Технологии ACPI и OnNow


В данной статье пойдет речь о вопросе управления энергопотреблением в современных компьютерах, выражаясь в специфической терминологии — Power Managment. Нет-нет, не закрывайте окно браузера, считая, что вас это не касается, поскольку вы не являетесь владельцем ноутбука и не состоите в партии зеленых. Речь пойдет о гораздо более интересных вещах: совместной инициативе Intel, Microsoft и Toshiba — ACPI, и одном из наиболее интересных ее практических воплощений в Windows98/NT — технологии OnNow, должной обеспечить "постоянно доступный PC".

Итак, что же собственно это такое — ACPI? Для начала, наверное, стоит расшифровать эту аббревиатуру. ACPI, в переводе на человеческий язык, означает Advanced Configuration and Power Interface. Или, говоря по-русски, "интерфейс расширенного конфигурирования и управления питанием". Его задача — обеспечить взаимодействие между операционной системой, аппаратным обеспечением и BIOS системной платы.

Посмотрим сначала, что творится в этой области сегодня. Большинство материнских плат, даже вышедших на базе таких относительно новых чипсетов как VIA Apollo MVP3 или Intel 440BX, не поддерживают расширенное управление энергопотреблением ACPI, несмотря на то, что по идее, ACPI-совместимым считается еще аж 430TX, а сам ACPI был анонсирован в апреле 1996 года. Его использование начинается только сегодня, по мере того, как для вышедших недавно материнских плат создаются новые версии BIOS, частично поддерживающие ACPI.

В результате, на сегодняшний день картина предстает довольно печальная.

  • Совместная работа компонентов системы отсутствует, как таковая: диски начинают раскручиваться, когда это совершенно ненужно, экран гаснет во время работы, поскольку текстовый редактор забыл отметиться у операционной системы, и т.д.
  • BIOS системной платы, операционная система и приложения бьются друг с другом за контроль над аппаратным обеспечением компьютера. Но любое внешнее относительно материнской платы оборудование не участвует в процессе управления энергопотреблением — когда вы добавите в систему встроенный модем, сможет ли он как-то при установке высказать BIOS свои пожелания? И куда его пошлет BIOS?
  • Имеющееся управление энергопотреблением в основном ограничено материнской платой и отличается крайней тупостью. Ну, например, Windows98 скидывает на винт своп-файл. Даже идиоту должно быть ясно, что винт в этот момент активен, этот факт можно даже не проверять. А BIOS системной платы все равно проверяет.
  • Необходимость выключать или перезагружать компьютер при добавлении новых устройств. Кое-где уже наметился прогресс (USB, например), но все равно, до полной горячей замены еще далеко.
  • Ну и, наконец, приложения не заботятся об экономии потребляемой компьютером энергии, да и работают не ахти. Выдерните из включенного компьютера видеокарту — наверняка ведь Word зависнет. ;-)

Итак, повторюсь, основная задача ACPI — способность разумно включать и выключать PC и подключенную к нему периферию. Причем, помимо принтеров, сетевых карт, дисководов CD-ROM и прочая и прочая, могут быть и такие, пока еще экзотические устройства, как телевизор, видеомагнитофон, музыкальный центр. И конечно речь идет об умной активации PC. Так, чтобы видеоплеер при установке в него кассеты смог разбудить PC, который включил бы телевизор.

Однако на данный момент ACPI может интересовать среднего пользователя только как теоретическая архитектура. Куда интереснее основанная на нем технология OnNow, уже сегодня могущая предоставить кое-какие вполне осязаемые приятности. Ее цели: убрать задержки при включении и выключении компьютера, позволить обслуживающим приложениям, таким как дефрагментация диска или проверка на вирусы выполняться в то время, когда компьютер выключен, и вообще, улучшить общую картину энергопотребления PC.

Как же все-таки это все работает? С точки зрения ACPI, всего имеется 4 состояния PC:

  • G0 — обычное, рабочее состояние
  • G1 — suspend, спящий режим
  • G2 — soft-off, режим, когда питание отключено, но блок питания находится под напряжением, и машина готова включиться в любой момент
  • G3 — mechanical off — питание отключено напрочь

Инициатива OnNow заключается в расширении состояния G1. Вместо простого засыпания, реализованного непонятно как, вводятся 4 режима:

  • S1: (standby 1) останавливаются тактовые генераторы CPU и всей системы, но при этом состояние памяти остается неизменным. Выход из S1 осуществляется мгновенно.
  • S2: (standby 2) также останавливаются тактовые генераторы CPU и всей системы, но к тому же отключается питание кэша и CPU, а данные, хранившиеся там, сбрасываются в основную память. Включение также происходит достаточно быстро.
  • S3: (suspend-to-memory) по замыслу, именно этот режим должен был быть OnNow, но по воле разработчиков пока так не получилось. Должны обесточиваться все компоненты системы, кроме памяти, в которой сохраняются необходимые данные о состоянии CPU и кэша. Включение с восстановлением предыдущего состояния PC действительно происходит Now, то есть практически сразу.
  • S4: (suspend-to-disk) то, что реализовано в каком-то виде сейчас. Все компоненты системы обесточиваются, а данные о состоянии процессора и содержимое кэша и памяти записываются в специально отведенное место на жестком диске. При этом пробуждение может занимать значительное время.

Режим S3 (настоящий OnNow) не может быть реализован из-за того, что существующие системные платы не имеют схем разделенного питания компонентов. Поэтому, до выхода следующего поколения материнок OnNow в полном объеме реализован быть не может. Пока же, путем модификации BIOS, можно добиться только некой эмуляции — S4.

Первой же материнской платой, которая будет иметь раздельные схемы питания для своих узлов и будет, таким образом, поддерживать режим S3 станет ASUS P2B-E — модификация давно известной системной платы P2B от Asustek. Кроме возможности suspend-to-memory, кстати, P2B-E будет иметь 5 слотов PCI. В серийное производство эта плата будет запущена в ноябре текущего года.

Но вернемся к нашим баранам. Спецификацию OnNow разрабатывала небезызвестная вам фирма Microsoft. Угадайте с трех попыток, кто по этой спецификации должен стать управляющим центром компьютера по всем этим вопросам? Первые два ответа можно не считать, правильно — Windows.

Итак, дополнительно к быстрому включению и экономии электроэнергии подразумеваются следующие плюсы OnNow:

  • Автоматическое скачивание файлов из Internet и выполнение системных задач. Так, Internet'овское приложение может быть настроено для того, чтобы в 3 ночи включить компьютер, просмотреть несколько сайтов, и скачать вновь появившиеся файлы. Естественно, если оно поддерживает API OnNow. То же самое относится к таким программам, как антивирусы, резервное копирование, Scandisk, наконец.
  • Сохранение сетевых соединений. Так, при выключении компьютера, или даже при его "засыпании", сетевое соединение рвется, файлы закрываются и т.д. При возникновении подобной ситуации, приложение, написанное с учетом OnNow, автоматом выполнит автосохранение используемых файлов на локальном диске и после включения компьютера и восстановления соединения, без криков позволит пользователю продолжить работу.
  • Обработка специфических событий. Так, факс-модем способен находиться в состоянии приема 24 часа в сутки, независимо от того, включен компьютер или нет. Если он выключен, при входящем звонке модем его включит и запустит нужную программу.

В общем, я полагаю, тенденцию вы уловили. Компьютер, постоянно находящийся наготове.

Обидно, однако, что пока с практическим использованием ACPI очень дела обстоят неважно. Возьмем самое яркое видимое и единственное на данный момент проявление ACPI в Windows 98 — Hibernate (по-русски — зимняя спячка). Проще говоря, это то самое хваленое сбрасывание данных из оперативной и видеопамяти на винт, с последующим быстрым восстановлением при включении компьютера. Таким образом, у нас получается аналог спящего режима, когда к вашим услугам предоставлены всегда запущенные приложения, но с нулевым потреблением энергии. Так вот, после появления в вашем компьютере версии BIOS, поддерживающей ACPI и некоторых манипуляций с установкой Windows 98, у вас действительно в Control Panel/Power Management появится пара вожделенных пунктов:

Закладка Hibernate:

Hibernate

И соответствующий пункт в закладке Advanced:



Я уже не говорю о не так хорошо заметных проявлениях в списке системных устройств:

Device Manager

Как вам нравятся такие устройства, как ACPI System Button или Composite Power Source?

Но для появления всего этого после перепрошивки BIOS недостаточно просто переустановить Windows 98. Поддержка ACPI — опциональная, поэтому при инсталляции надо запустить SETUP с ключами /P J или же поправить реестр, добавив в ветке HKEY_LOCAL_MACHINE\Software\Microsoft\Windows\Current Version\Detect новую DWORD-переменную ACPIOption, установленную в 1.

Однако, небольшое но. Ох уж это но, всегда оно появляется. Как обычно, новая технология отказывается работать в Windows сразу и без ошибок. Эта печальная практика затронула и OnNow. В Windows 98 фактически он не работает. До выхода Service Pack 1 все ограничится этими красивыми, но, к сожалению, бесполезными картинками. Сегодня в Windows'98 не работают ни Hibernate, ни вообще, какие либо функции управления питанием через ACPI. Весь контроль над ними берет на себя APM. Взять тот же Composite Power Source (по-русски говоря, — блок питания в корпусе): при входе в спящий режим через ACPI он должен выключаться, а при входе через APM (сегодня) — не выключается. Улавливаете разницу в уровне контроля над железом?

Про Hibernate я вообще молчу. Там все отягощается еще и файловой системой. По крайней мере, по текущей информации, Hibernate не будет работать с FAT32. Только с FAT16. Кроме этого, для работы необходимы поддерживающие OnNow драйвера видеокарты. Пока их только делает ATI. Но и этого еще недостаточно. Многие из существующих CD ROM и SCSI-контроллеров с Hibernate также работать не могут. Остается надеяться, что к выходу SP1 (1999 год) Microsoft удастся справиться с этими проблемами. А производителям комплектующих — написать драйверы, позволяющие их продуктам корректно работать с ACPI. Уж больно не хочется видеть окно, возникающее сейчас на моем экране при попытке уйти в Suspend Mode:

:-(

Итог: любимый город может спать спокойно. По крайней мере, до 99 года, когда выйдет SP1 для Windows 98, а комплектующие и программы научатся работать в паре с ACPI.

Возможно, однако, что OnNow будет все же работать через BIOS, в обход операционной системы. Например, плате ASUS P2B-E не будет требоваться команда Windows 98 для перехода в S3 (suspend-to-memory), а уже давно вышедшая плата Aopen AX-6BC умеет делать S4 (suspend-to-disk) не пользуясь средствами операционной системы.




Дополнительно

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.