ACPI

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 13. maaliskuuta 2022 tarkistetusta versiosta . vahvistus vaatii 1 muokkauksen .

ACPI (  Advanced Configuration and Power Interface ) on  avoin teollisuusstandardi , joka julkaistiin ensimmäisen kerran joulukuussa 1996 ja jonka HP , Intel , Microsoft , Phoenix ja Toshiba ovat yhdessä kehittäneet. Standardi määrittelee yhteisen rajapinnan laitteiston etsinnässä, virranhallinnassa sekä emolevyn kokoonpanoissa ja laitteissa . .

Specification 2.0 otettiin käyttöön syyskuussa 2000 . Se kattaa laajemman valikoiman tietokoneita, mukaan lukien yritysten palvelimia, pöytätietokoneita ja kannettavia tietokoneita. Lisäksi ACPI 2.0 lisäsi tuen palvelimien 64-bittisille mikroprosessoreille , tuen erilaisille muistityypeille, PCI- ja PCI-X- laitteille .

Spesifikaatioversio 3.0b julkaistiin 10. lokakuuta 2006 .

Tällä hetkellä ACPI-määrittelyn uusin versio on versio 6.2a, jonka UEFI Forum julkaisi syyskuussa 2017. [yksi]

ACPI:n tehtävänä on tarjota yhteys emolevyn käyttöjärjestelmän , laitteiston ja BIOSin välillä.

ACPI on korvannut APM ( Advanced Power Management ) -tekniikan . 

Johdanto

ACPI-standardin tunnetuin osa on virranhallinta, jossa on kaksi merkittävää parannusta aikaisempiin standardeihin verrattuna. Ensinnäkin ACPI-konsepti siirtää virranhallinnan käyttöjärjestelmään (OS). Tämä malli on suotuisa verrattuna aiempaan APM -malliin, jossa emolevyn BIOS vastaa virranhallinnasta , ja käyttöjärjestelmän ominaisuudet ovat tässä suhteessa hyvin rajalliset. ACPI-mallissa BIOS tarjoaa käyttöjärjestelmälle menetelmiä laitteiston suoraa, rakeista ohjaamista varten. Siten käyttöjärjestelmä saa lähes täydellisen virrankulutuksen hallinnan.

Toinen tärkeä osa ACPI-spesifikaatiota on tarjota palvelimille ja pöytäkoneille virranhallintaominaisuuksia, jotka olivat aiemmin saatavilla vain kannettavissa tietokoneissa . Järjestelmä voidaan esimerkiksi laittaa erittäin vähävirtaiseen tilaan, jossa vain päämuisti saa virtaa (tai mahdollisesti jopa ilman virtaa), mutta jotkin laitekeskeytykset (reaaliaikainen kello, näppäimistö, modeemi jne.) voivat siirtää nopeasti järjestelmä tällaisesta tilasta normaaliin toimintatilaan (eli "herätä" järjestelmä).

Ohjelmistoliitäntävaatimusten lisäksi ACPI vaatii myös erityistä tukea laitteistolta . Siten käyttöjärjestelmässä, emolevyn piirisarjassa ja jopa keskusyksikössä on oltava ACPI-tuki .

Nykyään monet käyttöjärjestelmät tukevat erilaisia ​​ACPI-versioita, mukaan lukien kaikki Microsoft Windows -versiot Windows 98 :sta lähtien , GNU/Linux-järjestelmät , FreeBSD , OpenBSD , NetBSD ja eComStation .

Tekniset tiedot

ACPI-rajapinta on järjestetty sijoittamalla tietylle RAM-alueelle useita taulukoita, jotka sisältävät kuvauksen laitteistoresursseista ja ohjelmistomenetelmistä niiden hallintaan. Jokaisella taulukkotyypillä on erityinen muoto, joka on kuvattu teknisissä tiedoissa. Lisäksi laiteohjausmenetelmiä ja ACPI-tapahtumakäsittelijöitä sisältävät taulukot sisältävät AML (ACPI Machine Language) -koodin, joka on koneesta riippumaton ohjesarja, joka esitetään kompaktissa muodossa. ACPI:tä tukeva käyttöjärjestelmä sisältää AML-tulkin, joka muuntaa AML-käskyt CPU-käskyiksi ja suorittaa siten menetelmiä tai tapahtumakäsittelijöitä.

Jotkut näistä taulukoista tallentavat kaikki staattiset tiedot tai osan niistä siinä mielessä, että ne eivät muutu järjestelmän käynnistyksestä käynnistykseen. Staattiset tiedot luo yleensä emolevyn tai BIOSin valmistaja , ja ne kuvataan erityisellä ASL-kielellä (ACPI Source Language) ja käännetään sitten AML-esitykseen.

Muut taulukot tallentavat dynaamisia tietoja, jotka riippuvat esimerkiksi BIOS-asetuksista ja emolevyn kokoonpanosta. BIOS muodostaa tällaiset taulukot järjestelmän käynnistysvaiheessa ennen hallinnan siirtämistä käyttöjärjestelmälle .

Käyttöjärjestelmän rooli tässä mallissa on, että se siirtää eri laitteistokomponentit tilasta (kuten normaali toiminta) toiseen (kuten virransäästötilaan). Siirtyminen tilasta toiseen tapahtuu pääsääntöisesti tapahtuman kautta. Esimerkiksi prosessorin ytimen lämpötilan lasku on tapahtuma, jonka yhteydessä käyttöjärjestelmä voi kutsua menetelmän tuulettimen nopeuden alentamiseksi. Toinen esimerkki: käyttäjä määräsi nimenomaisesti järjestelmän menemään lepotilaan tallentaen samalla RAM-muistia levylle, ja jonkin ajan kuluttua verkonvalvoja käynnisti järjestelmän Wake-on-LAN- toiminnolla .

Osavaltiot

Globaalit valtiot

Seuraavat "järjestelmän kokonaisuutena" päätilat erotetaan toisistaan.

  • G0 ( S0 ) (Toimii) - normaali toiminta.
  • G1 (Suspend, Sleeping, Sleeping Legacy) - kone sammutetaan, mutta nykyinen järjestelmäkonteksti (järjestelmäkonteksti) tallennetaan, työtä voidaan jatkaa ilman uudelleenkäynnistystä. Jokaiselle laitteelle määritellään "informaatiohäviön aste" nukkumisprosessin aikana, sekä se, mihin tiedot tulee tallentaa ja mistä ne luetaan heräämisen yhteydessä sekä aika, jolloin herää tilasta toiseen ( esimerkiksi unesta työtilaan). Unitilaa on 4:
    • S1 ("Power on Suspend" (POS) BIOSissa) on tila, jossa kaikki suorittimen välimuistit nollataan ja prosessorit ovat lopettaneet käskyjen suorittamisen. Prosessorien ja RAM-muistin tehoa kuitenkin tuetaan; laitteet, jotka eivät ole ilmoittaneet, että niiden pitäisi pysyä päällä, voidaan sammuttaa;
    • S2  on syvempi lepotila kuin S1, kun CPU on pois päältä, mutta sitä ei yleensä käytetä;
    • S3 ("Suspend to RAM" (STR) BIOSissa, "Standby" Windows-versioissa Windows XP :hen asti ja joissakin Linuxin muunnelmissa , "Sleep" Windows Vistassa ja Mac OS X :ssä , vaikka ACPI-spesifikaatioihin viitataan vain S3 ja lepotila) - tässä tilassa RAM (RAM) saa edelleen virtaa, ja se on lähes ainoa komponentti, joka kuluttaa energiaa. Koska käyttöjärjestelmän tila ja kaikki sovellukset, avoimet asiakirjat jne. tallennetaan RAM-muistiin, käyttäjä voi jatkaa työskentelyä täsmälleen siitä, mihin hän sen jätti - RAM-muistin tila palatessaan S3:sta on sama kuin ennen tähän tilaan siirtymistä. (Spesifikaatioiden mukaan S3 on melko samanlainen kuin S2, vain hieman enemmän komponentteja on poistettu käytöstä S3:ssa.) S3:lla on kaksi etua S4:ään verrattuna: tietokone käynnistyy nopeammin, ja toiseksi, jos käynnissä on ohjelma (avoimia dokumentteja jne. .) ) sisältää arkaluontoista tietoa, niitä ei kirjoiteta väkisin levylle. Levyvälimuistit voidaan kuitenkin tyhjentää levylle tietojen vioittumisen estämiseksi, jos järjestelmä ei herää, esimerkiksi sähkökatkon vuoksi.
    • S4 ("Hibernation" (Hibernation) Windowsissa , "Safe Sleep" Mac OS X :ssä , tunnetaan myös nimellä "Suspend to disk", vaikka ACPI-spesifikaatiossa mainitaan vain termi S4) - tässä tilassa RAM-muistin koko sisältö on tallennettu haihtumattomaan muistiin, kuten kiintolevylle: käyttöjärjestelmän tila, kaikki sovellukset, avoimet asiakirjat jne. Tämä tarkoittaa, että palattuaan S4:stä käyttäjä voi jatkaa työtä siitä, mihin se jäi, kuten S3 tila. Ero S4:n ja S3:n välillä, lukuun ottamatta lisäaikaa, joka kuluu RAM-muistin sisällön siirtämiseen levylle ja takaisin, on se, että tietokoneen virtakatkos S3:ssa johtaa kaiken RAM-muistin tietojen katoamiseen, mukaan lukien tallentamattomat asiakirjat. Tämä ei vaikuta tietokoneeseen, joka on S4:ssä. S4 on melko erilainen kuin muut S-tilat ja muistuttaa enemmän G2 Soft Off ja G3 Mechanical Off S1-S3 . S4:ssä oleva järjestelmä voidaan myös asettaa G3 Mechanical Off -tilaan ja silti pysyä S4:ssä säilyttäen tilatiedot, jotta toimintatila voidaan palauttaa virran kytkemisen jälkeen.
  • G2 ( S5 ) (soft-off) - pehmeä (ohjelmisto) sammutus ; järjestelmä on täysin pysähtynyt, mutta jännitteinen ja valmis käynnistymään milloin tahansa. Järjestelmäkonteksti on kadonnut.
  • G3 (mekaaninen pois päältä) - järjestelmän mekaaninen sammutus ; ATX-virtalähde on pois päältä.

Lisäksi Microsoftin OnNow-tekniikka (G1-tilan laajennukset S1-S4). Vistasta lähtien Windows on myös tukenut "Hybrid Sleep" -toimintoa, jossa yhdistyvät S1/S3 (nopea herätys) ja S4 (suojaus sähkökatkoilta). Se on toteutettu myös GNU/Linuxissa (pm-suspend-hybrid), samanlainen toteutus Mac OS X :ssä on nimeltään Safe Sleep.

CPU:n tilat

Prosessorilla on neljä toimintatilaa (C0:sta C3:een).

  • C0  - toimintatila (työtila).
  • C1 (tunnetaan nimellä Halt ) on tila, jossa prosessori ei suorita käskyjä, mutta voi palata välittömästi toimintatilaan. Jotkut prosessorit, kuten Pentium 4 , tukevat myös Enhanced C1 (C1E) -tilaa virrankulutuksen pienentämiseksi.
  • C2 (tunnetaan nimellä Stop-Clock ) on tila, jossa sovellukset havaitsevat prosessorin, mutta toimintatilaan siirtyminen vie aikaa.
  • C3 (tunnetaan nimellä Sleep ) on tila, jossa prosessori poistaa oman välimuistinsa käytöstä, mutta on valmis siirtymään muihin tiloihin.
Laitteen tilat

Muiden laitteiden (monitori, modeemi, väylät, verkkokortit, näytönohjain, levykkeet, levykkeet jne.) toimintatilaa on neljä - D0:sta D3:een.

  • D0  - Täysin toimintatila, laite on päällä.
  • D1 ja D2  ovat välitiloja, aktiivisuuden määrää laite.
  • D3  - laite on sammutettu.
Suorituskykytilat

Kun prosessori tai laite on käynnissä (C0 ja D0, vastaavasti), se voi olla yhdessä tai useammassa suorituskykytilassa . Nämä tilat ovat toteutuskohtaisia. Siten P0 on aina korkein suoritustaso; P1:stä Pn : ään suoritustason asteittainen lasku toteutusrajaan asti, jossa n ei ylitä 16:ta.

P-tilat tunnetaan myös nimellä SpeedStep Intel-suorittimissa , kuten PowerNow! tai Cool'n'Quiet AMD - prosessoreissa ja LongHaul VIA - prosessoreissa .

  • P0 maksimi suorituskyky ja taajuus
  • P1 pienempi kuin P0 , jännite/taajuus leikkaus
  • P2 on pienempi kuin P1 , jännite/taajuus leikataan
  • …
  • Pn pienempi kuin P(n-1) , jännite/taajuus leikkaus

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Advanced Configuration and Power Interface Specification, versio 6.2a (PDF). UEFI.org (syyskuu 2017). Arkistoitu alkuperäisestä 27. tammikuuta 2018.

Linkit

 Prosessorien energiaa säästävät tekniikat
Standardit
Tekniikat
Toteutukset