Acpi это: ACPI система управления питанием, что такое ACPI

Содержание

ACPI система управления питанием, что такое ACPI

Многим из вас знакомо слово ACPI. Кто-то видел его в статьях про NT-системы, кто-то в Диспетчере устройств, а кто-то еще где-нибудь. Однако далеко не все хорошо знают, что это такое. Обычное определение вроде «ACPI — это менеджер питания» слишком поверхностно отражает суть этой системной архитектуры. Между прочим, с приходом ACPI в индустрию канули в лету «разборки» между BIOS’ом и операционкой, появился спящий режим и еще куча полезных функций, о которых раньше можно было только мечтать. Конечно, на полноту изложения данный материал не претендует, но ответ на вопрос, вынесенный в заголовок, дает. Итак, что же такое ACPI?

История

Промышленный стандарт управления питанием компьютера и его устройствами с помощью ОС был необходим технологии как воздух, ведь постоянные конфликты операционной системы и оборудования мешали разработке и того, и другого. BIOS никак не мог угодить операционке, она — ему. Каждый хотел конфигурировать устройства по-своему. Представляете, что бы было, если бы не существовал ACPI при нынешнем многообразии различных девайсов? Даже подумать страшно. Вот поэтому ведущими IT-компаниями было принято решение отделить «софт от харда» и разработать системную архитектуру, которая брала бы на себя всю тяжесть общения с BIOS’ом. Заодно разработчики не забыли об энергопотреблении, поэтому ACPI еще должен был управлять питанием. 1 декабря 1996 года консорциум, состоящий из Hewlett-Packard Corporation, Intel Corporation, Microsoft Corporation, Phoenix Technologies Ltd. и Toshiba Corporation, объявил о завершении работы над новым стандартом — ACPI, что расшифровывается как Advanced Configuration and Power Interface, или расширенный интерфейс конфигурирования и управления питанием компьютера. ACPI состоял из множества составляющих, главной из которых был специальный участок кода BIOS, обеспечивающий поддержку компьютером новой архитектуры.

То есть со старым оборудованием новый стандарт был несовместим.

Разумеется, это повлекло за собой обновление парка компьютеров. Как это обычно делается, мы с вами, уважаемые читатели, очень хорошо знаем. За примером даже ходить далеко не надо — достаточно вспомнить историю с PCI-E. Правда, парк компьютеров еще не полностью обновился, ведь апгрейд обходится достаточно дорого. Но, как ни крути, плата без PCI-E уже считается устаревшей. С ACPI было точно так же, только польза от него не так сомнительна. Скорее даже наоборот, ведь вместе с ACPI пришел APIC, а это значит, что одно прерывание теперь могло использоваться несколькими устройствами! Для того времени это была настоящая сенсация. Первым процессором с поддержкой ACPI можно считать самый ранний Celeron, однако поддержка нового интерфейса была реализована настолько криво, что эту функцию приходилось отключать. Важно также отметить, что ACPI окончательно вытеснил Plug and Play и, по словам создателей, «обеспечил использование существующих интерфейсных разъемов более безопасным и потенциально более эффективным способом».

Помимо участка кода BIOS, в состав ACPI также входила улучшенная схема управления питанием (Advanced Power Management), прикладной программный интерфейс (API), специальный машинный язык (ACPI Machine Language) и еще некоторые полезные вещи. Появился новый термин — OS Power Management, где ACPI, разумеется, отводилась главная роль.

Основные цели разработки

1. Компьютерная система должна выполнять конфигурирование устройств программными средствами. Управление питанием должно быть более
функциональным и безопасным.

2. Использование ПК должно стать более экономичным.
3. Разработчики оборудования имеют максимальную свободу при проектировании готовых систем: от самых легких решений до самых экстремальных при полной поддержке ОС.
4. Политика управления питанием слишком сложна для реализации в ROM BIOS, поэтому должна осуществляться исключительно самой ОС.
5. Унификация всех алгоритмов питания в единый стандарт ACPI позволит избавиться от конфликтов операционной системы и BIOS’а в вопросах конфигурирования устройств.

6. ОС развивается независимо от аппаратного обеспечения, поэтому на всех ACPI-совместимых машинах можно будет добиться увеличения
производительности и стабильности за счет смены операционной системы.
Нужно сказать, что разработчики своих целей достигли. Стоит рассмотреть структуру работы ACPI подробно.

Структура ACPI

Чтобы понять, как работает та или иная технология, необходим хороший пример. В технической документации разработчики пишут следующее: «Предположим, что ОС имеет политику разделения всех запросов ввода/вывода на ленивых и неленивых. Ленивые запросы (редактирование текста или электронных таблиц) объединяются в группы и исполняются устройством только тогда, когда оно начинает работать по какой-либо _другой_ причине. Неленивые операции заставляют устройство работать при первой же отправке запроса». Для ОС важно различать, какие операции являются ленивыми, а какие — нет. Кроме того, система должна знать состояние всех своих устройств, ведь выключенный девайс никогда ничего делать не станет. Все это обеспечивает ACPI. В то время, когда какая-то железка простаивает без дела, ACPI-драйвер снижает ей мощность питания и вместе с этим уменьшает общее энергопотребление работающей системы. Представьте, что в вашем системном блоке установлен автоответчик. Его задача — отвечать на входящие звонки. Разумеется, вам звонят не постоянно, поэтому большую часть времени автоответчик совершенно ничего не делает, зря потребляя драгоценную электроэнергию. Это очень нерационально. Поэтому ACPI создает девайсу специальную политику поведения, согласно которой он входит в состояние глубокого сна, однако при входящем звонке устройство проснется в течение одной секунды и ответит на вызов. Разумеется, есть одно но: автоответчик обязательно должен быть ACPI-совместимым.

Как было сказано выше, появилось новое состояние оборудования — спящий режим. Состояние всех устройств сохраняется на жесткий диск, а затем может быть восстановлено при следующей загрузке операционной системы.

Преимущества спящего режима очевидны. Это быстрый старт системы, возможность продолжения работы с того места, где остановился в прошлый раз, практически моментальное выключение. К минусам можно отнести лишь обязательное наличие файла hiberfil.sys размером с оперативку и остающиеся в памяти невыгруженные dll’ки, которые со временем тормозят работу. Тем не менее, эта фича хорошо прижилась в народе, и многие ею пользуются. Производители корпусов стали даже выпускать модели с двумя кнопками: включение/выключение и спящий режим. Отныне любая кнопка на системном блоке (кроме Reset, конечно) являются программируемой — ACPI позволяет переопределять их. Откройте апплет Электропитание в Панели управления, вкладка Дополнительно. Видите, здесь можно переназначить действия кнопок на вашем корпусе. Благодаря возможностям ACPI мы можем отправлять компьютер в спящий режим по нажатию кнопки Power на системном блоке (если системный блок ATX — впрочем, AT уже можно найти только в музее).

..\Электропитание.jpg. ..\ACPI.jpg Все устройства подключаются к виртуальной ACPI-шине, хотя реальный ввод/вывод идет через обычные интерфейсы (IDE, AGP и т.д.). В этом можно убедиться, если в Диспетчере устройств в меню Вид выбрать пункт Устройства по подключению. Сначала Windows загружает ACPI-драйвер, опрашивающий ACPI-контроллер на предмет подключенных к нему устройств, главным из которых является PCI-шина. Затем выявляются подключенные платы расширения, и процесс повторяется до тех пор, пока не будут определены все шины и подключенные к ним устройства. ..\Device.jpg ACPI состоит из трех компонентов: ACPI-регистры, ACPI BIOS и ACPI-таблица.

ACPI-таблица. ACPI-таблица описывает интерфейсы аппаратных средств. Некоторые из этих описаний могут ограничивать использование устройством каких-либо функций, но большинство из них позволяют устройствам выполнять произвольные последовательности операций. ACPI-таблица содержит так называемые блоки определения (Definition Blocks), которые могут быть запрограммированы из-под ОС.

Другими словами, ACPI использует встроенный интерпретатор псевдокода, называемый ACPI Machine Language (AML). AML исполняет код, содержащийся в блоках определения.
ACPI-регистры. Здесь содержится ограниченная часть описания интерфейсов из ACPI-таблиц для быстрого доступа к таким данным.
ACPI BIOS. Это часть кода BIOS, которая совместима с ACPI-спецификациями. Как правило, это код, отвечающий за загрузку, засыпание/пробуждение и перезагрузку машины. ACPI-таблицы также обеспечиваются за счет ACPI BIOS.

ACPI и железо

Специальная таблица описывает поведение обычных и ACPI-совместимых программных и аппаратных средств.

Тип железа	Обычная OS	ACPI OS с OSPM
Обычное железо	Обычная ОС на обычном оборудовании делает то, что делала всегда	Если ОС испытывает недостаток в поддержке нужного железа, она осуществляется исключительно за счет BIOS
Обычное и ACPI-железо в одной машине	Работает точно так же, как обычная ОС на обычном железе	Во время загрузки ОС переключает совместимое оборудование из обычного режима в режим OSPM/ACPI, и с этого момента система имеет поддержку OSPM/ACPI
Только ACPI-железо	Управление питанием отсутствует	Полная поддержка всех функций OSPM/ACPI

Выводы и заключение

1. Концепция ACPI одинакова для всех типов компьютеров включая десктопы, лэптопы, КПК, мобильные телефоны, рабочие станции и серверы.

2. Новая системная архитектура является достаточно переносимой — как между различными ОС, так и между процессорами.

3. Внедрение ACPI в ОС позволило несколько упростить (и удешевить) разработку кода BIOS, исключив из него примитивные энергоуправляющие функции.

4. Появление этой архитектуры значительно увеличило стабильность работы операционных систем и повысило безопасность использования оборудования.

5. Существование столь большого парка мобильных компьютеров вряд ли было бы возможным без ACPI. Динамическое управление питанием отлично экономит батарею.

Если подвести итог всему вышесказанному, ACPI, безусловно, является новым витком в технологии. Мы рассмотрели основные принципы его работы. За кадром остались неинтересные технические подробности, в которых при желании вы разберетесь сами. Скачать полный мануал (на английском языке) по ACPI можно с сайта www.acpi.info При подготовке данного материала использовалась некоторая информация с этого сайта. Всего доброго, и до скорых встреч!

Алексей Голованов

Устройства, определяемые ACPI — Windows drivers

Статья
10/18/2022
Чтение занимает 4 мин

Спецификация ACPI 5,0 определяет ряд типов устройств для представления и управления типичными функциями платформы. Например, ACPI определяет кнопку питания, кнопку спящего режима и системные индикаторы. для платформ на основе SoC Windows предоставляет встроенные драйверы для поддержки устройств, определенных ACPI, описанных в этой статье.

Дополнительные сведения см. в разделе 9 «устройства, определяемые ACPI и Device-Specific объекты» в спецификации ACPI 5,0.

Устройство крышки

Это устройство описывает и сообщает состояние крышки устройства кламшелл. Дополнительные сведения см. в разделе 9,4, «Управление методом крышка устройства» в спецификации ACPI 5,0. В реализациях устройств с закрывании используется механизм событий ACPI с сигнальным сигналом, описанный в разделе 5.6.5, «события GPIO с сигналом ACPI» в спецификации ACPI 5,0.

Устройство управления аккумулятором устройства

Это устройство описывает, настраивает и сообщает состояние аккумулятора платформы. Дополнительные сведения см. в разделе 10,2, «Управление методом контроля батарей» в спецификации ACPI 5,0. Реализация метода управления батареями на платформах SoC использует механизм событий ACPI с сигнальным сигналом, описанный в разделе 5.6.5, «события GPIO с сигналом ACPI» в спецификации ACPI 5,0. Доступ к аккумулятору и зарядка оборудования осуществляется с помощью методов, которые работают через GPIO или SPB Опрегионс, которые описаны в разделах 5. 5.2.4.4 и 5.5.2.4.5 спецификации ACPI 5,0.

дополнительные сведения об управлении питанием в Windows см. в статье требования к подсистеме Windows питания и аккумулятора.

Метод Device-Specific аккумулятора (_DSM)

Чтобы обеспечить пассивное управление тепловыми батареями на платформе, корпорация Майкрософт определяет _DSM метод для взаимодействия с встроенным по платформы, ограничение температуры, установленное температурной зоной батареи. Дополнительные сведения см. в следующих разделах:

Метод Device-Specific аккумулятора
Тепловые зоны

Устройство управления время и сигнализация

ACPI 5,0 определяет операцию и определение устройства, обеспечивающего нестандартное время и оповещение на основе методов элемента управления, которое предоставляет аппаратно-независимую абстракцию и более надежную альтернативу часам реального времени (RTC). Дополнительные сведения см. в разделе 9,15, «PC/AT RTC/CMOS Devices» и разделе 9,18 «устройство времени и оповещение» в спецификации ACPI 5,0. Если стандартный PC RTC не реализован или используется в качестве оборудования RTC, который обеспечивает время и оповещение, необходимо установить бит «CMOS RTC не поддерживается» в поле флаги архитектуры загрузки ФАДТ.

Возможности времени и будильника необходимы для платформ, поддерживающих функцию InstantGo (и режим питания с подключением в режиме ожидания). Эти возможности сохраняют информацию о времени суток при переходе на систему и отслеживают время, даже если платформа отключена. Предполагается, что время на платформе будет согласовываться при использовании различных интерфейсов встроенного по для запроса времени платформы. Например, вызов UEFI для получения времени должен возвращать то же время, что и операционная система, с помощью устройства времени и сигнала.

Устройство времени и будильника должно быть связано с тем же источником времени, что и службы времени UEFI.

Тепловые зоны

Для поддержки управления тепловыми режимами ACPI конструктор систем логически разделяет аппаратную платформу на один или несколько физических регионов, называемых температурными зонами. Устройства датчиков контролируют температуру в каждой термальной зоне. Когда тепловая зона начинает перегреваться, операционная система может выполнять действия для охлаждения устройств в зоне. Эти действия можно классифицировать как пассивное охлаждение или активное охлаждение.

Управление тепловыми режимами в Windows

Windowsная модель управления тепловыми режимами основана на концепции температурных зон ACPI. Это модель совместного встроенного по/ОС/драйвера, которая абстрагирует датчики и охлаждение устройств от центрального компонента управления тепловыми режимами через четко определенные интерфейсы. Дополнительные сведения см. в статье Управление тепловыми режимами в Windows.

Термальные зоны ACPI

Термальная зона определяется для включения дочерних объектов, которые выполняют следующие действия.

Найдите устройства, содержащиеся в термальной зоне.
- _TZD, чтобы вывести список устройств, не являющихся процессорами, в термальной зоне.
- _PSL, чтобы перечислить процессоры в термальной зоне.
Укажите пороговые значения температуры, в которых должны выполняться действия.
- _PSV, чтобы указать температуру, с которой операционная система начинает пассивный контроль охлаждения.
- _HOT, чтобы указать температуру, в которой операционная система находится в спящем режиме.
- _CRT, чтобы указать температуру, с которой операционная система завершает работу.
Опишите режим пассивного охлаждения термальной зоны:
Сообщить температуру термальной зоны:
При необходимости получите уведомления о дополнительных перекрестных пороговых значениях температуры:
При необходимости опишите активное поведение охлаждения термальной зоны.

Дополнительные сведения о температурных зонах ACPI см. в главе 11 «Управление тепловыми режимами» в спецификации ACPI 5,0.

Логический процессор состояние простоя как снижение температуры

Платформа может указывать операционной системе, что процессорные ядра в термальной зоне должны быть бездействующими (вместо регулирования). Для этого необходимо включить устройство агрегатора процессора (ACPI000C) в одну или несколько температурных зон. Windows будет приостановить ряд ядер при превышении _PSV термальной зоны. Это число либо (1- < часовое пассивное ограничение > ) * < число ядер в термальной зоне >, либо число ядер, передаваемых в _PUR, в зависимости от того, какое значение больше. Дополнительные сведения см. в разделе 8.5.1, «логический процессор состояние простоя» в спецификации ACPI 5,0.

Поставщики вычислительной техники могут включать метод Device-Specific (_DSM) для поддержки температурных расширений Майкрософт для Windows. Дополнительные сведения см. в разделе метод, зависящий от устройства, для температурных расширений Майкрософт.

Что такое расширенный интерфейс конфигурации и питания (ACPI)?

Что означает расширенный интерфейс конфигурации и питания (ACPI)?

Advanced Configuration and Power Interface (ACPI) — это отраслевая спецификация, предназначенная для эффективного управления энергопотреблением мобильных и настольных компьютеров. ACPI описывает способ, которым стандартная система ввода/вывода компьютера, периферийные устройства и операционная система (ОС) соответствуют энергопотреблению. Основная цель ACPI — объединить, изучить и улучшить существующие стандарты питания и конфигурации, предназначенные для аппаратных устройств.

Запущенный в декабре 1996 года, ACPI определяет независимые от платформы интерфейсы, предназначенные для настройки, обнаружения оборудования, мониторинга и управления питанием. Этот стандарт был первоначально разработан Intel, Toshiba и Microsoft, а затем сопровождался Phoenix и HP.

Techopedia объясняет расширенный интерфейс конфигурации и питания (ACPI)

ACPI обеспечивает переход от более ранних стандартов к оборудованию, которое полностью совместимо с ACPI. Ориентированный на замену спецификации базовой системы ввода/вывода (BIOS) plug and play (PnP), многопроцессорной спецификации и расширенного управления питанием, стандарт ACPI обеспечивает управление питанием операционной системы (OSPM), в отличие от более ранних центральных систем BIOS, которые в основном зависит от микропрограммы конкретной платформы, чтобы определить политику управления питанием и конфигурации.

ACPI включает в себя различные связанные компоненты для программирования программного и аппаратного обеспечения, а также единый стандарт для взаимодействия питания/устройства и конфигурации шины. С ACPI возможны следующие функции, при условии, что они поддерживаются ОС:

Пользователи могут указать время, в течение которого устройство, например монитор, будет выключено или включено.
Пользователи ноутбуков могут указать низкий уровень энергопотребления во время предупреждения о низком заряде батареи, что позволяет запускать необходимые приложения и делает менее важные приложения неактивными.
могут снизить тактовую частоту, если приложениям не требуется полная тактовая частота процессора.
могут снизить энергопотребление периферийных устройств и материнской платы за счет деактивации устройств, когда они не требуются.
Компьютеры могут переходить в режим ожидания, если система не используется. Однако питание модема остается включенным, чтобы можно было принимать входящие сообщения электронной почты/факсы.

Поделись этим термином

Связанные термины

Базовая система ввода/вывода
Тактовая частота
Резервный

Питание в режиме ожидания
Подключи и работай

Связанное Чтение

Почему API стали важным делом
Как получить функции Windows 10 в Windows 8.1
Взгляд на управление инфраструктурой центра обработки данных
Компьютерное программирование: от машинного языка к искусственному интеллекту
ВИДЕО: 3 ключевых прорыва, проложивших путь искусственному интеллекту
Человеческий фактор кибербезопасности: что подвергает вас риску

Актуальные статьи

Персональная техника

7 хитрых способов, которыми хакеры могут получить ваш пароль Facebook

Карьера в сфере ИТ

CISSP CISM CISA: в чем разница между сертификацией безопасности

Тех 101

Роботизированная автоматизация технологических процессов: что нужно знать

Определение ACPI | ПКМаг

( A расширенная конфигурация C и P с интерфейсом I ) Спецификация управления питанием, разработанная Intel, Toshiba и Microsoft, которая делает информацию о состоянии оборудования доступной для операционной системы. ACPI позволяет ПК включать и выключать периферийные устройства для улучшения управления питанием, особенно в портативных устройствах. Он также позволяет включать и выключать ПК с помощью внешних устройств, так что прикосновение мыши или нажатие клавиши «пробуждает» машину.

ACPI объединяет более раннюю версию Advanced Power Management (APM) и PnP BIOS в усовершенствованную систему управления питанием. Начиная с Windows 98, поддержка ACPI была встроена в Windows, а чипсеты ПК и BIOS были обновлены для ее поддержки. См. «Сейчас».

Здесь нет поддержки ACPI Утилита TouchStone Software BIOS Wizard идентифицирует и тестирует BIOS вашего ПК. Обратите внимание, что этот ПК не поддерживает ACPI. (Изображение экрана предоставлено TouchStone Software Corporation, www.esupport.com)

Объявление

Истории PCMag, которые вам понравятся

{X-html заменен}

Выбор редакции

ЭТО ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДНАЗНАЧЕНО ТОЛЬКО ДЛЯ ЛИЧНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ.

PC Magazine Digital Edition (Открывается в новом окне)

PC Magazine Digital Edition

Читайте отличные истории в автономном режиме на своем любимом устройстве!

Информационные бюллетени PCMag

Наши лучшие истории в папке «Входящие»

Следите за новостями PCMag

Фейсбук (Открывается в новом окне)
Твиттер (Откроется в новом окне)
Флипборд (Открывается в новом окне)
Гугл (откроется в новом окне)
Инстаграм (откроется в новом окне)
Pinterest (Открывается в новом окне)

PCMag.com является ведущим авторитетом в области технологий, предоставляющим независимые лабораторные обзоры новейших продуктов и услуг.