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ACPI电源管理中的S0,S1,S2,S3,S4,S5六种状态

发布日期:2017-12-03 21:20:36 浏览:1639次

要掌握待机和休眠,必须先了解下面两个知识:ACPI和APM。


  1.什么是ACPI


  ACPI是Advanced Configuration and Power Interface的缩写,中文意为“高级配置与电源接口”,这是微软、英特尔和东芝共同开发的一种工业标准。  


  ACPI主要可实现以下功能:


  ①用户可以使电脑在指定时间开、关;   

  ②即插即用设备在插入时能够由ACPI来控制,并为其供电;

  ③在无人使用电脑时可以使电脑进入休眠状态,但保证一些通信设备打开;

  ④操作系统可以根据外设和主板具体需求为它分配能源;

  ⑤操作系统可以在应用程序对时间要求不高的情况下降低时钟频率;

  ⑥使用笔记本电脑的用户可以指定电脑在低电压情况下进入低功耗状态,以保证重要应用程序运行。  

  同时,可将ACPI分为六种不同的工作状态,分别是S0到S5,它们代表的含义分别是:  

  S0:电脑正常工作,所有硬件设备全部处于打开或正常工作的状态;

  S1:也称为POS(Power on Suspend,CPU停止工作),其他的硬件设备仍然正常工作;

  S2:将CPU关闭,但其余的硬件设备仍然运转;

  S3:通常称为STR(Suspend to RAM,挂起到内存),将运行中的数据写入内存后关闭硬盘;

  S4:也称为STD(Suspend to Disk,挂起到硬盘),内存信息写入硬盘,然后所有部件停止工作;

  S5:所有硬件设备(包括电源)全部都关闭,也就是关机。


  2.什么是APM


  APM其实是Advanced Power Manager(高级电源管理)的缩写,这是通过操作系统来控制、管理电脑硬件电源的一种管理模式,其实也是一套电脑电源管理程序(软件),版本不同,功能也有所不同,比如APM V1.0&V1.1,这两个版本都是直接由BOIS执行电源管理,而APM V1.2则是可以先通过操作系统定义电源管理,然后再由BIOS负责执行。


  在如今流行的操作系统中,都内置了APM,而在以前的DOS时代,APM并未真正被引入操作系统,所以无法执行待机、休眠等操作,重启也只能用Ctrl+Alt+Delete组合键或电源的Reset键。


  3.BIOS中的电源管理设置


  一般而言,主板产商定义BIOS的默认设置都是启动了“高级电源管理”这个功能的,大多数情况下不需要我们自己设置,只需采用其默认设置即可。如果碰到以前能使用“高级电源管理”,但后来又不行了,排除系统或其他硬件可能外,才会考虑BIOS中的设置是否有问题。遇到这种情况,可以将 BIOS设置还原到默认状态即可,方法为:启动电脑,用DEL键进入BIOS,用键盘上方向键定位到“Load Optimized Defaults”,然后按F10保存并退出BIOS设置即可。这里以Intel845PE主板为例,其他类型主板大致相同,这里仅作为参考。


  “Power Management Setup”常见设置举例


  ACPI Function:是否允许ACPI功能


  ACPI Suspend Type:ACPI的挂起类型,通常这里只有一个选择,即S1(POS)状态,其实这个就包含了其他的挂起状态(S2、S3、S4)

  Power Management:电能管理方式,默认为User Define(用户自定义),还有就是Min Saving(最小)和Max Saving(最大)  

  Video Off Method:显示器开关


  可以设置的值:Blank Screen表示显示器不发射电子光束,即可减少耗电;V/H SYNC+Blank表示除Blank Screen外,还可由BIOS来控制显示器水平与垂直同步信号,达到省电目的,此项为默认设置;DPMS Support,DPMS是显示器与显卡之间的电源管理协定。在两者都支持DPMS的状态下,只要BIOS支持,显卡即可通过信号通知显示器进入省电模式。


  HDD Power Down:设置IDE硬盘在多长时间内完全没有读写操作时,便可进入省电状态,切断硬盘电源以省电,缺省值为Disabled。


  Modem Use IRQ:该选项说明Modem使用的端口所占用的IRQ编号,让系统在省电状态下仍可以监视。Modem是否有活动,可以设置的值:N/A、3、4、5、7、9、11。其中N/A表示不对Modem进行监测;


  USB KB Wake-Up Drom S3:是否采用USB键盘唤醒,缺省值为“Disabled”。


  Soft-Off by PWR-Button:这是机箱电源开关的功能设置,在开机状态下,按住开机电源按键超过四秒钟,系统就一定会关机,如果不超过4秒,系统就会按此设置操作。可以设置的值:Delay 4 Sec表示超过4秒关机,如果不超过4秒则进入Suspend模式,此项为默认设置;Instant-Off表示不需要等待4秒,只要按下关机按钮立刻关机。


  待机、休眠是怎样工作的


  1.为什么需要待机、休眠


  尽管电脑硬件运行速度越来越快,但操作系统的体积也在不断膨胀,使得电脑开、关机时,启动、关闭的程序越来越多,花费时间也越来越漫长。因此如何让电脑能够快速启动、一开机就进入Windows,就成为用户关心的问题。


  于是,随着硬件和软件的升级,操作系统开始引入了高级电源管理,其作用就是在电脑闲置时关闭部分设备,将电脑进入等待休息状态,这样当需要重新使用电脑时,能够直接从等待休息状态尽快恢复到原先的工作状态,起到类似于快速启动的效果;同时,不用电脑时还能节省不少电能。

 

  2.把数据存到内存中——待机


  我们都知道,从硬盘读取数据的速度远低于从内存读取的速度。因此,电脑运行时首先是将硬盘中的数据提出并存到内存中,然后再由内存将数据发送到CPU中进行处理,接着处理后的数据将先返回内存,再写进硬盘。正在运行的数据几乎都保存在内存中。然而,进入待机状态也就是将当前数据保存在内存中,然后将硬盘关闭,也就是挂起到内存(Suspend to RAM,简称STR)。


  这时除硬盘外,其他设备还是处于加电等待状态(也就是说唤醒时无须重新加电,通俗地说就是原地待命),所以电源、CPU、显卡等设备的风扇还是处于工作中,键盘指示灯也是亮着的。我们可以通过按键盘任意键或动一下鼠标来唤醒电脑,这时硬盘就会重新加电并启动,然后和内存、CPU等设备交换数据,从而完成返回到原来工作状态的任务。

  

  3.将内存装进硬盘——休眠


  休眠,在广义上包括挂起到内存(STR,也就是待机)和挂起到硬盘(Suspend to Disk,简称STD)两种,而我们通常所指的休眠其实是STD。当电脑进入休眠状态时,电脑首先将内存中的状态复制到硬盘,然后关闭电源。此时电脑几乎和通常关机一样“安静”,你完全可以切断电源,因为保存到硬盘里面的数据不会由于断电而丢失!它和Ghost给系统做镜像的道理一样,不过与Ghost不同的是:Ghost保存并恢复的是整个系统信息,而休眠保存并恢复的是系统运行的信息。与待机相比,休眠是不能通过外部设备来唤醒的,它和正常开机一样启动电脑;不过和开机相比,休眠后启动电脑无需一个一个进程地来启动,只须要将硬盘中的内存镜像读取到内存中即可。


  由于内存中的资料就是电脑当前的“状态”,为保持这个状态不变(可理解为不能压缩),系统必须在硬盘中开辟一个和内存容量大小相等的空间以保证能装下整个内存的“当前状态”,而这个空间的名字就叫hiberfil.sys,它的体积一般为物理内存的大小(比如电脑的内存是256MB,这个文件的体积也将是256MB,如图1),和我们管虚拟内存叫做pagefile.sys道理是一样的。


  你知道吗?


  为什么Windows 98中不要启用休眠?


  原因有两个:①在刚推出Windows 98时,很多硬件对ACPI支持不是很好,所以Windows 98不能自动识别ACPI规范,不过可以在安装时用“Setup /PJ”命令来安装Windows 98,或升级Windows 98“高级电源管理”的驱动,让其支持ACPI。②由于Windows 98的内核对内存管理上的缺陷,很多时候Windows 98需要将电脑重启,清空内存后才能保证系统正常高效地运行。休眠正好是不清空内存信息而将其存储到硬盘里面,所以休眠对Windows 98系统而言,也就失去了原来的意义。相比之下,NT内核的系统在内存管理方面要优秀得多,可以连续使用很多天而无须重启,系统照样能高效运行。


  巧用待机、休眠,助你事半功倍

  

  实例1:一键待机,一键关机


  在控制面板中打开“电源选项”,切换到“高级”标签,将“在按下计算机电源按钮时”设置为“关机”,将“在按下计算机睡眠按钮时”设置为“待机”,这样按键盘上的“Power”键就是“关机”,按“Sleep”键就是“待机”,是不是方便了不少?

     

  如果你的键盘没有“Sleep”键,可以在桌面右击并选择“新建→快捷方式”,在弹出对话框的“请键入项目的位置”中输入 “rundll32.exe powrprof.dll,SetSuspendState”,完成后再给它设置一个快捷键组合,比如:Ctrl+F12。这个快捷方式的功能与“在按下计算机睡眠按钮时”的设置有很大关系,如果你将这里改为“休眠”,那么它就成了休眠的快捷方式了。


  实例2:让鼠标别来打搅爱机休息


  有不少朋友都碰上过由于鼠标太灵敏了,待机时,稍微震动一下电脑桌就唤醒了电脑,你可以依次打开“开始→运行”,输入 devmgmt.msc,打开设备管理器,然后定位到“鼠标和其他指针设备”,打开当前鼠标设备的属性,切换到“电源管理”,取消“允许这台设备使用计算机脱离待机状态”,这样鼠标就不会来打扰爱机的休息了。

  

  实例3:超快速关机法——待机+断电


  由于待机是将数据存储到内存后正常地将硬盘关闭,也就是不会损坏硬盘。如果这时断电,所有在内存中的数据将丢失。从另外一个角度看,断电造成内存数据丢失,也可看作将内存清空,而此前待机已经将硬盘关闭了。我们平时的正常关机不就是在不会损坏硬盘的情况下将其关闭,然后切断内存电源关机目的吗?从这个角度看,待机后断电就等同于安全关机。所以,当正常关机速度太慢,就可以考虑先待机,然后拔电源来到达安全关机目的。不过,在执行这项操作前,记得先保存未完成的工作,比如打开的文档,正在运行的程序等。


  小提示


  这种关机方法虽然快捷,但毕竟不是微软推荐的方法,属于一种有风险的强迫式关机方法,但由于它对硬盘没有影响,所以不会造成硬件损坏,特别适用于那些急于关机的用户。

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  ACPI共有六种状态,分别是S0到S5,它们代表的含义分别是:


  S0 -- 实际上这就是我们平常的工作状态,所有设备全开,功耗一般会超过80W;


  S1 -- 也称为POS(Power on Suspend),这时除了通过CPU时钟控制器将CPU关闭之外,其他的部件仍然正常工作,这时的功耗一般在30W以下;(其实有些CPU降温软件就是利用这种工作原理)S2 -- 这时CPU处于停止运作状态,总线时钟也被关闭,但其余的设备仍然运转;


  S3 -- 这就是我们熟悉的STR(Suspend to RAM),这时的功耗不超过10W;


  S4 -- 也称为STD(Suspend to Disk),这时系统主电源关闭,但是硬盘仍然带电并可以被唤醒;


  S5 -- 这种状态是最干脆的,就是连电源在内的所有设备全部关闭,功耗为0。


  我们最常用到的是S3状态,即Suspend to RAM(挂起到内存)状态,简称STR。顾名思义,STR就是把系统进入STR前的工作状态数据都存放到内存中去。在STR状态下,电源仍然继续为内存等最必要的设备供电,以确保数据不丢失,而其他设备均处于关闭状态,系统的耗电量极低。一旦我们按下Power按钮(主机电源开关),系统就被唤醒,马上从内存中读取数据并恢复到STR之前的工作状态。内存的读写速度极快,因此我们感到进入和离开STR状态所花费的时间不过是几秒钟而已;而S4状态,即STD(挂起到硬盘)与STR的原理是完全一样的,只不过数据是保存在硬盘中。由于硬盘的读写速度比内存要慢得多,因此用起来也就没有STR那么快了。STD的优点是只通过软件就能实现,比如Windows 2000就能在不支持STR的硬件上实现STD。 注意,FAT32格式的硬盘无法实现硬盘的挂起功能(STD),而FAT16格式是可以的。 此外,硬件对ACPI的支持是必需的。机箱电源提供5伏电压给主板的同时,必须使电流稳定在720毫安以上,才能够使电脑在短时间里从"睡眠"状态醒来。同时,像显卡等外设也必须完全支持ACPI和STR。


  一些常见问题


  1)如何判断系统处于S1还是S3模式? 答:在ACPI的S1休眠模式下,只有CPU停止工作,其他设备仍处于加电状态。在ACPI的S3模式(BIOS->电源管理->Suspend to RAM设为Enable,除内存外其他设备均处于断电状态。因此,判断系统是处于S1模式还是在S3模式最简单的办法是,仔细观察系统的情况:在S3状态,所有设备均停止工作,即使按光驱上的弹出钮也不能打开光驱门。在S1状态,光驱门是可以打开的。另外,S3模式下,系统完全是安静的,所有风扇也停了。此时系统不能从键盘唤醒。手工唤醒的方法只能是按前面板上的电源按钮。


  2)以 Setup /PJ 命令重装Win98系统后,如何取消ACPI模式? 答:Win98程序的帮助中并没有提供"PJ"参数。这是一个隐藏的参数。之所以将其隐藏,是因为Win98的STR功能并不成熟,甚至可以说还存在许多问题。Win98也没有提供卸载ACPI的功能。可以试着在主板BIOS中关闭STR功能,看能否解决问题。


  3)为实现STR功能,为什么关机后不能切断电源? 答:STR功能是在关机时,将系统的运行信息保存在内存中,下一次开机时,直接读取内存中的信息,并恢复到关机前的状态。它的优点是启动速度特别快,而且可以保留工作状态。其缺点就是,即使在关机后,也不能断开电脑电源。因为内存中的数据一旦切断电源就会丢失。


  4)在关闭Win2000时,会显示"现在可以安全关机"、而不自动关闭ATX电源,怎么办? 答:可用试试下面的办法:选择"设置/控制面板/电源选项/高级电源管理",如果机器支持高级电源管理,则选中"启用高级电源管理支持",然后在HKEY_LOCAL_MACHINE\\SOFTWARE\\Microsoft\\WindowsNT\\CurrentVersion\\Winlogon中置PowerdownAfterShutdown为1;如果机器不支持高级电源管理,则很不幸,只能在关闭系统时,显示"现在可以安全关机?"时手动切断电源了。


  5)不小心把"关闭Windows"对话框中的第一项"让电脑进入睡眠状态"给弄丢了,请问该如何恢复? 答:一般来讲,这类问题只要重装主板驱动程序,重新启动以后都应该能够解决问题,也可以将"控制面板/系统/设备管理器"中的"高级电源管理支持"删掉,然后重新启动机器,按照Win98系统的提示重新进行安装也可以解决问题。

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