Het is zo'n veel voorkomende plaatsactiviteit dat de meesten van ons er waarschijnlijk nooit bij stilstaan: de automatische herstart. Wat gebeurt er precies als uw computer op eigen kracht uitschakelt, of het nu door de gebruiker of door een toepassing wordt gestart?
De vraag- en antwoordsessie van vandaag komt tot ons dankzij SuperUser - een onderdeel van Stack Exchange, een community-drive groep van Q & A-websites.
De vraag
SuperUser-lezer Seth Carnegie vraagt zich af over computer-energiebeheer:
Hoe kan een computer zichzelf herstarten? Hoe zegt het zichzelf nadat het is uitgeschakeld weer in te schakelen? Wat voor soort software kan dit doen?
Hoe inderdaad? Welke combinatie van software / hardware-magie zorgt ervoor dat het gebeurt?
Het antwoord
SuperUser-bijdrager Jcrawfordor biedt zowel een beknopt als gedetailleerd antwoord op de vraag die de vraag meer dan voldoende beantwoordt:
The too long; heb het niet gelezen antwoord: De energietoestanden in uw computer worden gecontroleerd door een implementatie van ACPI (geavanceerde configuratie en stroominterface). Aan het einde van een afsluitproces stelt uw besturingssysteem een ACPI-opdracht in die aangeeft dat de computer opnieuw moet opstarten. Als reactie hierop reset het moederbord alle componenten met behulp van hun respectieve resetopdrachten of regels, en volgt vervolgens het bootstrap-proces. Het moederbord gaat eigenlijk nooit uit, het reset alleen verschillende componenten en gedraagt zich dan alsof de aan / uit-knop net is ingedrukt.
Lang en ingewikkeld maar (naar mijn mening) interessanter antwoord:
Soft Power en hoe het werkt
Vroeger (nou ja, voor een student als ik was de jaren 90 lang geleden), hadden we AT-moederborden (Advanced Technology) met OP kracht beheer. Het AT-voedingssysteem was heel, heel eenvoudig. De aan / uit-knop op uw computer was een hardwareschakelaar (waarschijnlijk aan de achterkant van de behuizing) en uw 120vac-ingang ging er dwars doorheen. Het schakelde fysiek de stroom naar uw voeding aan en uit, en toen deze schakelaar in de stand Uit stond was alles in uw computer helemaal leeg (dit maakte de CMOS-batterij erg belangrijk, want zonder deze was er geen voeding om de hardware klok tikt). Omdat de aan / uit-schakelaar een fysiek mechanisme was, was er geen softwaremanier om de stroom in en uit te schakelen. Windows zou het beroemde bericht 'Het is nu veilig om uw computer uit te schakelen' laten zien, omdat, hoewel alles geparkeerd stond en klaar was om uit te schakelen, het besturingssysteem niet echt de stroomschakelaar kon omdraaien. Deze configuratie werd ook wel harde kracht , omdat het allemaal hardware is.
Tegenwoordig zijn de dingen anders, vanwege de wonderen van ATX-moederborden en ATX-kracht (dat is Advanced Technology eXtended als je het bijhoudt). Samen met een aantal andere voordelen (mini-DIN PS / 2, iemand?), Bracht ATX zachte kracht . Soft power betekent dat de stroom naar de computer kan worden bestuurd door software. Dit bracht een paar belangrijke wijzigingen met zich mee:
- Stand-by vermogen: u hebt wellicht een "5v SB" of "5v standby" -connector gezien met het label in de pennen van de voeding. De standby-voeding is een 5v-lijn naar je moederbord die altijd aan staat, zelfs als de computer is uitgeschakeld. Dit is de reden waarom het belangrijk is om een PSU-harde schakelaar (indien aanwezig) los te koppelen of uit te schakelen wanneer u onderhoud uitvoert aan moderne computers, want zelfs als deze uitstaat, kunt u de 5v SB kortsluiten en het moederbord beschadigen. Dit is ook de reden waarom CMOS-batterijen niet zo belangrijk meer zijn - de 5v SB wordt gebruikt om de CMOS-batterij te vervangen wanneer de voeding netstroom heeft, dus de CMOS-batterij wordt alleen gebruikt als je de computer helemaal loskoppelt. De 5v SB-lijn maakt het belangrijk dat componenten van uw computer (vooral het BIOS en de netwerkadapters) enkele eenvoudige software blijven draaien, zelfs als de computer is uitgeschakeld.
- Intelligente regeling van de stroomvoorziening. Als u naar een pin-out voor uw moederbord (P1) -connector voor voeding kijkt, ziet u twee pinnen die doorgaans zijn gelabeld PS_ON en PS_RDY . Deze staan voor "voeding aan" en "voeding gereed". Als je van experimenteren houdt, neem dan een voeding die niet in een computer zit, steek hem in het stopcontact en sluit voorzichtig een aardingskabel (een van de zwarte draden) kort aan op de PS_ON-lijn (de groene draad). De stroomtoevoer wordt zichtbaar ingeschakeld, terwijl de ventilator draait. De componenten van het moederbord die op + 5v SB werken, schakelen uw stroomtoevoer in en uit door de stroom aan te sluiten op de PS_ON-pin. Omdat sommige condensatoren en andere componenten in de voeding even nodig hebben om op te laden, is het mogelijk dat de spanningen van de hoofduitgangen van de voeding niet direct stabiel zijn nadat de voeding is ingeschakeld. Dit is waar de PS_RDY-pin voor is, hij gaat aan wanneer de interne logica van de voeding bepaalt dat de voeding "klaar" is en stabiele stroom zal leveren. Het moederbord wacht tot PS_RDY is ingeschakeld om door te gaan met opstarten.
Uw aan / uit-schakelaar zet de computer dus niet meer aan. In plaats daarvan is het verbonden met de basiscontrollers van je moederbord, die detecteren dat de knop is ingedrukt en een aantal stappen uitvoeren om het systeem klaar te maken, inclusief het oplichten van PS_ON zodat er stroom beschikbaar is. De aan / uit-knop is niet de enige manier om het opstartproces te activeren, apparaten op uw uitbreidingsbus kunnen dit ook doen. Dit is belangrijk omdat uw ethernet-netwerkadapters daadwerkelijk aan blijven wanneer uw computer is uitgeschakeld en zoeken naar een heel specifiek pakket dat vaak het 'magische pakket' wordt genoemd. Als ze dit pakket detecteren dat is geadresseerd aan hun MAC-adres, zullen ze het opstartproces starten. Dit is hoe "Wake-on-LAN" (WoL) werkt. De klok kan ook opstarten (in de meeste BIOS kun je een tijd instellen waarop de computer elke dag moet opstarten), en USB- en FireWire-apparaten kunnen opstarten, hoewel ik me niet bewust ben van enige implementatie hiervan.
Power Control begrijpen
Nou, ik leg het Soft Power-ding uit, zowel omdat ik denk dat het interessant is (altijd een belangrijke reden dat ik dingen uitleg) als omdat het je in staat stelt te begrijpen hoe de stroom en de in- / uitschakelstatus van je computer allemaal worden bestuurd door software. Op de meeste huidige computers is dit softwaresysteem een implementatie van het Geavanceerde configuratie en voedingsinterface, of ACPI . ACPI is een gestandaardiseerd, uniform systeem waarmee software het voedingssysteem van uw computer kan regelen. Je hebt misschien gehoord van de ACPI-energiestaten . Het basismechanisme van stroomregeling zijn deze "stroomtoestanden", uw besturingssysteem schakelt door de stroommodi door zich voor te bereiden op de omschakeling (de afsluitings- / slaapstandprocessen die plaatsvinden voordat de stroom daadwerkelijk wordt uitgeschakeld) en vervolgens het moederbord opdracht te geven om de stroomtoestanden te schakelen . De machtsstaten zien er als volgt uit:
- G0: werkt (uw computer staat aan)
-
G1: Slapen (de stand-bytoestanden van uw computer, verdeeld over de S-substaten)
- S1: stroom naar CPU en RAM blijft aan, maar CPU voert geen instructies uit. Randapparatuur is uitgeschakeld.
- S2: CPU uitgeschakeld, RAM behouden
- S3: Alle componenten zijn uitgeschakeld behalve RAM en apparaten die een cv activeren (toetsenbord). Wanneer u uw besturingssysteem vertelt om "Slaap" te gebruiken, stopt het de processen en gaat het naar deze modus.
- S4: Slaapstand. Absoluut alles is uitgeschakeld. Wanneer u uw besturingssysteem naar Hibernate vertelt, stopt het processen, slaat de inhoud van RAM op schijf op en gaat vervolgens naar deze modus.
- G2: Zacht uit. dit is de toestand van uw computer "uit". Alles is uitgeschakeld behalve voor apparaten die kunnen opstarten.
- G3: Mechanisch uitgeschakeld.
Hoe reset werkelijk gebeurt
U zult merken dat opnieuw opstarten niet een van deze statussen is. Dus wat gebeurt er eigenlijk als uw computer opnieuw opstart? Het antwoord is misschien verrassend, want vanuit het oogpunt van energiebeheer is dat zo bijna niets . Er bestaat een ACPI-resetopdracht . Wanneer u uw besturingssysteem opdracht geeft om opnieuw op te starten, volgt het het normale afsluitproces (stopt al uw processen, voert een beetje onderhoud uit, ontkoppelt uw bestandssystemen, enz.), En dan als laatste stap, in plaats van de machine naar de energiestatus te sturen G2 (zoals het zou doen als je hem gewoon had verteld om af te sluiten), stelt het de opdracht Reset in. Dit wordt over het algemeen het "Resetregister" genoemd, omdat het, net als de meeste ACPI-interfaces, slechts een adres is waarnaar een specifieke waarde moet worden geschreven om een reset aan te vragen. Ik citeer de 2.0-specificatie voor wat het doet:
Het optionele ACPI-resetmechanisme specificeert een standaardmechanisme dat zorgt voor een volledige systeemreset. Bij implementatie moet dit mechanisme het hele systeem resetten. Dit omvat processors, kernlogica, alle bussen en alle randapparatuur. Vanuit een OSPM-perspectief is het beweren dat het resetmechanisme het logische equivalent is van het doorschakelen van de machine. Bij het verkrijgen van controle na een reset, voert OSPM acties uit op dezelfde manier als bij een koude start.
Dus als het reset-register is ingesteld, gebeuren er een paar dingen achter elkaar.
- Alle logica is gereset. Dit betekent dat de respectieve reset-opdrachten naar verschillende hardware-onderdelen worden gestuurd, waaronder de CPU, geheugencontroller, randapparatuur, enz. In de meeste gevallen betekent dit eenvoudigweg het oplichten van een fysieke RST-draad, zoals AndrejaKo hierboven liet zien.
- De computer wordt vervolgens opgestart. Dit is het gedeelte "handelingen uitvoeren op dezelfde manier als bij een koude start". Het moederbord voert dezelfde stappen uit als wanneer de voeding net klaar was nadat de aan / uit-knop werd ingedrukt.
Het uiteindelijke effect van deze twee stappen (die eigenlijk in veel meer stappen uiteenvallen) is dat het er voor alles uitziet alsof de computer net is opgestart, maar dat de stroom eigenlijk de hele tijd aan was. Dit betekent dat er minder tijd nodig is om af te sluiten en op te starten (aangezien u niet hoeft te wachten tot de stroomtoevoer gereed is), en wat nog belangrijker is, het mogelijk maakt dat het opstarten wordt gestart doordat het besturingssysteem wordt afgesloten. Dit betekent dat er geen andere opstarttrigger hoeft te worden gebruikt (WoL enz.), En dat u Reboot kunt gebruiken als een effectieve manier om het systeem op afstand te resetten, wanneer u geen manier heeft om het opstarten te activeren.
Dat was een lang antwoord. Maar goed, hopelijk weet je nu meer over computer-energiebeheer. Ik heb zeker een aantal dingen geleerd door dit te onderzoeken.
Iets toe te voegen aan de uitleg? Geluid uit in de reacties. Wilt u meer antwoorden lezen van andere technisch onderlegde Stack Exchange-gebruikers? Bekijk hier de volledige discussiethread .
