Ako je môj počítač schopný reštartovať sám?

Je to taká bežná aktivita miesta, že väčšina z nás sa pravdepodobne nikdy nezastavila, aby o tom dokonca premýšľala: automatický reštart. Bez ohľadu na to, či používateľ alebo aplikácia iniciovala, čo sa stane, keď váš počítač cykluje svoju vlastnú silu?

Dnešná relácia otázok a odpovedí sa k nám pridelí zdvorilosťou SuperUser - podskupiny Stack Exchange, zoskupenia webových stránok typu Q & A.

Otázka

Reader SuperUser Seth Carnegie sa pýta na správu napájania počítača:

Ako sa môže počítač sám reštartovať? Potom, ako to vypne, ako to povie, aby sa znovu vrátil? Aký druh softvéru môže urobiť?

Ako naozaj? Akú kombináciu softvérového / hardvérového kúzla to robí?

Odpoveď

Sprostredkovateľ služby SuperUser Jcrawfordor ponúka konsolidovanú aj podrobnú odpoveď na otázku, ktorá viac než adekvátne rieši otázku:

Príliš dlho, nečte to odpoveď: Stavy napájania vo vašom počítači sú riadené implementáciou rozhrania ACPI (pokročilá konfigurácia a napájacie rozhranie). Po ukončení procesu vypnutia váš operačný systém nastaví príkaz ACPI, ktorý indikuje, že počítač by sa mal reštartovať. Ako odpoveď, základná doska obnoví všetky komponenty pomocou príslušných resetovacích príkazov alebo riadkov a potom nasleduje proces bootstrap. Základná doska sa nikdy v skutočnosti nevypne, vynuluje iba rôzne komponenty a potom sa správa tak, ako keby sa práve stlačilo tlačidlo napájania.

Dlhý a drsný, ale (podľa môjho názoru) zaujímavejšia odpoveď:

Soft Power a ako to funguje

V starých dňoch (dobre, dobre, na študentku ako ja, v 90. rokoch minulého storočia) sme mali AT (Advanced Technology) základné dosky s Napájanie AT Riadenie. Systém AT bol veľmi, veľmi jednoduchý. Tlačidlo napájania na vašom počítači bolo hardvérovým prepínačom (pravdepodobne v zadnej časti puzdra) a váš vstup 120vac prešiel priamo cez ňu. Fyzicky zapnutie a vypnutie napájania a keď bol tento vypínač v polohe Vypnuté, všetko v počítači bolo úplne mŕtve (to spôsobilo, že batéria CMOS je veľmi dôležitá, pretože bez nej nebolo žiadne napájanie, ktoré by udržalo hardvér hodinky). Pretože hlavný vypínač bol fyzický mechanizmus, neexistoval žiadny softvérový spôsob, ako zapnúť a vypnúť napájanie. Systém Windows by ukázal slávnu správu "Teraz je bezpečné vypnúť počítač", pretože hoci bolo všetko zaparkované a pripravené na vypnutie, nebolo možné, aby operačný systém skutočne prepínal vypínač. Táto konfigurácia bola niekedy označovaná ako ťažký výkon, pretože to je všetko hardvér.

V súčasnosti sa veci líšia, pretože zázraky dosiek a dosiek ATX Výkon ATX (to je Pokročilá technológia eXtended, ak sledujete). Spolu s mnohými ďalšími pokrokmi (mini-DIN PS / 2, niekto?) Priniesol ATX mäkké napájanie. Mäkké napájanie znamená, že napájanie počítača môže byť ovládané softvérom. Toto prinieslo niekoľko importových zmien:

• Pohotovostný režim: možno ste videli konektor "5v SB" alebo "5v pohotovostný režim" označený v napájačoch napájania. záložný napájací zdroj je 5-ti riadok na vašej základnej doske, ktorý je vždy zapnutý, aj keď je počítač vypnutý. Z tohto dôvodu je dôležité pri servise moderných počítačov odpojiť alebo vypnúť hardvérový vypínač (ak je k dispozícii), pretože aj keď je vypnutý, môžete potenciálne skrátiť 5v SB a poškodiť základnú dosku. To je dôvod, prečo už batérie CMOS nie sú naozaj také dôležité - 5V SB sa používa na výmenu batérie CMOS vždy, keď je napájanie napájané zo siete, takže sa batéria CMOS používa iba pri úplnom odpojení počítača. Riadok 5v SB dôrazne umožňuje súčasti vášho počítača (najdôležitejšie BIOS a sieťové adaptéry) pokračovať v používaní nejakého jednoduchého softvéru, aj keď je počítač vypnutý.
• Inteligentné riadenie napájania. Ak sa pozriete na konektor konektora napájania (P1) vášho napájacieho napätia, všimnete si dva kolíky, ktoré sú typicky označené PS_ON a PS_RDY. Tie predstavujú "napájanie zapnuté" a "pripravené napájanie". Ak chcete experimentovať, odpojte napájanie nie do počítača, zapojte ho a opatrne skratujte pozemnú linku (jeden z čiernych vodičov) na riadok PS_ON (zelený vodič). Napájanie sa viditeľne zapne, keď sa ventilátor otočí. Komponenty základnej dosky vychádzajúce z + 5V SB skutočne zapínajú a vypínajú napájanie pripojením napájania na pin PS_ON. Vzhľadom na to, že v napájacom zdroji sú niektoré kondenzátory a iné komponenty, ktoré sa na chvíľu nabíjajú, napätie z hlavných výstupov napájacieho zdroja nemusí byť stabilné ihneď po zapnutí jednotky napájania. To je to, na čom je pin PS_RDY, sa zapína, keď vnútorná logika napájania určuje, že napájanie je "pripravené" a poskytne stabilný výkon. Základná doska čaká, kým bude PS_RDY pokračovať v zavádzaní.

Takže váš vypínač napájania už "nezapína" počítač. Namiesto toho je pripojený k základným riadiacim prvkom vašej základnej dosky, ktoré zistia, že tlačidlo bolo stlačené a vykonali niekoľko krokov na pripravenie systému vrátane zapnutia PS_ON, aby bola k dispozícii napájanie. Tlačidlo napájania nie je jediný spôsob spustenia procesu spustenia, ale aj zariadenia na rozšírenej zbernici môžu tak urobiť. Je to dôležité, pretože sieťové adaptéry siete Ethernet skutočne zostanú zapnuté, keď je počítač vypnutý a hľadajú veľmi špecifický paket, ktorý sa často nazýva "Magic paket". Ak zistí, že tento paket adresovaný ich MAC adresy, spustí proces spustenia , Tak funguje funkcia Wake-on-LAN (WoL). Hodiny môžu tiež spustiť boot (väčšina systémov BIOS vám umožňuje nastaviť čas, kedy by sa počítač musel zavádzať každý deň) a zariadenia USB a FireWire môžu spúšťať boot, aj keď si nie som vedomý žiadnej implementácie tohto.

Pochopenie ovládania napájania

No, vysvetľujem vec Soft Power aj preto, že si myslím, že je to zaujímavé (vždy kľúčovým dôvodom, že vysvetľujem veci) a preto, že vám umožňuje pochopiť, ako sú výkon a stav spustenia / vypnutia počítača ovládané softvérom. Vo väčšine súčasných počítačov je tento softvérový systém implementáciou Rozšírené rozhranie konfigurácie a napájania alebo rozhranie ACPI. ACPI je štandardizovaný, jednotný systém umožňujúci softvér na ovládanie napájacieho systému vášho počítača. Možno ste o tom počuli Napájacie stavy ACPI. Základným mechanizmom riadenia výkonu sú tieto "stavy napájania", váš operačný systém prepína režimy napájania tým, že sa pripravuje na prepnutie (procesy vypínania / spánku, ktoré sa vyskytujú pred vypnutím napájania) a potom povoľujú základnej doske prepínať napájacie stavy , Stavy napájania vyzerajú takto:

• G0: Práca (stav vášho počítača je zapnutý)
• G1: Spánok (pohotovostné stavy počítača, rozdelené na podstata S)
  • S1: napájanie na procesor a pamäť RAM zostáva zapnuté, CPU však nevykonáva pokyny. Periférne zariadenia sú vypnuté.
  • S2: Vypnutý CPU, zachovaná pamäť RAM
  • S3: Všetky komponenty vypnuté s výnimkou pamäte RAM a zariadení, ktoré spustia obnovenie (klávesnica). Keď poviete operačnému systému "Spánok", zastaví procesy a potom vstúpi do tohto režimu.
  • S4: Hibernácia. Absolútne všetko je vypnuté. Keď poviete operačnému systému, že sa spánku spustí, zastaví procesy, uloží obsah pamäte RAM na disk a potom vstúpi do tohto režimu.
• G2: Mäkké vypnutie. je to stav vášho počítača "vypnutý". Napájanie je vypnuté až na všetko okrem zariadení, ktoré môžu spúšťať boot.
• G3: Mechanické vypnutie.

Ako sa skutočne obnoví

Všimnete si, že reštart nie je jeden z týchto stavov. Takže čo sa vlastne stane, keď sa váš počítač pri reštartovaní? Odpoveď môže byť prekvapujúca, pretože z pohľadu správy energie je to takmer nič. Tam je príkaz obnovenia ACPI. Keď poviete svojmu operačnemu systému reštart, nasleduje jeho bežný proces vypínania (zastaví všetky vaše procesy, vykoná trochu údržby, odpojí vaše systémy súborov atď.) A potom ako posledný krok namiesto toho, aby stroj poslal do stavu napájania G2 (ako keby ste to jednoducho povedali vypnúť) nastaví príkaz Reset. Toto sa všeobecne označuje ako "Reset register", pretože podobne ako väčšina rozhrania ACPI je to len adresa, na ktorú by mala byť zapísaná špecifická hodnota, aby bolo možné požiadať o reset. Budem citovať špecifikáciu 2.0 na tom, čo robí:

Voliteľný mechanizmus resetovania ACPI špecifikuje štandardný mechanizmus, ktorý poskytuje úplný systémový reset. Po implementácii musí tento mechanizmus vynulovať celý systém. To zahŕňa procesory, jadrovú logiku, všetky autobusy a všetky periférne zariadenia. Z pohľadu OSPM je uplatnenie resetovacieho mechanizmu logickým ekvivalentom výkonu motocykla na stroji. Po získaní kontroly po resete bude OSPM vykonávať akcie rovnakým spôsobom ako pri studenej topánke.

Takže, keď je nastavený resetovací register, niekoľko vecí sa deje v poradí.

• Všetka logika sa resetuje. To znamená, že príslušné resetovacie príkazy sa zasielajú rôznym bitom hardvéru vrátane CPU, pamäťového radiča, periférnych ovládačov atď. Vo väčšine prípadov to jednoducho znamená osvetlenie fyzického drôtu RST, ako sa ukázalo vyššie v AndrejaKo.
• Počítač je potom zavádzaný. Toto je "vykonanie akcií podobným spôsobom na studenú topánku". Základná doska vykonáva rovnaké kroky, ako keby sa napájanie práve stalo pripravené po stlačení tlačidla napájania.

Konečný efekt týchto dvoch krokov (ktorý sa v skutočnosti rozpadá na oveľa viac krokov) spočíva v tom, že sa všetko podobá počítaču, ktorý bol práve spustený, ale moc bola v skutočnosti celá doba. Znamená to menej času potrebného na vypnutie a spustenie (pretože nemusíte čakať na pripravenosť napájacieho zdroja) a dôležité je, aby bootovanie bolo iniciované vypnutím operačného systému. To znamená, že iný spúšťací spúšť nemusí byť použitý (WoL atď.) A umožňuje reštartovať ako efektívny spôsob vzdialeného vynulovania systému, keď nemáte spôsob spustenia bootovania.

To bola dlhá odpoveď. Ale hej, dúfajme, že viete viac o správe napájania počítača. Určite som sa naučil niektoré veci skúmať to.