Usb standby power at s4 s5 что это

Обновлено: 03.07.2024

ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) – это стандарт (спецификация), определяющий способы программного управления электропитанием компонентов компьютера с помощью встроенных средств ОС (операционной системы). Другими словами данная технология предназначена для управления состоянием персонального компьютера и энергопотреблением его компонентов.

Кроме управления электропитанием данный стандарт позволяет выполнять конфигурацию устройств Plug and Play.

Управление электропитанием и конфигурирование устройств Plug and Play осуществляется на уровне операционной системы (предшественник спецификации ACPI стандарт АРМ реализован на уровне BIOS), то есть ОС практически полностью управляет энергопотреблением и конфигурированием устройств ПК.

Спецификация ACPI требует поддержки со стороны, как материнской платы, так и подключаемых устройств.

Для технологии ACPI определяют несколько состояний и подсостояний системы (компьютера): глобальные состояния системы, состояния ЦП (центрального процессора) и состояния устройств.

Глобальных состояний системы различают четыре:

G0 (S0) – нормальное функционирование системы;

G1 (S1, S2, S3, S4) – режимы уменьшенного энергопотребления, о которых мы поговорим чуть ниже.

G2 (S5) – программное выключение. В данном состоянии компьютер выключен, но блок питания находится под напряжением.

G3 – состояние в котором питание полностью отключено от блока питания (БП).

Режимы уменьшенного энергопотребления (S1, S2, S3, S4):

S1 (Power On Suspend, POS, Doze) – режим энергосбережения, при котором отключается монитор, винчестер, но на центральный процессор и ОЗУ (модули оперативной памяти) питание подается, снижается частота системной шины. Процессорные кэши сброшены, процессоры не выполняют инструкции, отключен генератор тактовой частоты ЦП.

S2 (Standby, Standby Mode) – режим уменьшенного энергопотребления. При данном режиме происходит отключение монитора, винчестера. От ЦП отключается напряжение питания. Останавливаются все тактовые генераторы (продолжают работать только те тактовые генераторы, которые необходимы для работы оперативной памяти). Питание подается только на системную память (в ней хранится информация о состоянии системы).

S3 (Suspend to RAM, STR, Suspend) – ждущий режим. При данном режиме энергосбережения питание подается только на оперативную память (в ней хранится информация о состоянии системы). Все другие компоненты ПК отключены.

S4 (Suspend to Disk, STD, Suspend to Hard Drive, S4-Hibernation) – глубокий сон. При данном режиме энергосбережения текущее состояние системы записывается на винчестер, после чего следует отключение питание всех компонентов ПК.

Для стандарта ACPI определяют несколько состояний процессора:

C0 – процессор работает в номинальном режиме.

C1 (Halt) – состояние уменьшенного энергопотребления. Работа процессора приостановлена, но он может незамедлительно вернуться в рабочее состояние.

C2 (Stop-Clock) – работа процессора приостановлена. Но регистры и кэш остаются в рабочем состоянии. Процессор может немедленно приступить к обработке заданий.

C3 (Sleep) – режим сна. Процессор в спящем режиме не обновляет кэш.

Для технологии ACPI также определяют четыре состояния устройств:

D0 – устройство работает в номинальном режиме.

D1 – режим уменьшенного энергопотребления (устройство использует меньше энергии чем состояние D0).

D2 – режим уменьшенного энергопотребления (устройство использует меньше энергии чем состояние D1).

D3 – устройство выключено.

Интерфейс автоматического управления конфигурацией и питанием (ACPI) - это промышленный стандарт, который определяет функции управления питанием и другие сведения о конфигурации компьютера. Некоторые предыдущие версии BIOS не поддерживают интерфейс ACPI, поэтому компьютеры не могут успешно переходить в дополнительные режимы питания, например в ждущий или спящий режим.

Интерфейс автоматического управления конфигурацией и питанием (ACPI) пришел на смену уже устаревшего АРМ (Advanced Power Management).

В соответствии со стандартом ACPI выделяют следующие режимы энергосбережения, в которых может находится ПК:

S 0 ( Normal ) – рабочее состояние ПК;

S 1 ( Power On Suspend или POS или Doze ) – режим энергосбережения, в котором отключается монитор, винчестер, но на ЦП (процессор) и ОЗУ (оперативная память) питание подается, частота системной шины снижается до 33 МГц;

S 2 ( Standby ) – режим энергосбережения, в котором отключается монитор, винчестер, а также питание ЦП (процессор);

S 3 ( Suspend to RAM или STR или Suspend ) – при данном режиме энергосбережения питание подается только на оперативную память. Все другие компоненты ПК отключены;

S 4 ( Suspend to Disk или ST D ) – при данном режиме энергосбережения текущее состояние системы записывается на винчестер, после чего следует отключение питание всех компонентов ПК;

Даная опция включает поддержку расширенного контроллера прерываний (APIC) со стороны ACPI (позволяет использовать 24 прерывания вместо стандартных 16)

С помощью данной опции можно включить/отключить поддержку ACPI со стороны операционной системы.

Данная опция может встретиться также под следующими названиями:

Даная опция позволяет включить поддержку ACPI 2.0 ( ACPI 2.0 – совершенствованный интерфейс конфигурации и управления питанием. С его помощью можно переводить в спящий режим практически все современные устройства, подключенные к компьютеру).

Disabled (или No , или ACPI v 1.0) – отключить поддержку ACPI 2.0;

Enabled (или Yes , или ACPI v 2.0) – включить.

С помощью данной опции можно включить/отключить поддержку ACPI.

Данная опция может встретиться также под следующими названиями:

ACPI I / O Device Mode

С помощью данной опции можно включить/отключить поддержку ACPI со стороны подключаемых периферийных устройств.

Использование в качестве основного режима энергосбережения режим S 1 ( Power On Suspend ) при переходе в спящий режим .

С помощью данной опции можно установить режим засыпания персонального компьютера.

S 1 (или POS , или S1 State) – выбор режима S 1;

S 3 (или STR , или S3 State) – выбор режима S 3;

S 1& S 3 (или Auto ) – поддержка одновременно режимов S 1 и S 3.

Большинство людей при окончании работы с настольным компьютером или ноутбуком выключают его («завершение работы» в Windows). Некоторые держат компьютер всегда включённым. Ну и оставшееся меньшинство пользуются режимами энергосбережения.

На данное исследование меня подвигло желание узнать энергопотребление компьютера в режимах сна и гибернации, а также участившиеся в последнее время реплики владельцев твердотельных накопителей, о том как быстро загружается их компьютер и программы по сравнению с компьютером с жёстким диском. Но обо всем по порядку.

На ebay мною был приобретён бытовой амперметр WANF (производство Китай) стоимостью $20. Как таковой потребляемый ток этот амперметр на экран не выводит, а показывает напряжение в сети и потребляемую мощность. Цель данного прибора – показать энергопотребление включённой в него техники.

Процессор: QuadCore Intel Core i5-2400, 3200 MHz (штатная частота)
Системная плата: Intel Cougar Point H67, Sandy Bridge (ASRock H67M-GE )
Системная память: 16Гб DDR3-1333 (4x4Гб)
3D-акселератор: AMD Radeon HD 6870 (штатные частоты)
Монитор 1: Asus VW266H [26" LCD] 1920х1200
Монитор 2: BenQ FP93GX [19" LCD] 1280х1024
Блок питания: 600 Вт (FSP FX600-GLN)
3 жёстких диска + 1 привод DVD
Windows 7 x64

Перейдём к собственно замерам энергопотребления. Рассмотрим различные режимы ACPI

Состояние S3 (Сон) – 3,5 Вт.

В данном состоянии питание подаётся на материнскую плату и ОЗУ. Процессор, видеокарта и прочая периферия отключаются. Выход компьютера из режима сна в рабочий режим практически мгновенный и вы получаете рабочий стол со всеми запущенными программами в том состоянии, в котором они пребывали перед переходом в сон. Содержимое ОЗУ полностью сохраняется, включая кэшированные данные (Prefetch и Superfetch)
Режим сна очень удобен для повседневного использования на десктопе. С утра включаете компьютер – и, вуаля, сразу можно работать. SSD или HDD диск – значения не имеет, компьютер включается мгновенно. Так как в ОЗУ сохраняются кэшированные данные, то повторный запуск приложений очень быстрый относительно холодного старта компьютера, что опять же нивелирует разницу в скорости между SSD и HDD.
Энергопотребление настолько мало, что повседневное использование этого режима обойдётся всего в 10 лишних рублей в месяц за электричество. Wi-Fi роутер, VoIP адаптер и телевизор в режиме ожидания потребляют больше, по 4-5 Вт каждый.

Состояния S4/S5 (Гибернация/Выключен) – 1,7 Вт или 0 Вт в зависимости от настроек BIOS.

Режимы S4 и S5 по энергопотреблению аналогичны. По умолчанию питание подаётся только на материнскую плату, а ОЗУ, процессор и остальная периферия отключены. Однако в настройках BIOS можно включить глубокий (Deep) S4/S5. В этом случае материнская плата также отключается и компьютер ничего не потребляет. Недостатком этого варианта является то, что компьютер можно будет включить только кнопкой питания, в то время как в первом случае он может включиться по событию RTC alаrm (например по таймеру задачи Планировщика заданий Windows), Wake-on-LAN, нажатию кнопки на клавиатуре или мыши и т.д.

Подробнее о самих режимах. S4 – Гибернация (спячка) – режим, в котором содержимое ОЗУ перед выключением компьютера сбрасывается на диск (постоянную память). При включении компьютера содержимое ОЗУ восстанавливается из дампа на диске, и мы получаем компьютер в том же состоянии, что и до перехода в гибернацию. В этом плане гибернация аналогична режиму сна, но готовность к работе происходит не мгновенно, а примерно за 30 секунд (при использовании жёсткого диска в качестве системного)
Кроме того в дампе не сохраняются кэшированные данные из ОЗУ, поэтому запуск приложений после возвращения из гибернации медленный как после холодного старта. Для десктопа данный режим не имеет преимуществ по сравнению со сном и больше предназначен для ноутбуков.

Состояние S5 – обычное выключение. Дополнительно рассказывать здесь нечего.

Для сравнения приведу потребление компьютера в рабочем режиме (состояние S0).

Потребление в простое – 95 Вт. Первый монитор подключён к дискретной видеокарте Radeon, второй монитор подключён к видеокарте, интегрированной в процессор. Если мы подключим оба монитора к дискретной видеокарте, то потребление возрастает на 30 Вт и составляет 125 Вт. Таким образом, второй монитор лучше подключать к материнской плате. Помимо экономии электроэнергии мы сможем использовать технологию Intel Quick Sync, которая значительно ускоряет (больше чем дискретные видеокарты) конвертацию видео в H.264. Если хотя бы один монитор не будет подключён к интегрированному видео, то Quick Sync будет недоступен.

Для зарядки мобильных гаджетов посредством USB можно использовать ноутбук или персональный компьютер. Однако не многие пользователи знают, что заряжать устройства можно даже с выключенным ПК, если он все еще подсоединен к розетке. Ведь блок питания имеет дежурную линию +5 вольт, способную питать USB-порты на материнской плате.

Для начала следует убедиться, что подобная функция поддерживается вашей материнской платой. В первую очередь изучите описание на официальном сайте разработчиков.

На материнских платах от Gigabyte стоит искать функцию ON/OFF Charge. В продуктах от MSI эта возможность называется Super Charger или i-Charger. Главное условие — функция должна работать не только в состояниях S3 и S4 (режимы экономии энергии), но и в S5 (выключенный компьютер). обратите внимание, что поддержку зарядки при выключенном компьютере могут иметь только определенные USB порты.

В мануале, который поставляется вместе с материнской платой, нужно поискать строку charge function under S3, S4, S5 mode или аналогичную.

Если никакую информацию не удалось найти, обратитесь к официальным представителям бренда с вопросом относительно возможности зарядки USB устройств при выключенном ПК.

Перемычка на материнской плате

Для активации подачи питания на USB-порты на некоторых моделях плат будет достаточно переместить в другое положение небольшую перемычку. На материнке необходимо найти коннекторы, которые обозначаются как USBPW1-4 или USBPW5-10. По цифрам вы можете понять, за какие конкретно порты USB отвечает данный блок выводов.

С завода перемычка стоит в положении 1–2, что говорит о значении 5V. Вам необходимо переместить ее в положение 2–3, чтобы перевести материнскую плату в режим 5V SB (Stand By). В этом случае будут использоваться дежурные 5 вольт с блока питания.

Функция актуальна для включения питания компьютера с клавиатуры, от модема или по сигналу сетевой карты, а также подает на USB напряжение, даже когда компьютер выключен.

Изменение параметров BIOS

Если перемещение перемычки не дало результата или на вашей материнской плате она отсутствует, то необходимо заглянуть в настройки BIOS.

Зайти в данное системное меню можно при включении компьютера до загрузки самой операционной системы. Для этого следует постоянно нажимать клавишу F2 или Del. Именно они в большинстве компьютеров отвечают за переход в BIOS. В ноутбуках Asus может использоваться кнопка F9, а в продукции от Acer и Lenovo понадобится нажимать F1 или F2 в зависимости от модели.

AMI, AWARD BIOS

В старых компьютерах и ноутбуках стоят именно эти версии системного меню. Большинство пунктов и разделов у AMI и AWARD совпадают, поэтому рассмотрим их в одном блоке. Как только вы зашли в главное меню BIOS, выполните следующие действия:

1. С помощью клавиш на клавиатуре перейдите в раздел Integrated Peripherals.

2. Пункты USB Controller и USB Device Legacy Support должны находиться в состоянии Enabled (Включено).

3. Выйдите в основное меню с помощью клавиши Escape. Зайдите в раздел Power Management Setup.

4. Убедитесь, что пункт ACPI Functions находится в состоянии Enabled. Зайдите в подраздел Wake Up Event.

5. Необходимо включить пункт Resume From S3 by USB Device, установив состояние Enabled.

6. Остается только сохранить изменения по F10 и перезагрузить компьютер.

В зависимости от конкретной версии пункты меню могут отличаться в названии. Если материнская плата поддерживает ErP/EuP, то обязательно отключите этот режим, иначе питание на USB-порты подаваться не будет.

ErP включает повышенную экономию энергии, из-за чего напряжение не подается на USB-порты и большинство других составляющих материнской платы.

При активации ErP компьютер будет потреблять не более 1 Вт

UEFI Bios

Новейшие «материнки» уже имеют продвинутую версию BIOS с массой дополнительных настроек и более интерактивным меню. Чтобы активировать питание на USB-порты при выключенном компьютере, вам необходимо выполнить следующие действия:

1. Рекомендуется включить английский язык в UEFI BIOS, поскольку перевод на русский в некоторых пунктах может быть выполнен некорректно. Для этого перейдите в Advanced Mode (F7) и выберите в меню System Language английский язык.

2. Затем на вкладке Advanced зайдите в блок настроек Onboard Devices Configuration.

3. Найдите среди пунктов строку USB Battery Charging Support или Charging USB Devices in State S5. Необходимо перевести параметр в значение Enable. Конкретно для этой материнской платы зарядка будет доступна только через USB 3.1. Остается только сохранить изменения.

«Важно. Не забудьте выключить функцию ErP Ready. Она находится в разделе APM Configuration».

На материнских платах фирмы MSI следует перейти в раздел Advanced главного меню. Далее выбирается пункт Wake Up Event Setup.

Остается только перевести параметр Resume from S3-S5 by USB Device в состояние Enabled (Включено).

После этих манипуляций в BIOS вы можете попробовать зарядить мобильный телефон или планшет от USB при выключенном ПК. Обратите внимание, что подключать гаджет нужно к портам непосредственно на материнской плате.

В данной статье пойдет речь о вопросе управления энергопотреблением в современных компьютерах, выражаясь в специфической терминологии — Power Managment. Нет-нет, не закрывайте окно браузера, считая, что вас это не касается, поскольку вы не являетесь владельцем ноутбука и не состоите в партии зеленых. Речь пойдет о гораздо более интересных вещах: совместной инициативе Intel, Microsoft и Toshiba — ACPI, и одном из наиболее интересных ее практических воплощений в Windows98/NT — технологии OnNow, должной обеспечить "постоянно доступный PC".

Итак, что же собственно это такое — ACPI? Для начала, наверное, стоит расшифровать эту аббревиатуру. ACPI, в переводе на человеческий язык, означает Advanced Configuration and Power Interface. Или, говоря по-русски, "интерфейс расширенного конфигурирования и управления питанием". Его задача — обеспечить взаимодействие между операционной системой, аппаратным обеспечением и BIOS системной платы.

Посмотрим сначала, что творится в этой области сегодня. Большинство материнских плат, даже вышедших на базе таких относительно новых чипсетов как VIA Apollo MVP3 или Intel 440BX, не поддерживают расширенное управление энергопотреблением ACPI, несмотря на то, что по идее, ACPI-совместимым считается еще аж 430TX, а сам ACPI был анонсирован в апреле 1996 года. Его использование начинается только сегодня, по мере того, как для вышедших недавно материнских плат создаются новые версии BIOS, частично поддерживающие ACPI.

Совместная работа компонентов системы отсутствует, как таковая: диски начинают раскручиваться, когда это совершенно ненужно, экран гаснет во время работы, поскольку текстовый редактор забыл отметиться у операционной системы, и т.д.
BIOS системной платы, операционная система и приложения бьются друг с другом за контроль над аппаратным обеспечением компьютера. Но любое внешнее относительно материнской платы оборудование не участвует в процессе управления энергопотреблением — когда вы добавите в систему встроенный модем, сможет ли он как-то при установке высказать BIOS свои пожелания? И куда его пошлет BIOS?
Имеющееся управление энергопотреблением в основном ограничено материнской платой и отличается крайней тупостью. Ну, например, Windows98 скидывает на винт своп-файл. Даже идиоту должно быть ясно, что винт в этот момент активен, этот факт можно даже не проверять. А BIOS системной платы все равно проверяет.
Необходимость выключать или перезагружать компьютер при добавлении новых устройств. Кое-где уже наметился прогресс (USB, например), но все равно, до полной горячей замены еще далеко.
Ну и, наконец, приложения не заботятся об экономии потребляемой компьютером энергии, да и работают не ахти. Выдерните из включенного компьютера видеокарту — наверняка ведь Word зависнет. ;-)

Итак, повторюсь, основная задача ACPI — способность разумно включать и выключать PC и подключенную к нему периферию. Причем, помимо принтеров, сетевых карт, дисководов CD-ROM и прочая и прочая, могут быть и такие, пока еще экзотические устройства, как телевизор, видеомагнитофон, музыкальный центр. И конечно речь идет об умной активации PC. Так, чтобы видеоплеер при установке в него кассеты смог разбудить PC, который включил бы телевизор.

Однако на данный момент ACPI может интересовать среднего пользователя только как теоретическая архитектура. Куда интереснее основанная на нем технология OnNow, уже сегодня могущая предоставить кое-какие вполне осязаемые приятности. Ее цели: убрать задержки при включении и выключении компьютера, позволить обслуживающим приложениям, таким как дефрагментация диска или проверка на вирусы выполняться в то время, когда компьютер выключен, и вообще, улучшить общую картину энергопотребления PC.

G0 — обычное, рабочее состояние
G1 — suspend, спящий режим
G2 — soft-off, режим, когда питание отключено, но блок питания находится под напряжением, и машина готова включиться в любой момент
G3 — mechanical off — питание отключено напрочь

S1: (standby 1) останавливаются тактовые генераторы CPU и всей системы, но при этом состояние памяти остается неизменным. Выход из S1 осуществляется мгновенно.
S2: (standby 2) также останавливаются тактовые генераторы CPU и всей системы, но к тому же отключается питание кэша и CPU, а данные, хранившиеся там, сбрасываются в основную память. Включение также происходит достаточно быстро.
S3: (suspend-to-memory) по замыслу, именно этот режим должен был быть OnNow, но по воле разработчиков пока так не получилось. Должны обесточиваться все компоненты системы, кроме памяти, в которой сохраняются необходимые данные о состоянии CPU и кэша. Включение с восстановлением предыдущего состояния PC действительно происходит Now, то есть практически сразу.
S4: (suspend-to-disk) то, что реализовано в каком-то виде сейчас. Все компоненты системы обесточиваются, а данные о состоянии процессора и содержимое кэша и памяти записываются в специально отведенное место на жестком диске. При этом пробуждение может занимать значительное время.

Режим S3 (настоящий OnNow) не может быть реализован из-за того, что существующие системные платы не имеют схем разделенного питания компонентов. Поэтому, до выхода следующего поколения материнок OnNow в полном объеме реализован быть не может. Пока же, путем модификации BIOS, можно добиться только некой эмуляции — S4.

Первой же материнской платой, которая будет иметь раздельные схемы питания для своих узлов и будет, таким образом, поддерживать режим S3 станет ASUS P2B-E — модификация давно известной системной платы P2B от Asustek. Кроме возможности suspend-to-memory, кстати, P2B-E будет иметь 5 слотов PCI. В серийное производство эта плата будет запущена в ноябре текущего года.

Но вернемся к нашим баранам. Спецификацию OnNow разрабатывала небезызвестная вам фирма Microsoft. Угадайте с трех попыток, кто по этой спецификации должен стать управляющим центром компьютера по всем этим вопросам? Первые два ответа можно не считать, правильно — Windows.

Автоматическое скачивание файлов из Internet и выполнение системных задач. Так, Internet'овское приложение может быть настроено для того, чтобы в 3 ночи включить компьютер, просмотреть несколько сайтов, и скачать вновь появившиеся файлы. Естественно, если оно поддерживает API OnNow. То же самое относится к таким программам, как антивирусы, резервное копирование, Scandisk, наконец.
Сохранение сетевых соединений. Так, при выключении компьютера, или даже при его "засыпании", сетевое соединение рвется, файлы закрываются и т.д. При возникновении подобной ситуации, приложение, написанное с учетом OnNow, автоматом выполнит автосохранение используемых файлов на локальном диске и после включения компьютера и восстановления соединения, без криков позволит пользователю продолжить работу.
Обработка специфических событий. Так, факс-модем способен находиться в состоянии приема 24 часа в сутки, независимо от того, включен компьютер или нет. Если он выключен, при входящем звонке модем его включит и запустит нужную программу.

В общем, я полагаю, тенденцию вы уловили. Компьютер, постоянно находящийся наготове.

Обидно, однако, что пока с практическим использованием ACPI очень дела обстоят неважно. Возьмем самое яркое видимое и единственное на данный момент проявление ACPI в Windows 98 — Hibernate (по-русски — зимняя спячка). Проще говоря, это то самое хваленое сбрасывание данных из оперативной и видеопамяти на винт, с последующим быстрым восстановлением при включении компьютера. Таким образом, у нас получается аналог спящего режима, когда к вашим услугам предоставлены всегда запущенные приложения, но с нулевым потреблением энергии. Так вот, после появления в вашем компьютере версии BIOS, поддерживающей ACPI и некоторых манипуляций с установкой Windows 98, у вас действительно в Control Panel/Power Management появится пара вожделенных пунктов:

И соответствующий пункт в закладке Advanced:

Я уже не говорю о не так хорошо заметных проявлениях в списке системных устройств:

Как вам нравятся такие устройства, как ACPI System Button или Composite Power Source?

Однако, небольшое но. Ох уж это но, всегда оно появляется. Как обычно, новая технология отказывается работать в Windows сразу и без ошибок. Эта печальная практика затронула и OnNow. В Windows 98 фактически он не работает. До выхода Service Pack 1 все ограничится этими красивыми, но, к сожалению, бесполезными картинками. Сегодня в Windows'98 не работают ни Hibernate, ни вообще, какие либо функции управления питанием через ACPI. Весь контроль над ними берет на себя APM. Взять тот же Composite Power Source (по-русски говоря, — блок питания в корпусе): при входе в спящий режим через ACPI он должен выключаться, а при входе через APM (сегодня) — не выключается. Улавливаете разницу в уровне контроля над железом?

Итог: любимый город может спать спокойно. По крайней мере, до 99 года, когда выйдет SP1 для Windows 98, а комплектующие и программы научатся работать в паре с ACPI.

Возможно, однако, что OnNow будет все же работать через BIOS, в обход операционной системы. Например, плате ASUS P2B-E не будет требоваться команда Windows 98 для перехода в S3 (suspend-to-memory), а уже давно вышедшая плата Aopen AX-6BC умеет делать S4 (suspend-to-disk) не пользуясь средствами операционной системы.

Читайте также: