Es una actividad tan común que la mayoría de nosotros probablemente nunca nos hemos detenido a pensar en ella: el reinicio automático. Ya sea iniciado por el usuario o por la aplicación, ¿qué sucede exactamente cuando su computadora apaga su propia energía?
La sesión de preguntas y respuestas de hoy nos llega por cortesía de SuperUser, una subdivisión de Stack Exchange, un grupo de sitios web de preguntas y respuestas impulsado por la comunidad.
La pregunta
El lector de superusuario Seth Carnegie se pregunta sobre la administración de energía de la computadora:
¿Cómo puede una computadora reiniciarse sola? Después de que se apaga, ¿cómo se dice a sí mismo que vuelva a encenderse? ¿Qué tipo de software puede hacer esto?
¿Cómo en verdad? ¿Qué combinación de magia de software / hardware lo hace posible?
La respuesta
El colaborador de superusuario Jcrawfordor ofrece una respuesta condensada y detallada a la pregunta que aborda la pregunta de manera más que adecuada:
La respuesta demasiado larga; no la leí: Los estados de energía en su computadora están controlados por una implementación de ACPI (configuración avanzada e interfaz de energía). Al final de un proceso de apagado, su sistema operativo establece un comando ACPI que indica que la computadora debe reiniciarse. En respuesta, la placa base reinicia todos los componentes usando sus respectivos comandos o líneas de reinicio, y luego sigue el proceso de arranque. La placa base nunca se apaga realmente, solo restablece varios componentes y luego se comporta como si se acabara de presionar el botón de encendido.
Respuesta larga y divagante pero (en mi opinión) más interesante:
Soft Power y cómo funciona
En los viejos tiempos (bueno, está bien, para un estudiante universitario como yo, los 90 fueron hace mucho tiempo), teníamos placas base AT (tecnología avanzada) con Al poder administración. El sistema de energía AT era muy, muy simple. El botón de encendido de su computadora era un interruptor de hardware (probablemente en la parte posterior de la caja) y su entrada de 120vac lo atravesó. Físicamente encendía y apagaba la alimentación de su fuente de alimentación, y cuando este interruptor estaba en la posición de apagado, todo en su computadora estaba completamente muerto (esto hizo que la batería CMOS fuera muy importante, porque sin ella no había fuente de alimentación para mantener el hardware tictac del reloj). Debido a que el interruptor de encendido era un mecanismo físico, no había forma de software para encenderlo y apagarlo. Windows mostraría el famoso mensaje "Ahora es seguro apagar la computadora" porque, aunque todo estaba estacionado y listo para apagarse, no era posible que el sistema operativo realmente accionara el interruptor de encendido. Esta configuración a veces se denominaba poder duro , porque es todo hardware.
Hoy en día las cosas son diferentes, debido a las maravillas de las placas base ATX y Potencia ATX (eso es Tecnología avanzada eXtendida si está realizando un seguimiento). Junto con una serie de otros avances (mini-DIN PS / 2, ¿alguien?), ATX trajo Poder suave . El poder blando significa que el poder de la computadora puede ser controlado por software. Esto trajo algunos cambios de importación:
- Energía en espera: es posible que haya visto un conector “5v SB” o “5v en espera” etiquetado en los pines de la fuente de alimentación. los fuente de alimentación en espera es una línea de 5v a su placa base que está siempre encendida, incluso cuando la computadora está apagada. Esta es la razón por la que es importante desconectar o apagar un interruptor duro de la fuente de alimentación (si está presente) al reparar computadoras modernas, porque incluso cuando está apagado, podría provocar un cortocircuito en el 5v SB y dañar la placa base. Esta es también la razón por la que las baterías CMOS ya no son tan importantes: la SB de 5v se usa para reemplazar la batería CMOS siempre que la fuente de alimentación tiene alimentación de red, por lo que la batería CMOS solo se usa cuando desconecta la computadora por completo. La línea 5v SB permite de manera importante que los componentes de su computadora (sobre todo el BIOS y los adaptadores de red) sigan ejecutando algún software simple incluso cuando la computadora está apagada.
- Control inteligente de la fuente de alimentación. Si observa un pinout para el conector de la placa base de la fuente de alimentación (P1), notará dos pines normalmente etiquetados PS_ON y PS_RDY . Estos significan "fuente de alimentación encendida" y "fuente de alimentación lista". Si te gusta experimentar, toma una fuente de alimentación que no esté en una computadora, conéctala y con cuidado, corta una línea de tierra (uno de los cables negros) a la línea PS_ON (el cable verde). La fuente de alimentación se encenderá visiblemente, con el ventilador girando. Los componentes de la placa base que funcionan con + 5v SB en realidad encienden y apagan la fuente de alimentación conectando la alimentación al pin PS_ON. Debido a que hay algunos condensadores y otros componentes en la fuente de alimentación que tardan un momento en cargarse, es posible que los voltajes de las salidas principales de la fuente de alimentación no sean estables inmediatamente después de que se encienda la PSU. Para esto es el pin PS_RDY, se enciende cuando la lógica interna de la fuente de alimentación determina que la fuente de alimentación está "lista" y proporcionará energía estable. La placa base espera hasta que PS_RDY esté encendido para continuar con el arranque.
Por lo tanto, su interruptor de encendido ya no "enciende" la computadora. En cambio, está conectado a los controladores básicos de su placa base, que detectan que se ha presionado el botón y ejecutan una serie de pasos para preparar el sistema, incluido el encendido de PS_ON para que haya energía disponible. El botón de encendido no es la única forma de activar el proceso de inicio, los dispositivos en su bus de expansión también pueden hacerlo. Esto es importante porque sus adaptadores de red ethernet realmente permanecen encendidos cuando su computadora está apagada y buscan un paquete muy específico que a menudo se conoce como el "paquete mágico". Si detectan este paquete dirigido a su dirección MAC, activarán el proceso de inicio. Así es como funciona "Wake-on-LAN" (WoL). El reloj también puede iniciar un arranque (la mayoría de las BIOS le permiten establecer una hora en la que la computadora debe arrancar cada día) y los dispositivos USB y FireWire pueden activar un arranque, aunque no tengo conocimiento de ninguna implementación de esto.
Comprensión del control de potencia
Bueno, explico el tema del Soft Power tanto porque creo que es interesante (siempre es una razón clave por la que explico las cosas) como porque te permite comprender cómo la energía y el estado de funcionamiento / apagado de tu computadora están controlados por software. En la mayoría de las computadoras actuales, este sistema de software es una implementación del Interfaz avanzada de configuración y energía, o ACPI . ACPI es un sistema unificado y estandarizado que permite que el software controle el sistema de energía de su computadora. Puede que hayas oído hablar del Estados de energía ACPI . El mecanismo básico de control de energía son estos "estados de energía", su sistema operativo cambia a través de los modos de energía preparándose para el cambio (los procesos de apagado / hibernación que ocurren antes de que la energía realmente se apague), y luego ordena a la placa base que cambie los estados de energía . Los estados de poder se ven así:
- G0: en funcionamiento (el equipo está en estado "encendido")
-
G1: durmiendo (los estados de espera de su computadora, divididos en los subestados S)
- S1: la alimentación de la CPU y la RAM permanece encendida, pero la CPU no está ejecutando instrucciones. Los dispositivos periféricos están apagados.
- S2: CPU apagada, RAM mantenida
- S3: Todos los componentes apagados excepto la RAM y los dispositivos que activarán un resumen (teclado). Cuando le dice a su sistema operativo que "Suspenda", detendrá los procesos y luego entrará en este modo.
- S4: Hibernación. Absolutamente todo está apagado. Cuando le dice a su sistema operativo que hiberne, detiene los procesos, guarda el contenido de la RAM en el disco y luego ingresa a este modo.
- G2: Apagado suave. este es el estado "apagado" de su computadora. Todo está apagado, excepto los dispositivos que pueden activar un arranque.
- G3: Apagado mecánico.
Cómo ocurre realmente el reinicio
Notará que el reinicio no es uno de estos estados. Entonces, ¿qué sucede realmente cuando su computadora cuando se reinicia? La respuesta puede ser sorprendente, porque desde la perspectiva de la administración de energía es casi nada . Ahi esta un comando de reinicio de ACPI . Cuando le dice a su sistema operativo que se reinicie, sigue su proceso de apagado normal (detiene todos sus procesos, realiza un poco de mantenimiento, desmonta sus sistemas de archivos, etc.), y luego como paso final, en lugar de enviar la máquina al estado de energía G2 (como lo haría si simplemente le hubiera dicho que se apagara) establece el comando Reset. Esto generalmente se conoce como el "registro de reinicio", porque como la mayoría de la interfaz ACPI, es solo una dirección en la que se debe escribir un valor específico para solicitar un reinicio. Citaré la especificación 2.0 sobre lo que hace:
El mecanismo de reinicio ACPI opcional especifica un mecanismo estándar que proporciona un reinicio completo del sistema. Cuando se implementa, este mecanismo debe reiniciar todo el sistema. Esto incluye procesadores, lógica de núcleo, todos los buses y todos los periféricos. Desde la perspectiva de OSPM, afirmar el mecanismo de reinicio es el equivalente lógico a apagar y encender la máquina. Al obtener el control después de un reinicio, OSPM realizará acciones de manera similar a un arranque en frío.
Entonces, cuando se establece el registro de reinicio, suceden algunas cosas en secuencia.
- Toda la lógica se reinicia. Esto significa enviar los respectivos comandos de reinicio a varios bits de hardware, incluida la CPU, el controlador de memoria, los controladores periféricos, etc. En la mayoría de los casos, esto simplemente significa encender un cable RST físico, como AndrejaKo mostró arriba.
- A continuación, se inicia el equipo. Esta es la parte "realizar acciones de manera similar a un arranque en frío". La placa base realiza los mismos pasos que lo haría si la fuente de alimentación estuviera lista después de presionar el botón de encendido.
El efecto final de estos dos pasos (que en realidad se dividen en muchos más pasos) es que todo se ve como si la computadora acabara de arrancar, pero la energía en realidad estuvo encendida todo el tiempo. Esto significa menos tiempo necesario para apagar y arrancar (ya que no tiene que esperar a que la fuente de alimentación esté lista) y, lo que es más importante, permite que el sistema operativo inicie el arranque cuando se apaga el sistema operativo. Esto significa que no es necesario utilizar otro activador de inicio (WoL, etc.) y le permite utilizar Reboot como una forma eficaz de restablecer el sistema de forma remota, cuando no tiene una forma de activar el inicio.
Esa fue una respuesta larga. Pero bueno, espero que ahora sepa más sobre la administración de energía de la computadora. Ciertamente aprendí algunas cosas investigando esto.
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