Ini adalah aktivitas yang umum terjadi sehingga kebanyakan dari kita mungkin tidak pernah berhenti untuk memikirkannya: mulai ulang otomatis. Apakah pengguna atau aplikasi-dimulai, apa yang sebenarnya terjadi ketika komputer Anda mengalirkan dayanya sendiri?
Sesi Tanya & Jawab hari ini hadir atas kebaikan SuperUser — subdivisi Stack Exchange, pengelompokan situs web Tanya Jawab yang didorong komunitas.
Pertanyaan
Pembaca SuperUser Seth Carnegie bertanya-tanya tentang manajemen daya komputer:
Bagaimana komputer bisa restart sendiri? Setelah nonaktif, bagaimana cara mengetahui dirinya sendiri untuk kembali aktif? Perangkat lunak apa yang bisa melakukan ini?
Bagaimana sebenarnya? Kombinasi perangkat lunak / perangkat keras ajaib apa yang membuatnya terjadi?
Jawabannya
Kontributor SuperUser, Jcrawfordor, menawarkan tanggapan yang ringkas dan terperinci untuk pertanyaan yang menjawab pertanyaan dengan lebih dari cukup:
Terlalu lama; tidak membacanya menjawab: Status daya di komputer Anda dikontrol oleh implementasi ACPI (konfigurasi lanjutan dan antarmuka daya). Di akhir proses mematikan, sistem operasi Anda menyetel perintah ACPI yang menunjukkan bahwa komputer harus di-boot ulang. Sebagai tanggapan, motherboard mereset semua komponen menggunakan perintah atau baris reset masing-masing, dan kemudian mengikuti proses bootstrap. Motherboard tidak pernah benar-benar mati, ia hanya mengatur ulang berbagai komponen dan kemudian berperilaku seolah-olah tombol daya baru saja ditekan.
Panjang dan bertele-tele tetapi (menurut saya) jawaban yang lebih menarik:
Soft Power dan Cara Kerjanya
Di masa lalu (yah, oke, untuk mahasiswa seperti saya tahun 90-an sudah lama sekali), kami memiliki motherboard AT (Advanced Technology) dengan DI daya pengelolaan. Sistem tenaga AT sangat, sangat sederhana. Tombol daya di komputer Anda adalah sakelar perangkat keras (mungkin di bagian belakang casing) dan input 120vac Anda langsung melewatinya. Ini secara fisik menghidupkan dan mematikan catu daya Anda, dan ketika sakelar ini dalam posisi Off, semua yang ada di komputer Anda benar-benar mati (ini membuat baterai CMOS sangat penting, karena tanpanya tidak ada catu daya untuk menjaga perangkat keras jam berdetak). Karena sakelar daya adalah mekanisme fisik, tidak ada cara perangkat lunak untuk menghidupkan dan mematikan. Windows akan menampilkan pesan terkenal "Sekarang komputer Anda aman untuk dimatikan" karena, meskipun semuanya telah diparkir dan siap untuk dimatikan, OS tidak mungkin benar-benar membalik saklar daya. Konfigurasi ini terkadang disebut sebagai kekuatan keras , karena itu semua adalah perangkat keras.
Saat ini segalanya berbeda, karena keajaiban motherboard ATX dan Kekuatan ATX (Itu adalah Teknologi Canggih yang ditingkatkan jika Anda melacaknya). Bersamaan dengan sejumlah kemajuan lainnya (mini-DIN PS / 2, siapa?), ATX bawa kekuatan lembut . Daya lunak berarti daya ke komputer dapat dikontrol oleh perangkat lunak. Ini membawa beberapa perubahan impor:
- Daya siaga: Anda mungkin telah melihat konektor “5v SB” atau “5v siaga” berlabel di pinout catu daya. Itu catu daya siaga adalah jalur 5v ke motherboard Anda yang selalu menyala, bahkan saat komputer dimatikan. Inilah sebabnya mengapa penting untuk mencabut atau mematikan hard switch PSU (jika ada) saat memperbaiki komputer modern, karena meskipun dimatikan, Anda berpotensi menyingkat 5v SB dan merusak motherboard. Ini juga mengapa baterai CMOS tidak begitu penting lagi - 5v SB digunakan untuk mengganti baterai CMOS setiap kali catu daya memiliki daya utama, sehingga baterai CMOS hanya digunakan saat Anda mencabut komputer seluruhnya. Garis 5v SB memungkinkan komponen komputer Anda (terutama BIOS dan adaptor jaringan) untuk tetap menjalankan beberapa perangkat lunak sederhana bahkan saat komputer dimatikan.
- Kontrol catu daya yang cerdas. Jika Anda melihat pinout untuk konektor motherboard catu daya (P1) Anda, Anda akan melihat dua pin biasanya berlabel PS_ON dan PS_RDY . Ini adalah singkatan dari "power supply on" dan "power supply ready". Jika Anda suka bereksperimen, ambil catu daya bukan di komputer, hubungkan, dan hati-hati pendekkan saluran arde (salah satu kabel hitam) ke saluran PS_ON (kabel hijau). Catu daya akan menyala dengan jelas, dengan kipas berputar. Komponen motherboard yang menjalankan + 5v SB sebenarnya menghidupkan dan mematikan catu daya Anda dengan menghubungkan daya ke pin PS_ON. Karena ada beberapa kapasitor dan komponen lain di catu daya yang membutuhkan waktu beberapa saat untuk diisi, tegangan dari keluaran utama catu daya mungkin tidak stabil segera setelah PSU menyala. Inilah kegunaan pin PS_RDY, pin ini akan menyala ketika logika internal catu daya menentukan bahwa catu daya "siap" dan akan memberikan daya yang stabil. Motherboard menunggu sampai PS_RDY hidup untuk melanjutkan booting.
Jadi, saklar daya Anda tidak lagi "menyalakan" komputer. Sebaliknya, ini terhubung ke pengontrol dasar motherboard Anda, yang mendeteksi bahwa tombol telah ditekan dan menjalankan sejumlah langkah untuk menyiapkan sistem, termasuk menyalakan PS_ON sehingga daya akan tersedia. Tombol daya bukan satu-satunya cara untuk memicu proses startup, perangkat pada bus ekspansi Anda juga dapat melakukannya. Ini penting karena adaptor jaringan ethernet Anda sebenarnya tetap aktif saat komputer Anda mati dan mencari paket yang sangat spesifik yang sering disebut sebagai "Paket ajaib". Jika mereka mendeteksi paket ini dialamatkan ke alamat MAC mereka, mereka akan memicu proses startup. Ini adalah cara kerja "Wake-on-LAN" (WoL). Jam juga dapat memulai boot (sebagian besar BIOS memungkinkan Anda menyetel waktu komputer harus boot setiap hari), dan perangkat USB dan FireWire dapat memicu boot, meskipun saya tidak mengetahui implementasi apa pun dari ini.
Memahami Kontrol Daya
Baiklah, saya menjelaskan tentang Soft Power karena menurut saya itu menarik (selalu menjadi alasan utama saya menjelaskan banyak hal) dan karena memungkinkan Anda untuk memahami bagaimana daya dan status berjalan / mati komputer Anda semuanya dikontrol oleh perangkat lunak. Di sebagian besar komputer saat ini, sistem perangkat lunak ini merupakan implementasi dari Konfigurasi Lanjutan dan Antarmuka Daya, atau ACPI . ACPI adalah sistem standar dan terpadu yang memungkinkan perangkat lunak mengontrol sistem daya komputer Anda. Anda mungkin pernah mendengar tentang Status daya ACPI . Mekanisme dasar dari kontrol daya adalah "status daya" ini, sistem operasi Anda beralih melalui mode daya dengan mempersiapkan sakelar (proses mematikan / hibernasi yang terjadi sebelum daya benar-benar mati), dan kemudian memerintahkan motherboard untuk mengalihkan status daya . Status daya terlihat seperti ini:
- G0: Bekerja (komputer Anda "on" state)
-
G1: Tidur (komputer Anda dalam keadaan siaga, dibagi ke gardu induk S)
- S1: daya ke CPU dan RAM tetap menyala, tetapi CPU tidak menjalankan instruksi. Perangkat periferal dimatikan.
- S2: CPU dimatikan, RAM dipertahankan
- S3: Semua komponen dimatikan kecuali untuk RAM dan perangkat yang akan memicu resume (keyboard). Saat Anda memberi tahu OS Anda untuk "Tidur", itu akan menghentikan proses dan kemudian memasuki mode ini.
- S4: Hibernasi. Benar-benar semuanya dimatikan. Saat Anda memberi tahu sistem operasi Anda untuk Hibernasi, itu menghentikan proses, menyimpan konten RAM ke disk, dan kemudian masuk ke mode ini.
- G2: Soft Off. ini adalah status komputer Anda "mati". Daya mati untuk semuanya kecuali perangkat yang dapat memicu boot.
- G3: Mekanis mati.
Bagaimana reset sebenarnya terjadi
Anda akan melihat bahwa reboot bukanlah salah satu dari status ini. Jadi apa yang sebenarnya terjadi ketika komputer Anda melakukan boot ulang? Jawabannya mungkin mengejutkan, karena dari perspektif manajemen daya memang demikian hampir tidak ada . Ada perintah reset ACPI . Ketika Anda memberi tahu sistem operasi Anda untuk melakukan boot ulang, itu mengikuti proses pematian normalnya (menghentikan semua proses Anda, melakukan sedikit pemeliharaan, melepaskan sistem file Anda, dll), dan kemudian sebagai langkah terakhir, alih-alih mengirim mesin ke status daya G2 (seperti jika Anda hanya menyuruhnya untuk Shut Down) itu mengatur perintah Reset. Ini biasanya disebut sebagai "Reset register", karena seperti kebanyakan antarmuka ACPI, ini hanya alamat yang harus dituliskan nilai tertentu untuk meminta reset. Saya akan mengutip spesifikasi 2.0 tentang fungsinya:
Mekanisme reset ACPI opsional menentukan mekanisme standar yang menyediakan reset sistem lengkap. Saat diterapkan, mekanisme ini harus mengatur ulang seluruh sistem. Ini termasuk prosesor, logika inti, semua bus, dan semua periferal. Dari perspektif OSPM, menegaskan mekanisme reset sama logisnya dengan perputaran daya mesin. Setelah mendapatkan kendali setelah reset, OSPM akan melakukan tindakan seperti boot dingin.
Jadi, ketika reset register diatur, beberapa hal terjadi secara berurutan.
- Semua logika disetel ulang. Ini berarti mengirimkan perintah reset masing-masing ke berbagai bit perangkat keras termasuk CPU, pengontrol memori, pengontrol periferal, dll. Dalam kebanyakan kasus, ini berarti menyalakan kabel RST fisik, seperti yang ditunjukkan AndrejaKo di atas.
- Komputer kemudian di-bootstrap. Ini adalah bagian "lakukan tindakan dengan cara yang sama ke boot dingin". Motherboard melakukan langkah yang sama seperti jika catu daya baru saja siap setelah tombol daya ditekan.
Efek akhir dari kedua langkah ini (yang sebenarnya dipecah menjadi lebih banyak langkah) adalah bahwa semuanya terlihat seperti komputer yang baru saja di-boot, tetapi daya sebenarnya ada di sepanjang waktu. Artinya, lebih sedikit waktu yang diperlukan untuk mematikan dan memulai (karena Anda tidak perlu menunggu catu daya siap), dan yang terpenting memungkinkan booting dimulai dengan mematikan sistem operasi. Artinya, pemicu startup lain tidak perlu digunakan (WoL, dll.), Dan memungkinkan Anda menggunakan Reboot sebagai cara efektif untuk menyetel ulang sistem dari jarak jauh, saat Anda tidak memiliki cara untuk memicu booting.
Itu jawaban yang panjang. Tapi, hei, semoga Anda tahu lebih banyak tentang manajemen daya komputer sekarang. Saya pasti belajar beberapa hal untuk meneliti ini.
Punya sesuatu untuk ditambahkan ke penjelasannya? Suarakan di komentar. Ingin membaca lebih banyak jawaban dari pengguna Stack Exchange yang paham teknologi? Lihat utas diskusi lengkap di sini .
