איך המחשב שלי מסוגל להפעיל מחדש את עצמו?

זוהי פעילות שכיחה כל כך שרובנו כנראה לא הפסיקו אפילו לחשוב על זה: הפעלה מחדש אוטומטית. בין אם המשתמש או היוזמה ביישום, מה בדיוק קורה כאשר המחשב שלך מחזורים כוח משלה?

מפגש השאלות והתשובות של היום מגיע אלינו באדיבות SuperUser - חלוקה מחודשת של Stack Exchange, קיבוץ קהילתי של אתרי Q & A.

השאלה

SuperUser הקורא סת קרנגי תוהה על ניהול צריכת החשמל במחשב:

כיצד ניתן להפעיל מחדש את המחשב? אחרי זה כבוי, איך זה אומר את עצמה לחזור שוב? איזה סוג של תוכנה זה יכול לעשות את זה?

איך? איזה שילוב של תוכנה / חומרה הקסם עושה את זה קורה?

התשובה

תורם SuperUser Jcrawfordor מציע גם תשובה תמציתית ומפורטת לשאלה שמתאימה יותר לשאלה:

זמן רב מדי: לא קראה את התשובה: מצבי כוח במחשב נשלטים על ידי יישום של ACPI (ממשק תצורה מתקדם כוח). בתום תהליך כיבוי, מערכת ההפעלה שלך קובעת פקודת ACPI המציינת כי המחשב צריך לאתחל מחדש. בתגובה, לוח האם מאפס את כל הרכיבים באמצעות הפקודה או לאפס פקודות שלהם, ולאחר מכן עוקב אחר תהליך bootstrap. לוח האם אף פעם לא ממש מכבה, זה רק מאפס רכיבים שונים ואז מתנהג כאילו כפתור ההפעלה יש רק לחצה.

ארוך ומרתק אבל (לדעתי) תשובה מעניינת יותר:

כוח רך ואיך זה עובד

בימים הוותיקים (טוב, בסדר, סטודנט כמוני בשנות ה -90 היה לפני הרבה זמן), היו לנו AT (טכנולוגיה מתקדמת) עם לוחות אם AT כוח ניהול. מערכת ה- AT היתה מאוד פשוטה. לחצן ההפעלה במחשב שלך היה החלפת חומרה (כנראה בחלקו האחורי של המקרה) ואת קלט 120vac שלך הלך ישר דרך זה. זה פיזית הפך את אספקת החשמל שלך לסירוגין, וכאשר מתג זה היה במצב כבוי הכל במחשב היה מת לגמרי (זה עשה את הסוללה CMOS מאוד חשוב, כי בלי זה לא היה אספקת חשמל כדי לשמור על החומרה שעון מתקתק). בגלל מתג ההפעלה היה מנגנון פיזי, לא היתה שום דרך תוכנה להפעיל את הכוח לסירוגין. Windows יציג את ההודעה המפורסמת "עכשיו זה בטוח כדי לכבות את המחשב", כי למרות הכל היה חונה ומוכן לכבות, זה לא היה אפשרי עבור מערכת ההפעלה למעשה להעיף את מתג ההפעלה. תצורה זו נקראה לפעמים כוח קשה, כי זה כל החומרה.

כיום הדברים הם שונים, בגלל פלאי לוחות אם ATX ו כוח ATX (זה טכנולוגיה מתקדמת extended אם אתה עוקב). יחד עם מספר ההתקדמות אחרים (מיני DIN PS / 2, מישהו?), ATX הביא כוח רך. כוח רך אומר כי הכוח למחשב יכול להיות נשלט על ידי תוכנה. זה הביא כמה שינויי יבוא:

• מצב המתנה: ייתכן שראה מחבר "5v SB" או "5v המתנה" מתויג בפינות אספקת חשמל. ה ספק כוח המתנה הוא קו 5v אל לוח האם שלך כי הוא תמיד על, גם כאשר המחשב כבוי. זו הסיבה מדוע חשוב לנתק או לכבות את המתג הקשה PSU (אם קיים) בעת שירות מחשבים מודרניים, כי גם כאשר זה כבוי אתה יכול לקצר את 5v SB ולפגוע בלוח האם. זה גם למה סוללות CMOS הם לא ממש חשוב יותר - 5v SB משמש להחליף את הסוללה CMOS בכל פעם אספקת החשמל יש חשמל, ולכן הסוללה CMOS משמש רק כאשר אתה מנתק את המחשב לחלוטין. קו 5v SB חשוב מאפשר רכיבים של המחשב (והכי חשוב את ה- BIOS ואת מתאמי הרשת) כדי להמשיך לרוץ כמה תוכנות פשוטות גם כאשר המחשב כבוי.
• בקרת אספקת חשמל חכמה. אם אתה מסתכל על pinout למחבר לוח האם של ספק הכוח (P1) שלך, תבחין בשני סיכות שכותרתו בדרך כלל PS_ON ו PS_RDY. אלה עומדים על "אספקת חשמל" ו "אספקת החשמל מוכן". אם אתה רוצה להתנסות, לקחת את אספקת החשמל לא במחשב, תקע אותו, בקפידה קצר קו הקרקע (אחד החוטים השחורים) לקו PS_ON (החוט הירוק). את אספקת החשמל יהיה גלוי לעין, עם מאוורר מסתובב. רכיבי לוח האם פועל של + 5v SB למעשה להפוך את אספקת החשמל שלך לסירוגין על ידי חיבור כוח הסיכה PS_ON. מכיוון שישנם כמה קבלים ורכיבים אחרים באספקת החשמל שלוקחים רגע כדי לטעון, המתחים מהספק המרכזי של ספק הכוח עשויים שלא להיות יציבים מיד לאחר הפעלת ה- PSU. זה מה שהסיכה PS_RDY היא, היא מגיעה כאשר ההיגיון הפנימי של ספק הכוח קובע כי ספק הכוח הוא "מוכן" ויספק כוח יציב. לוח האם מחכה עד PS_RDY על מנת להמשיך אתחול.

אז, מתג החשמל שלך כבר לא "מדליק" את המחשב. במקום זאת, היא מחוברת לבקרים הבסיסיים של לוח האם שלך, אשר מזהים שהלחצן נלחץ וביצע מספר שלבים כדי להכין את המערכת, כולל התאורה של PS_ON כך שהכוח יהיה זמין. לחצן ההפעלה אינו הדרך היחידה להפעיל את תהליך האתחול, התקנים באוטובוס ההרחבה שלך יכולים גם הם לעשות זאת. זה חשוב כי מתאמי הרשת Ethernet שלך ממשיכים להישאר כאשר המחשב שלך כבוי ולחפש מנות ספציפיות מאוד המכונה לעתים קרובות "חפיסת קסם." אם הם מזהים את החבילה הממוענת לכתובת MAC שלהם, הם יפעילו את תהליך ההפעלה . זה איך "Wake-on-LAN" (WoL) עובד. השעון יכול גם להפעיל אתחול (רוב ה- BIOS מאפשרים לך להגדיר את הזמן כי המחשב צריך אתחול כל יום), ו- USB ו- FireWire התקנים יכולים להפעיל אתחול, אם כי אני לא מודע לכל יישום של זה.

הבנת בקרת צריכת חשמל

ובכן, אני מסביר את הדבר כוח רך הן משום שאני חושב שזה מעניין (תמיד סיבה מרכזית שאני מסביר דברים) ובגלל זה מאפשר לך להבין איך הכוח ואת מצב ריצה / כיבוי של המחשב הם נשלט על ידי תוכנה. ברוב המחשבים הנוכחיים, מערכת תוכנה זו היא יישום של תצורה מתקדמת וממשק צריכת חשמל, או ACPI. ACPI היא מערכת סטנדרטית ומאוחדת המאפשרת לתוכנה לשלוט על מערכת החשמל של המחשב. אולי שמעתם על מצבי כוח ACPI. המנגנון הבסיסי של בקרת צריכת חשמל הוא "מצבי הספק" אלה, מערכת ההפעלה שלכם עוברת בין מצבי צריכת חשמל על-ידי הכנה למתג (תהליך כיבוי / מצב שינה המתרחש לפני הספק יורד בפועל) ולאחר מכן מפקח על לוח האם כדי להחליף מצבי הספק . מצבי הכוח נראים כך:

• G0: עבודה (מצב המחשב "מופעל")
• G1: שינה (מצבי ההמתנה של המחשב, מחולקים לשכבות S)
  • S1: כוח CPU ו- RAM נשאר, אבל CPU אינו מבצע הוראות. התקנים היקפיים מופעלים.
  • S2: CPU מופעל, RAM נשמר
  • S3: כל הרכיבים מופעלים למעט RAM ומכשירים שיפעילו קורות חיים (מקלדת). כאשר אתה אומר OS שלך כדי "שינה", זה יפסיק תהליכים ולאחר מכן להיכנס למצב זה.
  • S4: תרדמה. בהחלט הכל כבוי. כאשר אתה אומר למערכת ההפעלה למצב שינה, הוא מפסיק תהליכים, שומר את תוכן ה- RAM לדיסק ולאחר מכן מזין מצב זה.
• G2: רך כבוי. זה המחשב שלך "כבוי" המדינה. הכוח כבוי לכל דבר פרט למכשירים שיכולים להפעיל אתחול.
• G3: מכני.

איך לאפס בפועל קורה

תוכל להבחין כי אתחול מחדש הוא לא אחד מאותם מדינות. אז מה בעצם קורה כאשר המחשב שלך כאשר אתחול מחדש? התשובה עשויה להיות מפתיעה, כי מתוך נקודת מבט ניהול כוח זה כמעט כלום. יש פקודת איפוס ACPI. כאשר אתה אומר את מערכת ההפעלה כדי לאתחל, זה נובע תהליך הכיבוי הרגיל (מפסיק את כל התהליכים שלך, מבצע קצת תחזוקה, יורד ממערכות הקבצים שלך, וכו '), ולאחר מכן כצעד אחרון, במקום לשלוח את המכשיר למצב כוח G2 (כפי שזה היה אם היית פשוט אמר את זה כדי כיבוי) הוא קובע את הפקודה אפס. זה נקרא בדרך כלל "איפוס הרשמה", כי כמו רוב ממשק ACPI זה רק כתובת כי ערך מסוים צריך להיות כתוב כדי לבקש איפוס. אני מצטט את מפרט 2.0 על מה שהיא עושה:

מנגנון אופציונלי לאיפוס ACPI מציין מנגנון סטנדרטי המספק איפוס מלא של המערכת. כאשר מיושם, מנגנון זה חייב לאפס את המערכת כולה. זה כולל מעבדים, לוגיקה הליבה, כל האוטובוסים, וכל ציוד היקפי. מנקודת מבט של OSPM, קביעת מנגנון האיפוס היא המקבילה ההגיונית לרכיבה על אופניים במכונה. עם השגת שליטה לאחר איפוס, OSPM יבצע פעולות בצורה דומה למגף קר.

אז, כאשר לרשום לאפס מוגדר, כמה דברים לקרות ברצף.

• כל ההיגיון מאופס. משמעות הדבר היא לשלוח את פקודות לאפס שונים כדי חתיכות שונות של חומרה כולל מעבד, בקר זיכרון, בקרים היקפיים, וכו 'ברוב המקרים זה פשוט אומר תאורה על חוט RST פיזי, כמו AndrejaKo הופיע למעלה.
• לאחר מכן אתחול המחשב. זהו "לבצע פעולות בצורה דומה חלק אתחול" חלק. לוח האם מבצע את אותם השלבים כפי שהיה עושה אם אספקת החשמל היה פשוט מוכן לאחר לחיצה על לחצן ההפעלה.

אפקט הסיום של שני השלבים (אשר למעשה לשבור את הצעדים הרבה יותר) היא שזה נראה הכל בדיוק כמו המחשב פשוט אתחול, אבל הכוח היה למעשה על כל הזמן. זה אומר פחות זמן נדרש לסגור ולהתחיל (שכן אתה לא צריך לחכות אספקת החשמל כדי להיות מוכן), וחשוב מאפשר אתחול להיות יזום על ידי מערכת ההפעלה כיבוי. משמעות הדבר היא כי מפעיל אחר ההפעלה לא צריך לשמש (WoL וכו '), ומאפשר לך להשתמש מחדש כדרך יעילה לאפס את המערכת מרחוק, כאשר אין לך דרך להפעיל אתחול.

זו היתה תשובה ארוכה. אבל היי, אני מקווה שאתה יודע יותר על ניהול צריכת החשמל במחשב עכשיו. אני בהחלט למדתי כמה דברים לחקור את זה.