Технология ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) — это попытка создать стандарт, который описывает все условия, при соблюдении которых персональный компьютер приобретает способность управлять собственным электропитанием почти в автоматическом режиме. Почему почти? Да потому что для корректной реализации любого действия электронике требуется специальная программа. В данном случае роль "специальной программы" играет встроенное программное обеспечение (BIOS) материнской платы, а также любых других устройств составляющих персональный компьютер. А любую программу пишет по-прежнему человек, пока.
Официально на сегодняшний день технологию ACPI поддерживают практически все современные устройства, но реальная ситуация немного менее оптимистична, в чем мы сейчас и разберемся.
Итак, благодаря специальным функциям BIOS мы можем разрешить или запретить включение компьютера при определенных условиях. Таким условием можно считать практически любой сигнал, который может означать активность пользователя — это, например, нажатие какой-нибудь клавиши на клавиатуре или компьютерной мыши или же сигнал, поступивший на вход модема или сетевой платы. Любой из вариантов в принципе должен вызвать включение питания компьютера. Благодаря чему такое становится возможным? Вот здесь мы и сталкиваемся с первым препятствием, из-за которого некоторые компьютеры не могут удовлетворять всем требованиям ACPI — это блок питания.
Во-первых, компьютер для полноценной поддержки технологии ACPI обязательно должен быть запитан от блока питания АТХ. Естественно, что и материнская плата на базе, которой собран компьютер, также должна соответствовать упомянутому форм-фактору. Применявшийся ранее форм-фактор AT не может удовлетворить даже самым скромным требованиям технологии ACPI, поэтому то мы и не будет заострять особого внимания на возможностях управления электропитанием ПК данного форм-фактора.
Как известно, форм-фактор АТХ даже когда компьютер выключен, предполагает, что на материнскую плату постоянно подается так называемое "дежурное напряжение" со значением +5В. Фактически персональный компьютер АТХ всегда находится во включенном состоянии, пока вы не отключили его от электросети или не отключили блок бесперебойного питания. Из этого "режима ожидания" его можно вывести как нажатием кнопки POWER, так и каким-нибудь иным способом, предусмотренным производителем материнской платы. Не секрет, что в момент старта практически все устройства потребляют максимальное количество энергии, особенно относится это к жестким дискам, приводам CD-ROM и другим подобным устройствам. Недостаточно мощный блок питания, скорее всего, сведет к нулю все возможности компьютера в автоматическом управлении электропитанием.
Первое и, скорее всего, самое главное условие бессбойной работы любой из функций ACPI — это мощный блок питания, который способен предоставить достаточно энергии для питания всех компонентов компьютера, как в момент их старта, так и в процессе их дальнейшей работы. В противном случае как минимум некоторые функции ACPI будут для вас недоступны, к тому же недостаточно мощный блок питания может привести к потере важных данных, имейте это в виду.
Смотрим дальше. Технология ACPI предполагает помимо возможности включения компьютера, его временный перевод в режим пониженного энергопотребления. Для чего это нужно? Благодаря этой функции предоставляется возможность не только сэкономить электроэнергию, но и, во-первых, уменьшить уровень шума, издаваемый компьютером в периоды, когда он не используется, но должен быть всегда наготове. Во-вторых, появляется уникальная возможность оставить компьютер включенным при постоянных сбоях электроэнергии. Представьте, что ваш компьютер питается в моменты отключения электроэнергии от источника бесперебойного питания. В те моменты, когда компьютер находится в одном из режимов энергосбережения, его потребление снижается до минимума, что позволяет значительно увеличить время работы аккумуляторов источника бесперебойного питания до их истощения, которые естественно должны выдерживать ток, потребляемый компьютером при его переходе в обычный режим работы.
Здесь мы сталкиваемся со второй серьезной проблемой. Перевод компьютера в один из режимов энергопотребления производится операционной системой при помощи, например, специального драйвера или выполняемой в данный момент программы пользователя. Следовательно, используемая операционная система просто обязана корректно поддерживать технологию ACPI и к тому же она должна быть совместима со встроенным программным обеспечением, как материнской платы, так и остальных устройств. Естественно, что используемый режим энергосбережения в обязательном порядке должны поддерживать все используемые устройства, по крайней мере, те из них, которые подключены к компьютеру постоянно, а это все внутренние компоненты — платы расширения, накопители и прочее. Некорректная работа даже такого на первый взгляд второстепенного устройства как привод CD-ROM может свести к нулю возможность использования функций энергосбережения.
Второе по важности условие бессбойной работы любой функции ACPI — совместимость используемого аппаратного и программного обеспечения. В противном случае как минимум некоторые функции ACPI будут для вас недоступны, что вполне можно устранить обновлением программного обеспечения либо заменой некоторых устройств на новые с полноценной поддержкой необходимых функций.
Немаловажным моментом в подборе конфигурации компьютера является поддержка тех или иных режимов энергосбережения или как было бы правильным их называть режимов энергопотребления. В спецификации ACPI описано множество состояний компьютера, но глобальный характер имеют только четыре из них:
- GO — нормальная работа компьютера;
- G1 — "легкий сон", основные компоненты ПК выключены, но все программы которые были открыты пользователем до перехода в это состояние по-прежнему активны, причем состояние операционной системы и всех активных программ полностью восстанавливается в том самом виде, в каком оно было до перехода компьютера в это состояние; G2 — "глубокий сон", при котором практически все компоненты ПК выключены, программы, в том числе и операционная система деактивированы, включение компьютера осуществляется относительно быстро, но значительно медленнее, чем из предыдущего режима, причем операционная система загружается вновь со всеми вытекающими последствиями;
- G3 — полное отключение системы.
Помимо этого на практике применяется еще ряд терминов, которые, кстати, все чаще используются при описании функций операционной системы. Это в первую очередь режимы энергосбережения от S1 до S5.
Первый режим SI позволяет сохранить наименьший процент электроэнергии, зато дает возможность осуществить наиболее быстрый переход в рабочее состояние. В состоянии S1 отключается генератор тактовой частоты центрального процессора, поэтому для бессбойной работы компьютера содержимое всех регистров и кэш-памяти следует предварительно сохранить в оперативной памяти или в файле на жестком диске.
Следующий режим — .S2 — с точки зрения операционной системы идентичен первому за небольшим исключением — от центрального процессора отключается напряжение питания, также останавливаются все тактовые генераторы, кроме тех, которые будут нужны для бессбойной работы оперативной памяти. Информация из центрального процессора может быть сохранена только в оперативной памяти, что предъявляет повышенные требования к стабильности ее работы.
Несколько большую степень экономии электроэнергии дает использование режима S3 или как его чаще всего называют Suspend-to-RAM. При переходе в этот режим питание отключается абсолютно от всех компонентов ПК, кроме подсистемы оперативной памяти, которая необходима для хранения текущего состояния системы. Данный режим предъявляет довольно серьезные требования к аппаратному обеспечению, что объясняется следующими его особенностями — при восстановлении питания нужно вновь инициализировать абсолютно все устройства, причем процесс этот происходит в режиме "горячего подключения". Если в системе имеется хотя бы одно устройство, не поддерживающее подобную функцию, ваш компьютер, скорее всего, не сможет успешно выйти из режима S3.
Более "глубокий сон" предполагает уже и отключение подсистемы оперативной памяти, причем текущее состояние системы по-прежнему записывается, но на диск, точнее жесткий диск, на котором операционная система обычно хранит временные файлы. Называется этот режим, как и предыдущий двояко — S4 или Suspend-to-Disk. Иногда этот режим еще называют Suspend-to-Hard Drive или S4-Hibernation.
Следующий режим, имя которому S5, сложно назвать состоянием, потому что при переходе в него ПК полностью отключается. Текущее состояние не отслеживается, поэтому переход компьютера в рабочий режим сопровождается инициализацией всего оборудования "с нуля", загрузкой операционной системы и т. п. Последний режим известен как "программное выключение" или Soft-Off.
Теперь об основных проблемах выхода из режимов энергосбережения (обратите свое внимание — именно режимов). В спецификации ACPI отсутствуют какие-либо конкретные рекомендации по дизайну аппаратного и программного обеспечения, там предоставлены всего лишь общие сведения, причем каждый производитель вправе решать самостоятельно, какие из функций внедрять в свой продукт. Это приводит к регулярному появлению на компьютерном рынке несовместимых устройств, которые не только ограничивают общее развитие системы ACPI, но и вносят немало проблем в практику модернизации компьютеров. Ведь после подключения нового устройства, с одной стороны расширяющего возможности ПК, возможно, придется отказаться от некоторых удобных и ранее используемых функций!
Немного ранее мы упоминали, что при переходе компьютера в рабочий режим все устройства фактически заново подключаются к материнской плате, только в режиме так называемого "горячего подключения", когда не происходит его инициализации, а используются ранее заданные значения наиболее критичных параметров. Для того чтобы такая система работала без сбоев, каждый из компонентов ПК просто обязан соответствовать стандарту Plug and Play, позволяющему задать правила, соблюдение которых упрощает идентификацию устройства.
Стоит сказать и о предшественнике технологии ACPI, который как ни странно поддерживается до сих пор, по крайней мере, так заявляют производители. Это технология АРМ (Advanced Power Management), главным недостатком которой было отсутствие достаточно тесного взаимодействия с операционной системой, что является на сегодняшний день основным преимуществом ACPI.