Системные состояния питания

  • Статья

Для пользователя компьютерная система, как представляется, включена или отключена. Нет других обнаруженных состояний. Однако система поддерживает несколько состояний питания, которые соответствуют состояниям питания, определенным в спецификации Advanced Configuration and Power Interface (ACPI). Существуют также варианты этих состояний, таких как гибридный сон и быстрый запуск. В этой статье представлены эти состояния и описывается, как они связаны друг с другом.

Примечание.

Системные интеграторы и разработчики, создающие драйверы или приложения с системной службой, должны быть особенно осторожны с проблемами качества драйверов, такими как утечки памяти. Хотя качество драйвера всегда было важным, время ожидания между перезагрузкой ядра может быть значительно длиннее, чем в предыдущих версиях ОС, так как ядро, драйверы и службы сохраняются и восстанавливаются, а не повторно запущены, во время сна и завершения работы, инициированных пользователем.

В следующей таблице перечислены состояния питания ACPI от самого высокого до наименьшего потребления энергии.

Состояние электропитания Состояние ACPI Description
Работает S0 Система полностью подходит для использования. Аппаратные компоненты, которые не используются, могут сэкономить мощность, введя более низкое состояние питания.
Спящий режим (современный резервный режим) Бездействия S0 с низкой мощностью Некоторые системы SoC поддерживают состояние простоя с низкой мощностью, известное как современный резервный режим. В этом состоянии система может очень быстро переключаться с низкого состояния питания на состояние высокой мощности в ответ на события оборудования и сети. Системы, поддерживающие современную резервную систему, не используют S1-S3.
Sleep S1
S2
S3		 Система, как представляется, отключена. Объем энергии, потребляемой в состояниях S1-S3 , меньше S0 и более S4. S3 потребляет меньше энергии, чем S2, и S2 потребляет меньше энергии, чем S1. Системы обычно поддерживают одно из этих трех состояний, а не все три.

В состояниях S1-S3 переменная память сохраняется для поддержания состояния системы. Некоторые компоненты остаются в состоянии питания, поэтому компьютер может проснуться от ввода с клавиатуры, локальной сети или USB-устройства.

Гибридный спящий режим, используемый на настольных компьютерах, заключается в том, что система использует файл гибернации с S1-S3. Файл гибернации сохраняет состояние системы, если система теряет мощность во время сна.

Примечание. Системы SoC, поддерживающие современную резервную систему, не используют S1-S3.
Hibernate S4 Система, как представляется, отключена. Потребление электроэнергии уменьшается до самого низкого уровня. Система сохраняет содержимое переменной памяти в файл гибернации, чтобы сохранить состояние системы. Некоторые компоненты остаются в состоянии питания, поэтому компьютер может проснуться от ввода с клавиатуры, локальной сети или USB-устройства. Рабочий контекст можно восстановить, если он хранится на ненулевом носителе.

Быстрый запуск — это место, в котором пользователь отключается перед созданием файла гибернации. Это позволяет получить меньший файл гибернации, более подходящий для систем с меньшими возможностями хранения.
Мягкий выкл. S5 Система, как представляется, отключена. Это состояние состоит из полного цикла завершения работы и загрузки.
Механический выключен G3 Система полностью отключена и не потребляет энергии. Система возвращается в рабочее состояние только после полной перезагрузки.

Перечисление SYSTEM_POWER_STATE определяет значения, используемые для указания системных состояний питания.

Рабочее состояние: S0

Во время рабочего состояния система проснется и работает. В простых терминах устройство имеет значение ON. Независимо от того, включен или отключен экран, устройство находится в полном состоянии выполнения. Для экономии энергии, особенно на устройствах с питанием от батареи, рекомендуется отключить аппаратные компоненты, когда они не используются.

Важно!

Выключите аппаратные компоненты всякий раз, когда они не используются, независимо от состояния. Низкое потребление электроэнергии является важным фактором для потребителей мобильных устройств.

Состояние спящего режима: современный резервный режим

В режиме простоя С0 низкой мощности рабочего состояния, также называемом современным резервным режимом, система остается частично запущенной. Во время современного резервного режима система может обновляться всякий раз, когда доступна подходящая сеть, а также пробуждение, когда требуется действие в режиме реального времени, например обслуживание ОС. Современное резервное пробуждение значительно быстрее, чем S1-S3. Дополнительные сведения см. в статье "Современная резервная версия".

Примечание.

Современная резервная версия доступна только в некоторых системах SoC. Если она поддерживается, система не поддерживает S1-S3.

Внимание

Не включите S3 wake-on-LAN (WoL) в современных автономных системах. Пробуждение компьютера с волшебным пакетом изначально поддерживается современным резервным режимом. Включение устаревшей версии S3 WoL не требуется и может привести к штормам пакетов DHCP и (или) DNS в сети.

Состояние сна: S1-S3

Система входит в спящий режим на основе ряда критериев, включая действия пользователя или приложения и предпочтения, заданные пользователем на странице Power и спящего режима приложения Параметры. По умолчанию система использует самое низкое состояние спящего режима, поддерживаемое всеми включенными устройствами пробуждения. Дополнительные сведения о том, как система определяет, когда входить в спящий режим, см. в разделе Системные критерии сна.

Перед переходом системы в спящий режим он определяет соответствующее состояние сна, уведомляет приложения и драйверы ожидающего перехода, а затем переходит в состояние сна. В случае критического перехода, например при достижении критического порога батареи, система не уведомляет приложения и драйверы. Приложения должны быть подготовлены к этому и принять соответствующие меры, когда система возвращается в рабочее состояние.

В состояниях S1-S3 переменная память сохраняется для поддержания состояния системы. Некоторые компоненты остаются в состоянии питания, поэтому компьютер может проснуться от ввода с клавиатуры, локальной сети или USB-устройства.

Система также просыпается от спящего режима в ответ на действия пользователя или событие пробуждения, определенное приложением. Дополнительные сведения см. в разделе "События пробуждения системы". Время, которое требуется системе для пробуждения, зависит от состояния сна, от которой он просыпается. Система занимает больше времени для пробуждения от более низкого состояния (S3), чем из более высокого состояния (S1) из-за дополнительной работы оборудования, возможно, придется сделать. Например, стабилизация питания или повторное инициализация процессора.

Внимание

При вызове SetThreadExecutionStateES_AWAYMODE_REQUIRED значение следует использовать только при абсолютной необходимости приложениями мультимедиа, которые требуют от системы выполнения фоновых задач, таких как запись телевизионного содержимого или потокового мультимедиа на другие устройства, а система, как представляется, спящая. Приложения, которые не требуют критической фоновой обработки или запускаемые на переносимых компьютерах, не должны включать режим вне сети, так как он предотвращает экономию мощности системы путем ввода истинного спящего режима.

Гибридный спящий режим: S1-S3 + файл гибернации

Гибридный спящий режим — это специальное состояние, которое является сочетанием состояний сна и спящего режима. Это когда система использует файл гибернации с S1-S3. Гибридный спящий режим доступен только в некоторых системах. При включении система записывает файл гибернации, но вводит более высокое состояние спящего режима. Если питание потеряно во время сна системы, система просыпается от гибернации, которая занимает больше времени, но восстанавливает состояние системы пользователя.

Состояние гибернации: S4

Windows использует гибернацию для быстрого запуска. При наличии он также используется на мобильных устройствах для расширения используемой батареи системы, предоставляя механизм для сохранения всего состояния пользователя перед завершением работы системы. При переходе с гибернацией все содержимое памяти записывается в файл на основном системном диске, файле гибернации. Это сохраняет состояние операционной системы, приложений и устройств. В случае, когда совокупный объем памяти потребляет всю физическую память, файл гибернации должен быть достаточно большим, чтобы обеспечить сохранение всего содержимого физической памяти. Так как данные записываются в ненезависимое хранилище, DRAM не требует самостоятельного обновления и может быть отключена, что означает, что потребление энергии гибернации очень низкое, почти то же самое, что и питание.

Во время полного завершения работы и загрузки (S5) весь сеанс пользователя отключается и перезапускается при следующей загрузке. В отличие от этого, во время гибернации (S4) сеанс пользователя закрывается и сохраняется состояние пользователя.

Быстрый запуск: сокращен файл гибернации

Быстрый запуск — это тип завершения работы, использующий файл гибернации для ускорения последующей загрузки. Во время завершения работы пользователь отключается перед созданием файла гибернации. Быстрый запуск позволяет использовать меньший файл гибернации, более подходящий для систем с меньшими возможностями хранения. Дополнительные сведения см. в разделе "Типы файлов гибернации".

При использовании быстрого запуска система отображается пользователю, как будто произошло полное завершение работы (S5), даже если система на самом деле прошла через S4. Это включает в себя реагирование системы на оповещения пробуждения устройства.

Быстрые журналы запуска от сеансов пользователей, но содержимое ядра (сеанс 0) записывается на жесткий диск. Это позволяет ускорить загрузку.

Чтобы программно инициировать быстрое завершение работы в стиле запуска, вызовите функцию InitiateShutdown с SHUTDOWN_HYBRID флагом или функцией ExitWindowsEx с флагом EWX_HYBRID_SHUTDOWN .

Примечание.

В Windows быстрый запуск — это переход по умолчанию при запросе завершения работы системы. Полное завершение работы (S5) возникает при запросе перезагрузки системы или при вызове API завершения работы приложения.

Ввод гибернации

При выполнении запроса на гибернацию выполняются следующие действия, так как система вводит гибернацию:

  1. Уведомления о приложениях и службах
  2. Драйверы уведомляются
  3. Состояние пользователя и системы сохраняется на диске в сжатом формате
  4. Уведомление о встроенном ПО

Примечание.

Все ядра в системе используются для сжатия данных в памяти и записи их на диск.

Чтобы программно инициировать переход в режим гибернации, вызовите функцию SetSuspendState .

Возобновление гибернации

Когда система возобновляется от гибернации.

При включении системы выполняются следующие действия, так как система возобновляется от гибернации:

  1. System POST
  2. Системная память декомпрессируется и восстанавливается из файла гибернации
  3. Инициализация устройства
  4. Драйверы восстанавливаются в состоянии, в которое они находились до гибернации
  5. Службы восстанавливаются в состоянии, в которое они находились до гибернации
  6. Система становится доступной для входа

Резюме из гибернации начинается с системного POST, аналогичного завершению работы S5. Диспетчер загрузки ОС определяет, что возобновление из гибернации требуется путем обнаружения допустимого файла гибернации. Затем она направляет систему для возобновления, восстановления содержимого памяти и всех архитектурных регистров. В случае возобновления гибернации содержимое системной памяти считывается обратно с диска, распаковывается и восстанавливается, что помещает систему в точное состояние, в котором она находилась, когда она была гибернационирована. После восстановления памяти устройства повторно запускаются, компьютер возвращается в состояние выполнения, готовое к входу.

Примечание.

Во время возобновления гибернации драйверы и службы уведомляются, но не перезапускаются. Они восстановлены только в состоянии, в которое они находились до гибернации.

Типы файлов гибернации

Файлы гибернации используются для гибридного спящего режима, быстрого запуска и стандартной спячки. Существует два типа, различаемые по размеру, полный и уменьшенный файл гибернации. Только быстрый запуск может использовать сокращенный файл гибернации.

Тип файла гибернации Размер по умолчанию Поддерживает...
Полностью 40 % физической памяти гибернации, гибридного сна, быстрого запуска
Пониженная 20 % физической памяти быстрый запуск

Чтобы проверить или изменить тип используемого файла гибернации, запустите служебную программу powercfg.exe . В следующих примерах показано, как. Чтобы получить дополнительные сведения, запустите powercfg /? hibernate.

Пример Description
powercfg /a Проверьте тип файла гибернации. Если используется полный файл гибернации, состояние результатов, которое является доступным параметром гибернации. Если используется сокращенный файл гибернации, результаты говорят, что гибернация не поддерживается. Если в системе нет файла гибернации вообще, результаты говорят, что гибернация не включена.
powercfg /h /type full Измените тип файла гибернации на полный. Это не рекомендуется для систем с менее чем 32 ГБ хранилища.
powercfg /h /type reduced Измените тип файла гибернации, чтобы уменьшить его. Если команда возвращает неправильный параметр, см. следующий пример.
powercfg /h /size 0
powercfg /h /type reduced		 Повторите попытку, изменив тип файла гибернации на сокращенный. Если для файла гибернации задан пользовательский размер, превышающий 40%, необходимо сначала задать размер файла равным нулю. Затем повторите уменьшенную конфигурацию.

Состояние обратимого выключения: S5

Состояние обратимого выключения происходит, когда система полностью завершает работу без файла гибернации. Мягкий выключение также называется полным завершением работы. Во время полного завершения работы и загрузки весь сеанс пользователя отключается и перезапускается при следующей загрузке. Следовательно, загрузка и запуск из этого состояния занимает значительно больше времени, чем S1-S4. Полное завершение работы (S5) возникает при запросе перезагрузки системы или при вызове API завершения работы приложения.

Механическое состояние выключения: G3

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

Поведение пробуждения по локальной сети

Функция пробуждения по локальной сети (WOL) выводит компьютер из состояния низкой мощности, когда сетевой адаптер обнаруживает событие WOL (как правило, специально созданный пакет Ethernet).

WOL поддерживается из спящего режима S3 или S4 гибернации. Он не поддерживается от быстрого запуска или S5 с мягким отключением состояния завершения работы. Сетевые адаптеры не вооружены для пробуждения в этих штатах, потому что пользователи не ожидают, что их системы проснутся самостоятельно.

Примечание.

WOL официально не поддерживается из состояния мягкого выключения S5 . Однако BIOS в некоторых системах может поддерживать использование сетевых адаптеров для пробуждения, даже если Windows не участвует в процессе.

См. также

Сведения об управлении питанием