È un'attività così comune che la maggior parte di noi probabilmente non ha mai smesso di pensarci: il riavvio automatico. Che sia avviato dall'utente o dall'applicazione, cosa succede esattamente quando il tuo computer accelera automaticamente?
La sessione di domande e risposte di oggi ci arriva per gentile concessione di SuperUser, una suddivisione di Stack Exchange, un raggruppamento di siti web di domande e risposte guidato dalla comunità.
La domanda
Il lettore SuperUser Seth Carnegie si interroga sulla gestione dell'alimentazione del computer:
Come può un computer riavviarsi da solo? Dopo che è spento, come dice a se stesso di riaccendersi? Che tipo di software è in grado di farlo?
Come davvero? Quale combinazione di magia software / hardware lo rende possibile?
La risposta
Il collaboratore di SuperUser Jcrawfordor offre sia una risposta condensata che dettagliata alla domanda che affronta in modo più che adeguato la domanda:
Il troppo lungo; non l'ho letto risposta: Gli stati di alimentazione nel computer sono controllati da un'implementazione di ACPI (configurazione avanzata e interfaccia di alimentazione). Alla fine di un processo di arresto, il sistema operativo imposta un comando ACPI che indica che il computer deve riavviarsi. In risposta, la scheda madre ripristina tutti i componenti utilizzando i rispettivi comandi o linee di ripristino, quindi segue il processo di bootstrap. La scheda madre non si spegne mai, ripristina solo vari componenti e quindi si comporta come se il pulsante di accensione fosse appena stato premuto.
Risposta lunga e sconclusionata ma (secondo me) più interessante:
Soft Power e come funziona
Ai vecchi tempi (beh, okay, per uno studente universitario come me gli anni '90 erano molto tempo fa), avevamo schede madri AT (Advanced Technology) con A potenza gestione. Il sistema di alimentazione AT era molto, molto semplice. Il pulsante di accensione sul tuo computer era un interruttore hardware (probabilmente sul retro del case) e il tuo ingresso a 120 V CA lo attraversava. Ha fisicamente acceso e spento l'alimentazione del tuo alimentatore e quando questo interruttore era in posizione Off tutto nel tuo computer era completamente spento (questo rendeva la batteria CMOS molto importante, perché senza di essa non c'era alimentazione per mantenere l'hardware ticchettio dell'orologio). Poiché l'interruttore di alimentazione era un meccanismo fisico, non esisteva un modo software per accendere e spegnere l'alimentazione. Windows mostrava il famoso messaggio "Ora è possibile spegnere il computer" perché, sebbene tutto fosse parcheggiato e pronto per lo spegnimento, non era possibile per il sistema operativo attivare effettivamente l'interruttore di alimentazione. Questa configurazione è stata talvolta denominata potere forte , perché è tutto hardware.
Al giorno d'oggi le cose sono diverse, a causa delle meraviglie delle schede madri ATX e Potenza ATX (questa è tecnologia avanzata eXtended se stai tenendo traccia). Insieme a una serie di altri progressi (mini-DIN PS / 2, chiunque?), ATX ha portato soft power . Soft power significa che l'alimentazione del computer può essere controllata dal software. Ciò ha portato alcune modifiche all'importazione:
- Alimentazione in standby: potresti aver visto un connettore "5v SB" o "5v standby" etichettato nella piedinatura dell'alimentatore. Il alimentazione in standby è una linea 5v verso la scheda madre che è sempre attiva, anche quando il computer è spento. Questo è il motivo per cui è importante scollegare o spegnere un interruttore rigido dell'alimentatore (se presente) durante la manutenzione dei computer moderni, perché anche quando è spento potresti potenzialmente cortocircuitare l'SB 5v e danneggiare la scheda madre. Questo è anche il motivo per cui le batterie CMOS non sono più così importanti: l'SB 5v viene utilizzato per sostituire la batteria CMOS ogni volta che l'alimentatore ha l'alimentazione di rete, quindi la batteria CMOS viene utilizzata solo quando si scollega completamente il computer. La linea 5v SB consente ai componenti del computer (soprattutto il BIOS e gli adattatori di rete) di continuare a eseguire alcuni semplici software anche quando il computer è spento.
- Controllo intelligente dell'alimentazione. Se guardi un pinout per il connettore della scheda madre dell'alimentatore (P1), noterai due pin tipicamente etichettati PS_ON e PS_RDY . Questi stanno per "alimentatore acceso" e "alimentatore pronto". Se ti piace sperimentare, prendi un alimentatore non in un computer, collegalo e accorcia con attenzione una linea di terra (uno dei fili neri) alla linea PS_ON (il filo verde). L'alimentatore si accenderà visibilmente, con la ventola in funzione. I componenti della scheda madre che funzionano con + 5v SB in realtà accendono e spengono l'alimentazione collegando l'alimentazione al pin PS_ON. Poiché ci sono alcuni condensatori e altri componenti nell'alimentatore che impiegano un momento per caricarsi, le tensioni dalle uscite principali dell'alimentatore potrebbero non essere stabili subito dopo l'accensione dell'alimentatore. Questo è lo scopo del pin PS_RDY, si accende quando la logica interna dell'alimentatore determina che l'alimentatore è "pronto" e fornirà un'alimentazione stabile. La scheda madre attende che PS_RDY sia acceso per continuare l'avvio.
Quindi, l'interruttore di alimentazione non "accende" più il computer. Invece, è collegato ai controller di base della tua scheda madre, che rilevano che il pulsante è stato premuto ed esegue una serie di passaggi per preparare il sistema, inclusa l'accensione di PS_ON in modo che l'alimentazione sia disponibile. Il pulsante di accensione non è l'unico modo per attivare il processo di avvio, possono farlo anche i dispositivi sul bus di espansione. Questo è importante perché gli adattatori di rete ethernet rimangono effettivamente accesi quando il computer è spento e cercano un pacchetto molto specifico, spesso denominato "pacchetto magico". Se rilevano questo pacchetto indirizzato al loro indirizzo MAC, attiveranno il processo di avvio. Ecco come funziona "Wake-on-LAN" (WoL). L'orologio può anche avviare un avvio (la maggior parte del BIOS ti consente di impostare un'ora in cui il computer dovrebbe avviarsi ogni giorno) e i dispositivi USB e FireWire possono attivare un avvio, anche se non sono a conoscenza di alcuna implementazione di ciò.
Capire il controllo della potenza
Ebbene, spiego la cosa del Soft Power sia perché penso sia interessante (sempre un motivo fondamentale per cui spiego le cose) sia perché ti permette di capire come l'alimentazione e lo stato di funzionamento / spegnimento del tuo computer siano tutti controllati dal software. Nella maggior parte dei computer attuali, questo sistema software è un'implementazione di Configurazione avanzata e interfaccia di alimentazione o ACPI . ACPI è un sistema standardizzato e unificato che consente al software di controllare il sistema di alimentazione del computer. Potresti aver sentito parlare di Stati di alimentazione ACPI . Il meccanismo di base del controllo dell'alimentazione sono questi "stati di alimentazione", il sistema operativo passa attraverso le modalità di alimentazione preparandosi per l'interruttore (i processi di spegnimento / ibernazione che si verificano prima che l'alimentazione si spenga effettivamente) e quindi comandando alla scheda madre di cambiare gli stati di alimentazione . Gli stati di alimentazione hanno questo aspetto:
- G0: Funzionante (stato "acceso" del computer)
-
G1: Sleeping (gli stati di standby del computer, divisi in sottostati S)
- S1: l'alimentazione alla CPU e alla RAM rimane accesa, ma la CPU non sta eseguendo le istruzioni. I dispositivi periferici sono spenti.
- S2: CPU spenta, RAM mantenuta
- S3: tutti i componenti sono spenti ad eccezione della RAM e dei dispositivi che attiveranno un ripristino (tastiera). Quando si dice al sistema operativo di "Sospensione", interromperà i processi e quindi entrerà in questa modalità.
- S4: ibernazione. Assolutamente tutto è spento. Quando comunichi al tuo sistema operativo di ibernare, interrompe i processi, salva il contenuto della RAM su disco e quindi entra in questa modalità.
- G2: Soft Off. questo è lo stato "spento" del computer. L'alimentazione è disattivata per tutto tranne che per i dispositivi che possono attivare un avvio.
- G3: meccanico spento.
Come avviene effettivamente il ripristino
Noterai che il riavvio non è uno di questi stati. Quindi cosa succede realmente quando il tuo computer si riavvia? La risposta potrebbe essere sorprendente, perché dal punto di vista del risparmio energetico lo è quasi niente . C'è un comando di ripristino ACPI . Quando dici al tuo sistema operativo di riavviarsi, segue il suo normale processo di spegnimento (arresta tutti i tuoi processi, esegue un po 'di manutenzione, smonta i tuoi file system, ecc.), E poi come passaggio finale, invece di inviare la macchina allo stato di alimentazione G2 (come se gli avessi detto semplicemente di spegnere) imposta il comando Reset. Questo è generalmente indicato come il "registro di ripristino", perché come la maggior parte dell'interfaccia ACPI è solo un indirizzo in cui deve essere scritto un valore specifico per richiedere un ripristino. Citerò la specifica 2.0 su ciò che fa:
Il meccanismo di ripristino ACPI opzionale specifica un meccanismo standard che fornisce un ripristino completo del sistema. Una volta implementato, questo meccanismo deve ripristinare l'intero sistema. Ciò include processori, logica di base, tutti i bus e tutte le periferiche. Dal punto di vista di OSPM, affermare il meccanismo di ripristino è l'equivalente logico per spegnere e riaccendere la macchina. Dopo aver ottenuto il controllo dopo un ripristino, OSPM eseguirà le azioni in modo simile a un avvio a freddo.
Quindi, quando il registro di ripristino è impostato, alcune cose accadono in sequenza.
- Tutta la logica viene ripristinata. Ciò significa inviare i rispettivi comandi di ripristino a vari bit di hardware tra cui la CPU, il controller di memoria, i controller periferici, ecc. Nella maggior parte dei casi questo significa semplicemente accendere un cavo RST fisico, come AndrejaKo ha mostrato sopra.
- Il computer viene quindi avviato. Questa è la parte "eseguire azioni in modo simile a un avvio a freddo". La scheda madre esegue gli stessi passaggi che farebbe se l'alimentatore fosse appena pronto dopo aver premuto il pulsante di accensione.
L'effetto finale di questi due passaggi (che in realtà si suddividono in molti più passaggi) è che sembra tutto proprio come il computer appena avviato, ma in realtà il potere è stato tutto il tempo. Ciò significa meno tempo necessario per lo spegnimento e l'avvio (poiché non è necessario attendere che l'alimentatore sia pronto) e, cosa importante, consente l'avvio dell'avvio del sistema operativo che si arresta. Ciò significa che non è necessario utilizzare un altro trigger di avvio (WoL ecc.) E consente di utilizzare Reboot come un modo efficace per ripristinare il sistema da remoto, quando non si dispone di un modo per attivare l'avvio.
È stata una lunga risposta. Ma hey, si spera che tu sappia di più sulla gestione dell'alimentazione del computer ora. Certamente ho imparato alcune cose facendo ricerche su questo.
Hai qualcosa da aggiungere alla spiegazione? Suona nei commenti. Vuoi leggere altre risposte da altri utenti esperti di tecnologia Stack Exchange? Dai un'occhiata al thread di discussione completo qui .
