Kako se moje računalo može ponovno pokrenuti?

To je tako uobičajena aktivnost koja većina nas vjerojatno nikad nije prestala razmišljati o tome: automatsko ponovno pokretanje. Bilo da je pokrenut korisnik ili aplikacija, što se točno događa kada vaše računalo zaokruži vlastitu snagu?

Današnja sesija pitanja i odgovora dolazi nam ljubaznošću SuperUser-a, podjele Stack Exchangea, grupne grupacije web-lokacija s pitanjima i odgovorima..

Pitanje

Čitatelj SuperUser Seth Carnegie pita se o upravljanju računalnom snagom:

Kako se računalo može ponovno pokrenuti? Nakon što je isključen, kako se to sam sebi vraća? Kakav je to softver koji to može učiniti?

Kako doista? Koja kombinacija magije softvera / hardvera to čini?

Odgovor

Suradnik SuperUser-a Jcrawfordor nudi sažeti i detaljan odgovor na pitanje koje više nego adekvatno rješava pitanje:

Previše dugo, nije ga pročitao odgovor: Stanja napajanja u vašem računalu kontrolira se implementacijom ACPI (napredna konfiguracija i sučelje napajanja). Na kraju postupka isključivanja operativni sustav postavlja naredbu ACPI koja označava da bi se računalo moralo ponovno pokrenuti. Kao odgovor na to, matična ploča resetira sve komponente koristeći svoje odgovarajuće naredbe ili retke za resetiranje, a zatim slijedi postupak pokretanja. Matična ploča se zapravo nikada ne isključuje, ona resetira samo različite komponente i onda se ponaša kao da je upravo pritisnut gumb za uključivanje.

Dugo i ludo, ali (po mom mišljenju) zanimljiviji odgovor:

Soft Power i kako radi

U starim danima (dobro, u redu, studentu kao što sam ja 90-ih godina bilo je davno) imali smo AT (Advanced Technology) matične ploče sa Napajanje AT upravljanje. AT sustav napajanja bio je vrlo, vrlo jednostavan. Gumb za napajanje na računalu je bio hardverski prekidač (vjerojatno u stražnjem dijelu kućišta), a ulaz 120vac je prošao kroz njega. On je fizički uključio i isključio napajanje, a kada je taj prekidač bio u položaju Off, sve u vašem računalu bilo je potpuno mrtvo (to je CMOS bateriju učinilo vrlo važnom, jer bez nje nije bilo napajanja kako bi se održao hardver sat otkucava). Budući da je prekidač napajanja bio fizički mehanizam, nije postojao softverski način za uključivanje i isključivanje napajanja. Windows će pokazati poznatu poruku "Sada je sigurno isključiti vaše računalo" jer, iako je sve bilo parkirano i spremno za isključivanje, nije bilo moguće da OS stvarno okrene prekidač napajanja. Ta se konfiguracija ponekad naziva i tvrda energija, jer je sve to hardver.

Danas su stvari drugačije, zbog čuda ATX matičnih ploča i Napajanje ATX-a (to je napredna tehnologija ako se pratite). Uz niz drugih napredaka (mini-DIN PS / 2, bilo tko?), Donio je ATX meka snaga. Soft power znači da se napajanje računala može kontrolirati pomoću softvera. To je donijelo nekoliko izmjena uvoza:

Napajanje u stanju mirovanja: možda ste vidjeli priključak "5v SB" ili "5v standby" označen u priključcima napajanja. napajanje u stanju pripravnosti je linija 5v na vašu matičnu ploču koja je uvijek uključena, čak i kada je računalo isključeno. Zato je važno da isključite ili isključite PSU prekidač (ako postoji) kada servisirate moderna računala, jer čak i kada je isključen možete potencijalno kratko 5v SB i oštetiti matičnu ploču. To je također razlog zašto CMOS baterije nisu toliko važne više - 5v SB se koristi za zamjenu CMOS baterije kad napajanje ima napajanje, tako da se CMOS baterija koristi samo kada isključite računalo u potpunosti. Linija SB 5v važnije dopušta komponentama računala (što je najvažnije BIOS-u i mrežnim prilagodnicima) da nastave s radom jednostavnog softvera čak i kad je računalo isključeno.
Inteligentno upravljanje napajanjem. Ako pogledate pinout za konektor vaše matične ploče (P1) za napajanje, primijetit ćete da su dvije tipke tipično označene PS_ON i PS_RDY. Ovo znači "uključeno napajanje" i "spremno napajanje". Ako želite eksperimentirati, uzmite napajanje ne u računalo, uključite ga i pažljivo skratite liniju uzemljenja (jednu od crnih žica) do linije PS_ON (zelena žica). Napajanje će se vidljivo uključiti, s ventilatorom koji se okreće. Komponente matične ploče koja je pokrenuta od + 5v SB zapravo uključuje i isključuje napajanje spajanjem napajanja na pin PS_ON. Budući da postoje neki kondenzatori i druge komponente u napajanju koje uzimaju trenutak za punjenje, naponi iz glavnih izlaza napajanja možda neće biti stabilni odmah nakon uključivanja PSU-a. To je ono što PS_RDY pin je za, to dolazi na kada napajanje interne logike određuje da je napajanje "spreman" i da će osigurati stabilnu snagu. Matična ploča čeka dok PS_RDY ne nastavi s dizanjem.

Dakle, prekidač za napajanje više ne uključuje "računalo". Umjesto toga, povezan je s osnovnim kontrolerima vaše matične ploče, koji otkrivaju da je gumb pritisnut i izvršava nekoliko koraka kako bi pripremio sustav, uključujući i osvjetljavanje PS_ON-a, tako da će snaga biti dostupna. Gumb za napajanje nije jedini način za pokretanje postupka pokretanja, uređaji na vašoj sabirnici za proširenje također mogu to učiniti. To je važno zato što vaš mrežni mrežni adapteri zapravo ostaju uključeni kada je računalo isključeno i traže vrlo specifičan paket koji se često naziva "čarobni paket". Ako otkriju ovaj paket adresiran na njihovu MAC adresu, oni će pokrenuti proces pokretanja. , Tako funkcionira "Wake-on-LAN" (WoL). Sat također može pokrenuti boot (većina BIOS-a vam omogućuje da postavite vrijeme koje će se računalo podići svaki dan), a USB i FireWire uređaji mogu pokrenuti boot, iako nisam svjestan bilo kakve implementacije ovog.

Razumijevanje kontrole snage

Pa, ja objasniti Soft Power stvar i zato što mislim da je zanimljivo (uvijek ključni razlog da sam objasniti stvari) i zato što vam omogućuje da razumijete kako je moć i trčanje / isključiti stanje vašeg računala su sve kontrolira softver. U većini trenutnih računala ovaj softverski sustav je implementacija Sučelje napredne konfiguracije i napajanja, ili ACPI. ACPI je standardizirani, objedinjeni sustav koji omogućuje softveru da kontrolira elektroenergetski sustav vašeg računala. Možda ste čuli za ACPI stanja napajanja. Osnovni mehanizam kontrole snage je "stanje snage", vaš operativni sustav se prebacuje kroz načine napajanja pripremajući se za prekidač (procesi isključivanja / hibernacije koji se događaju prije isključivanja energije), a zatim naredbu matičnoj ploči za prebacivanje stanja napajanja , Stanja napajanja izgledaju ovako:

G0: Rad (stanje "uključeno" na računalu)
G1: Spavanje (stanje mirovanja vašeg računala, podijeljeno na S podstanice)
- S1: napajanje CPU-a i RAM-a ostaje uključeno, ali CPU ne izvršava upute. Periferni uređaji su isključeni.
- S2: CPU je isključen, RAM se održava
- S3: Sve komponente isključene, osim za RAM i uređaje koji će pokrenuti nastavak (tipkovnica). Kada obavijestite svoj operacijski sustav o stanju mirovanja, zaustavit će se procesi i zatim ući u taj način rada.
- S4: hibernacija. Apsolutno je sve isključeno. Kada svom operativnom sustavu javite Hibernate, on zaustavlja procese, sprema sadržaj RAM-a na disk, a zatim ulazi u taj način rada.
G2: Soft Off. ovo je stanje "isključeno" vašeg računala. Napajanje je isključeno za sve osim za uređaje koji mogu pokrenuti pokretanje.
G3: Mehanički isključen.

Kako se resetiranje događa

Primijetit ćete da ponovno pokretanje nije jedno od tih stanja. Dakle, što se zapravo događa kada se računalo ponovno pokrene? Odgovor može biti iznenađujući, jer iz perspektive upravljanja energijom to je skoro ništa. Tamo je naredbu za poništavanje ACPI. Kada svom operacijskom sustavu kažete da ponovno pokrene računalo, slijedi normalan postupak isključivanja (zaustavlja sve vaše procese, izvršava malo održavanja, demontira vaše datotečne sustave, itd.), A zatim kao konačni korak, umjesto slanja stroja u stanje napajanja G2 (kao što bi to učinio da ste jednostavno rekli da isključi) postavlja naredbu Reset. To se obično naziva "Reset register", jer kao i većina ACPI sučelja to je samo adresa na koju bi se trebala napisati određena vrijednost kako bi se zatražilo resetiranje. Citirat ću specifikaciju 2.0 o tome što radi:

Opcionalni mehanizam za poništavanje ACPI specificira standardni mehanizam koji osigurava kompletno resetiranje sustava. Kada se implementira, ovaj mehanizam mora resetirati cijeli sustav. To uključuje procesore, osnovnu logiku, sve sabirnice i sve periferne uređaje. Iz perspektive OSPM-a, potvrđivanje mehanizma za resetiranje je logički ekvivalent cikličnom napajanju stroja. Nakon dobivanja kontrole nakon resetiranja, OSPM će izvesti postupke na isti način kao i hladni pokret.

Dakle, kada je postavljen resetni registar, nekoliko se stvari događa u slijedu.

Sva se logika resetira. To znači slanje odgovarajućih naredbi za resetiranje na različite bitove hardvera, uključujući CPU, memorijski kontroler, periferne kontrolere, itd. U većini slučajeva to jednostavno znači osvjetljavanje fizičke RST žice, kao što se AndrejaKo pojavio gore.
Računalo se zatim pokreće. To je "izvođenje akcija na sličan način na dio hladne čizme". Matična ploča izvodi iste korake kao i kad bi napajanje upravo bilo spremno nakon pritiska tipke za napajanje.

Krajnji učinak ovih dvaju koraka (koji se zapravo razlažu na mnogo više koraka) je u tome da izgleda kao da je računalo samo pokrenuto, ali je energija zapravo trajala cijelo vrijeme. To znači manje vremena potrebnog za isključivanje i pokretanje (budući da ne morate čekati da napajanje postane spremno), i što je važnije, omogućuje pokretanje pokretanja operacijskim sustavom. To znači da ne treba koristiti drugi pokretač za pokretanje (WoL itd.), A omogućuje vam da koristite Reboot kao učinkovit način za resetiranje sustava na daljinu, kada nemate način za pokretanje pokretanja.

To je bio dug odgovor. Ali hej, nadamo se da sada znate više o upravljanju energijom računala. Svakako sam nešto naučio istražujući ovo.