<<
>>

Управление электропитанием в Windows

Диспетчер электропитания (power manager) глаз не спускает с показателей использования электроэнергии по всей системе. Исторически управление потреблением энергии состояло из отключения монитора и остановки вращения дисководов.
Но эта проблема быстро становится все более сложной — из-за требований к увеличению продолжительности работы ноутбуков от батарей, а также соображений экономии энергии на настольных компьютерах (которые оставляют постоянно включенными) и высокой стоимости потребляемой серверными фермами электроэнергии.

Новые средства управления электропитанием включают уменьшение потребления энергии компонентами, когда система не используется, для этого отдельные устройства переключаются в состояние резервирования или даже полностью отключаются (при помощи выключателя питания). Мультипроцессорные системы отключают отдельные процессоры, когда они не нужны, и даже могут уменьшать тактовую частоту процессоров (для уменьшения энергопотребления). Когда процессор бездействует, потребление им энергии также уменьшается, поскольку ему не нужно делать ничего, кроме ожидания возникновения прерывания.

Windows поддерживает специальный режим выключения под названием гибернация (hybernation), при котором выполняется копирование всей физической памяти на диск, а затем потребление энергии снижается до минимального (в состоянии гибернации ноутбуки могут работать неделями), при этом батарея разряжается минимально.

Поскольку все состояние памяти записано на диск, то вы можете даже заменить батарею ноутбука (пока он находится в гибернации). Когда система возобновляет свою работу, выходя из гибернации, она восстанавливает сохраненное состояние памяти (и повторно инициализирует устройства). Это приводит компьютер в то же самое состояние, в котором он был перед гибернацией (без необходимости выполнять повторно регистрацию и запускать все приложения и службы, которые выполнялись.
Windows старается оптимизировать этот процесс, игнорируя немодифицированные страницы (имеющие резервирование на диске), и сжимает остальные страницы памяти для снижения требуемого объема ввода-вывода. Алгоритм гибернации предусматривает автоматическую балансировку пропускной способности системы ввода-вывода и процессора. Чтобы при более высокой пропускной способности процессора снизить потребность в пропускной способности системы ввода-вывода, используется более ресурсоемкое, но при этом более эффективное сжатие данных. Достаточная пропускная способность системы ввода-вывода позволяет избежать сжатия при переходе в режим гибернации. При использовании мультипроцессоров последнего поколения вход в состояние гибернации и выход из него могут составлять всего несколько секунд, даже если оперативная память системы имеет большой объем.

Альтернатива гибернации — состояние ожидания (standby mode), при котором диспетчер электропитания переводит всю систему на низшее состояние потребления энергии (используется ровно столько энергии, сколько нужно для регенерации состояния динамической памяти). Поскольку память не нужно копировать на диск, то переход в это состояние на некоторых системах осуществляется быстрее, чем гибернация.

Несмотря на доступность гибернации и состояния ожидания, многие пользователи не избавились от привычки выключать свой персональный компьютер по окончании работы. Гибернация используется в Windows для осуществления псевдовыключения запуска, называемого HiberBoot, которое осуществляется намного быстрее обычного выключения и запуска. Когда пользователь дает системе команду на выключение, HiberBoot выводит пользователя из системы, а затем переводит ее в состояние гибернации в той точке, с которой можно будет опять нормально войти в систему. Позже, когда пользователь снова включит систему, HiberBoot возобновит работу системы с точки входа в нее пользователя. Для пользователя все это похоже на очень быстрое выключение, поскольку большинство шагов инициализации системы пропускается. Разумеется, иногда систему нужно выключать по-настоящему, чтобы устранить проблемы или установить обновление ядра.

Если система получает команду на перезапуск, а не на выключение, она переносит настоящее выключение и выполняет обычную загрузку.

Ожидается, что вычислительные устройства на телефонах и планшетных компьютерах, а также на новых поколениях ноутбуков всегда будут потреблять небольшое количество электроэнергии. Чтобы обеспечить такой режим, в современной Windows реализована специальная версия управления электропитанием, которая называется CS (connected standby — ожидание в режиме подключения). CS возможна на системах со специальным оборудованием подключения к сети, способным отслеживать трафик в небольшом наборе подключений, используя намного меньше энергии, чем при работе центрального процессора. Получается, что CS-система всегда включена, выход из CS осуществляется сразу же, как только пользователь включил экран. Ожидание в режиме подключения отличается от обычного режима ожидания, потому что CS-система будет также выходить из ожидания, когда получит пакет из отслеживаемого подключения. После того как батарея начинает садиться, CS-система переходит в состояние гибернации, чтобы избежать полного разряда батареи и возможной потери пользовательских данных.

Достижение продожительной работы батареи требует не только как можно более частого выключения процессора. Важно также как можно дольше удерживать процессор в выключенном состоянии. Сетевое оборудование CS-системы позволяет процесорам оставаться выключенными до поступления данных, но повторное включение процессора может быть вызвано и другими событиями. Основанные на NT драйверы устройств Windows, системные службы и сами приложения зачастую запускаются без особой причины, только для того, чтобы проверить состояние дел. Подобная активность опроса обычно основана на установках таймеров на периодический запуск кода в системе или приложении. Опрос, основанный на сигналах таймера, может внести сумятицу в события, включающие процессор. Во избежание этого в современной Windows от таких таймеров требуется указать параметр погрешности, позволяющий операционной системе объединять события таймера и сокращать количество отдельных оснований для включения процессора.

В Windows также оформляются условия, при которых приложение, не находящееся в стадии активного выполнения, может выполнять код в фоновом режиме. Операции, подобные проверке обновлений или освежению содержимого, не могут выполняться только по запросу запуска по истечении времени таймера. Приложение должно подчиняться операционной системе в вопросах подобной фоновой активности. Например, проверка на наличие обновлений должна происходить только один раз в день или в следующий раз, когда на устройстве будет происходить заряд батареи. Набор системных посредников предоставляет различные условия, которые могут использоваться для ограничений на выполнение фоновой активности. Если фоновой задаче требуются доступ к дешевой сети или пользовательские полномочия, посредники не станут выполнять задачу, пока не возникнут необходимые условия.

Сегодня многие приложения реализуются как с локальным кодом, так и со службами, находящимися в облаке. Windows предоставляет службу уведомлений Windows (Windows Notification Service (WNS)), позволяющую сторонним службам проталкивать уведомления в устройство Windows в CS, не требуя от сетевого оборудования CS специально прислушиваться к пакетам от сторонних серверов. WNS-уведомления могут оповещать о критичных по времени событиях, таких как поступление текстового сообщения или вызова по VoIP. При поступлении WNS-пакета процессор должен будет включиться для его обработки, но сетевое оборудование CS имеет возможность различать трафик разных подключений, что означает, что процессор не должен включаться в ответ на каждый произвольный пакет, поступающий из сетевого интерфейса.

11.10.

<< | >>
Источник: Э. ТАНЕНБАУМ Х. БОС. СОВРЕМЕННЫЕ ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМ Ы 4-е ИЗДАНИЕ. 2015

Еще по теме Управление электропитанием в Windows:

  1. М.Руссинович, Д.Соломон. Внутреннее устройство Microsoft Windows (главы 1–4), 2005
  2. Статья 1040. Обращение взыскания на имущество, переданное в управление, по требованию кредитора установщика управления
  3. § 3. Право управления предприятием как особый вид абсолютных прав. Право полного и ограниченного управления (п. 1774-1776)
  4. УПРАВЛЕНИЕ ВРЕМЕНЕМ VERSUS УПРАВЛЕНИЕ СОБОЙ
  5. § 4. Правопреемство как следствие приобретения права управления предприятием. Условия отчуждения и приобретения права управления предприятием (п. 1777-1782)
  6. Управление термами
  7. Управление деканатами
  8. Статья 1029. Договор управления имуществом
  9. Управление градусами
  10. Функции управления в организации.
  11. Статья 97. Управление обществом
  12. Поведенческая основа процесса управления.
  13. ПСИХОЛОГИЯ УПРАВЛЕНИЯ
  14. Способы управления конфликтами.
  15. 34. Внешнее управление
  16. Управление собой и другими
  17. Управление собой и другими
  18. Статья 1032. Установщик управления