de az aktuális rendszerkörnyezet (rendszerkörnyezet) mentésre kerül, a munka újraindítás nélkül folytatható. Minden eszköznél meg van határozva az „információvesztés mértéke” az alvási folyamat során, valamint az, hogy az információt hol kell tárolni, és honnan lesz kiolvasva ébredéskor, valamint az egyik állapotból a másikba való felébredés ideje ( például alvásból működő állapotba). Az alvásnak 4 állapota van:
    • Az S1 („Power on Suspend” (POS) a BIOS-ban) egy olyan állapot, amelyben az összes processzor-gyorsítótár alaphelyzetbe áll, és a processzorok leállítják az utasítások végrehajtását. A processzorok és a RAM teljesítménye azonban támogatott; az olyan eszközök, amelyek nem jelezték, hogy bekapcsolva kell maradniuk, kikapcsolhatók;
    • Az S2  mélyebb alvó állapot, mint az S1, amikor a CPU ki van kapcsolva, de általában nincs használatban;
    • S3 ("Suspend to RAM" (STR) a BIOS-ban, "Standby" a Windows verzióiban Windows XP - ig és a Linux egyes változataiban , "Sleep" a Windows Vista és Mac OS X rendszerben , bár az ACPI specifikációkra csak úgy hivatkoznak S3 és alvó állapot) - ebben az állapotban a RAM (RAM) továbbra is táplált marad, és szinte az egyetlen alkatrész, amely energiát fogyaszt. Mivel az operációs rendszer állapotát és az összes alkalmazást, megnyitott dokumentumokat stb. a RAM tárolja, a felhasználó pontosan ott folytathatja a munkát, ahol abbahagyta - a RAM állapota az S3-ból visszatérve ugyanaz, mint ebbe a módba való belépés előtt. (A specifikáció szerint az S3 nagyon hasonlít az S2-re, csak valamivel több összetevő van letiltva az S3-ban.) Az S3-nak két előnye van az S4-hez képest: a számítógép gyorsabban indul újra, másodszor, ha egy futó program (megnyitott dokumentumok stb.) .) ) érzékeny információkat tartalmaz, ezek az információk nem kerülnek erőszakkal a lemezre. A lemez gyorsítótárai azonban kiüríthetők a lemezre, hogy megakadályozzák az adatsérülést, ha a rendszer nem ébred fel, például áramkimaradás miatt;
    • S4 ("Hibernáció" (Hibernáció) Windowsban , "Biztonságos alvás" Mac OS X -ben, más néven "Felfüggesztés lemezre", bár az ACPI specifikáció csak az S4 kifejezést említi) - ebben az állapotban a RAM teljes tartalma nem felejtő memóriában, például merevlemezen tárolva: az operációs rendszer állapota, az összes alkalmazás, megnyitott dokumentumok stb. Ez azt jelenti, hogy az S4-ből visszatérve a felhasználó onnan folytathatja a munkát, ahol abbahagyta, hasonlóan az S3-hoz mód. Az S4 és az S3 közötti különbség a RAM tartalmának lemezre és vissza mozgatásához szükséges további időn kívül az, hogy az S3-ban a számítógép áramkimaradása a RAM-ban lévő összes adat elvesztésével jár, beleértve a nem mentett dokumentumokat is. az S4-ben lévő számítógépet ez nem érinti. Az S4 teljesen különbözik a többi S állapottól, és jobban hasonlít a G2 Soft Off és a G3 Mechanical Off S1-S3 állapotokhoz . Az S4-ben lévő rendszer a G3 mechanikus kikapcsolt állapotba is helyezhető, és továbbra is az S4-ben marad, megőrizve az állapotinformációkat, így a működési állapot visszaállítható a bekapcsolás után.
  • G2 ( S5 ) (soft-off) - soft (szoftver) leállítás ; a rendszer teljesen leállt, de feszültség alatt van, bármikor készen áll a bekapcsolásra. A rendszer kontextusa elveszett.
  • G3 (mechanikus kikapcsolás) - a rendszer mechanikus leállítása ; Az ATX tápegység ki van kapcsolva.

Ezenkívül a Microsoft OnNow technológiája (G1 állapotú S1-S4 bővítmények). Ezenkívül a Vista óta a Windows támogatja a „Hibrid Sleep” funkciót, amely egyesíti az S1/S3 (gyors ébresztés) és az S4 (az áramkimaradások elleni védelem) előnyeit. GNU/Linux alatt is implementálva van (pm-suspend-hibrid), a Mac OS X -ben egy hasonló megvalósítást Safe Sleepnek hívnak.

CPU állapotok

A processzornak négy működési állapota van (C0-tól C3-ig).

  • C0  - üzemi (munka) mód.
  • A C1 ( Halt ) egy olyan állapot, amelyben a processzor nem hajt végre utasításokat, de azonnal visszatérhet működő állapotba. Egyes processzorok, például a Pentium 4 , szintén támogatják az Enhanced C1 (C1E) állapotot az alacsonyabb energiafogyasztás érdekében.
  • A C2 ( Stop-Clock néven ismert ) egy olyan állapot, amelyben az alkalmazások észlelik a processzort, de időbe telik, amíg átáll a működési módba.
  • A C3 ( alvóként ismert ) egy olyan állapot, amelyben a processzor letiltja saját gyorsítótárát, de készen áll más állapotokba való átállásra.
Eszközállapotok

Más eszközök (monitor, modem, buszok, hálózati kártyák, videokártya, lemezek, hajlékonylemez stb.) működésének négy állapota van - D0-tól D3-ig.

  • D0  – Teljesen működőképes állapot, a készülék be van kapcsolva.
  • D1 és D2  köztes állapotok, az aktivitást a készülék határozza meg.
  • D3  - a készülék ki van kapcsolva.
Teljesítményállapotok

Amíg egy processzor vagy eszköz fut (C0 és D0), egy vagy több teljesítményállapotban lehet . Ezek az állapotok megvalósítás specifikusak. Így a P0 mindig a legmagasabb teljesítményszint; P1-ről P n -re a teljesítményszint fokozatos csökkenése, egészen a megvalósítási határig, ahol n nem haladja meg a 16-ot.

A P-állapotokat SpeedStep néven is ismerik az Intel processzorokban , például a PowerNow! vagy Cool'n'Quiet az AMD processzorokban , és LongHaul néven a VIA processzorokban .

  • P0 maximális teljesítmény és frekvencia
  • P1 kisebb, mint P0 , feszültség/frekvencia vágás
  • P2 kisebb, mint P1 , a feszültség/frekvencia megszakad
  • Pn kisebb, mint P(n-1) , feszültség/frekvencia vágás

Lásd még

Jegyzetek

  1. Speciális konfiguráció és tápellátási interfész specifikáció, 6.2a verzió (PDF). UEFI.org (2017. szeptember). Archiválva az eredetiből 2018. január 27-én.

Linkek