Cum este computerul meu capabil să se repornească?

Este o activitate atât de obișnuită încât mulți dintre noi nu s-au oprit nici măcar să se gândească la asta: repornirea automată. Fie că este inițiat de utilizator sau de aplicație, ce se întâmplă exact când computerul își cicluște propria putere?

Sesiunea de întrebări și răspunsuri din ziua de astăzi vine de la amabilitatea programului SuperUser - o subdiviziune a Stack Exchange, o grupare de comunicații pe site-uri cu întrebări și răspunsuri.

Intrebarea

Cititorul super-utilizator Seth Carnegie se întreabă despre managementul alimentării calculatorului:

Cum se poate reporni computerul? După ce este oprit, cum se spune să se întoarcă din nou? Ce tip de software poate face asta?

Cum într-adevăr? Ce combinație de magie software / hardware face să se întâmple?

Răspunsul

Contributorul SuperUser Jcrawfordor oferă atât un răspuns concis și detaliat la întrebarea care se adresează mai mult decât adecvat întrebării:

Prea mult timp, nu l-am citit: Stările de putere din computer sunt controlate de o implementare a ACPI (configurație avansată și interfață de alimentare). La sfârșitul procesului de închidere, sistemul dvs. de operare stabilește o comandă ACPI care indică faptul că computerul trebuie să repornească. Ca răspuns, placa de bază resetează toate componentele utilizând comenzile sau liniile respective de resetare, urmând apoi procesul de bootstrap. Placa de bază nu se oprește de fapt, ci doar resetează diferite componente și apoi se comportă ca și când butonul de alimentare a fost doar apăsat.

Lung și încurcat, dar (în opinia mea) răspuns mai interesant:

Soft Power și cum funcționează

În zilele vechi (bine, bine, la un colegiu ca mine, anii '90 a fost cu mult timp în urmă), am avut plăci de bază AT (Advanced Technology) cuPuterea AT de management. Sistemul de putere AT era foarte, foarte simplu. Butonul de alimentare de pe computer a fost o comutare hardware (probabil în partea din spate a casetei), iar intrarea dvs. 120vac a trecut prin ea. A transformat fizic alimentarea electrică la sursa de alimentare și oprită, iar când acest comutator se afla în poziția Off, totul din computer a fost complet mort (acest lucru a făcut ca bateria CMOS să fie foarte importantă, deoarece fără ea nu a existat nici o sursă de alimentare pentru a păstra hardware tact). Deoarece comutatorul de alimentare a fost un mecanism fizic, nu a existat nici o modalitate software de a porni și opri alimentarea. Windows ar arăta celebrul mesaj "Este acum sigur de a opri computerul", deoarece, deși totul era parcat și gata să se oprească, nu era posibil ca sistemul de operare să răstoarne întrerupătorul de alimentare. Această configurație a fost uneori menționată caputere puternică, pentru că totul este hardware.

În zilele noastre, lucrurile sunt diferite, datorită minunilor plăcilor de bază ATX șiPutere ATX (aceasta este tehnologia avansată eXtended dacă țineți evidența). Împreună cu o serie de alte progrese (mini-DIN PS / 2, oricine?), ATX a adusputere moale. Soft-ul înseamnă că puterea calculatorului poate fi controlată prin software. Acest lucru a adus câteva schimbări de import:

• Putere în standby: este posibil să fi văzut un conector "5v SB" sau "5v standby", etichetat în pinout-urile de alimentare.alimentarea cu energie în standby este o linie de 5V pentru placa de bază, care este mereu activă, chiar și atunci când computerul este oprit. De aceea este important să deconectați sau să dezactivați un întrerupător dur (dacă este prezent) atunci când deserviți computerele moderne, deoarece chiar și atunci când este oprit, ați putea să scurtcircuitați SB 5v și să deteriorați placa de bază. De aceea bateriile CMOS nu mai sunt la fel de importante - SB 5v este folosit pentru a înlocui bateria CMOS ori de câte ori alimentarea cu energie electrică este alimentată de la rețea, astfel încât bateria CMOS este utilizată numai atunci când deconectați complet computerul. Linia 5v SB permite componentelor computerului dvs. (cel mai important BIOS-ul și adaptoarele de rețea) să ruleze în continuare un software simplu chiar și atunci când calculatorul este oprit.
• Control inteligent al alimentării cu energie electrică. Dacă vă uitați la un pinout pentru placa de bază a sursei de alimentare (P1), veți observa două pini tipic etichetațiPS_ON șiPS_RDY. Acestea reprezintă "alimentarea cu energie electrică" și "alimentarea cu energie electrică". Dacă doriți să experimentezeți, luați o sursă de alimentare nu pe un computer, conectați-o și trageți cu atenție o linie de sol (unul dintre firele negre) pe linia PS_ON (firul verde). Alimentarea se va aprinde vizibil, cu ventilatorul învârtit. Componentele plăcii de bază care rulează de la + 5V SB, transformă de fapt alimentarea cu energie electrică pornind și oprind prin conectarea la pinul PS_ON. Deoarece există câteva condensatoare și alte componente din sursa de alimentare care necesită un moment de încărcare, tensiunile de la ieșirile principale ale sursei de alimentare nu pot fi stabile imediat după pornirea alimentatorului. Acesta este motivul pentru care este prevăzut pinul PS_RDY, se aprinde atunci când logica internă a alimentării cu energie determină faptul că alimentarea cu energie este "gata" și va oferi o putere stabilă. Placa de baza asteapta pana cand PS_RDY va continua sa booteze.

Deci, comutatorul de alimentare nu mai "pornește" calculatorul. În schimb, este conectat la controlerele de bază ale plăcii de bază, care detectează faptul că butonul a fost apăsat și execută un număr de pași pentru pregătirea sistemului, inclusiv aprinderea PS_ON, astfel încât să fie disponibilă sursa de alimentare. Butonul de alimentare nu este singurul mod de a declanșa procesul de pornire, iar dispozitivele de pe magistrala de expansiune pot face acest lucru. Acest lucru este important deoarece adaptoarele dvs. de rețea Ethernet stau de fapt la dispoziție atunci când computerul este oprit și căutați un pachet foarte specific denumit adesea "pachet magic". Dacă detectează acest pachet adresat adresei lor MAC, acestea vor declanșa procesul de pornire . Acesta este modul în care funcționează "Wake-on-LAN" (WoL).De asemenea, ceasul poate iniția o pornire (majoritatea BIOS-ului vă permite să setați un timp pe care computerul ar trebui să îl pornească în fiecare zi), iar dispozitivele USB și FireWire pot declanșa un boot, deși nu cunosc nicio implementare a acestui lucru.

Înțelegerea controlului puterii

Ei bine, eu explic lucrul Soft Power atat pentru ca cred ca este interesant (intotdeauna un motiv cheie care explic lucrurile) si pentru ca va permite sa intelegeti cum puterea si starea de functionare / oprire a computerului dumneavoastra sunt controlate de software. În majoritatea calculatoarelor actuale, acest sistem software este o implementare a sistemuluiConfigurație avansată și interfață de alimentare, sau ACPI. ACPI este un sistem standardizat, unificat care permite software-ului să controleze sistemul de alimentare al computerului. S-ar putea să fi auzit deStările de putere ACPI. Mecanismul de bază al controlului puterii este aceste "stări de putere", sistemul dvs. de operare trece prin modurile de alimentare prin pregătirea pentru comutator (procesele de oprire / hibernare care apar înainte de a opri efectiv alimentarea) și apoi comandând placii de bază să comute stările de putere . Stările de putere arată astfel:

• G0: Lucrul (starea "on" a computerului dvs.)
• G1: Somnul (starea de așteptare a computerului, împărțită în substațiile S)
  • S1: puterea CPU și RAM rămâne activă, dar CPU nu execută instrucțiuni. Dispozitivele periferice sunt oprite.
  • S2: CPU oprit, RAM menținut
  • S3: Toate componentele sunt dezactivate, exceptând memoria RAM și dispozitivele care vor declanșa un CV (tastatură). Când spui sistemului tău de operare "Sleep", acesta va opri procesele și apoi va intra în acest mod.
  • S4: Hibernare. Absolut totul este oprit. Când îi spui sistemului de operare să hiberneze, oprește procesele, salvează conținutul RAM pe disc și apoi intră în acest mod.
• G2: Dezactivat. aceasta este starea computerului dvs. "off". Puterea este oprită la tot, cu excepția dispozitivelor care pot declanșa un boot.
• G3: Dezactivat mecanic.

Cum se va reseta de fapt

Veți observa că repornirea nu este una dintre aceste stări. Deci, ce se întâmplă atunci când computerul dvs. când se repornește? Răspunsul poate fi surprinzător, deoarece dintr-o perspectivă a managementului puterii esteaproape nimic. Existăo comandă de resetare ACPI. Când vă spuneți sistemului de operare să repornească, acesta urmează procesul său normal de întrerupere (oprește toate procesele, efectuează o anumită operație de întreținere, desprinde sistemele de fișiere etc.) și apoi ca ultim pas, în loc să trimită aparatul la starea de alimentare G2 (așa cum ar fi fost dacă i-ar fi spus pur și simplu să închidă), setează comanda Reset. Acest lucru este denumit în general "registrul de resetare", deoarece, ca cea mai mare parte a interfeței ACPI, este doar o adresă la care trebuie scrisă o valoare specifică pentru a solicita o resetare. Voi cita specificația 2.0 cu privire la ceea ce face:

Mecanismul de resetare ACPI opțional specifică un mecanism standard care oferă o resetare completă a sistemului. Când este implementat, acest mecanism trebuie să resolve întregul sistem. Acestea includ procesoare, logica de bază, toate autobuzele și toate perifericele. Din perspectiva OSPM, afirmarea mecanismului de resetare este echivalentul logic al ciclului de alimentare al mașinii. După obținerea controlului după resetare, OSPM va efectua acțiuni la fel ca la un boot rece.

Deci, când este setat registrul de resetare, se întâmplă câteva lucruri în ordine.

• Toate logica este resetată. Aceasta înseamnă trimiterea comenzilor respective de resetare către diferite biți de hardware, inclusiv CPU, controler de memorie, controale periferice etc. În majoritatea cazurilor acest lucru înseamnă doar aprinderea unui fir fizic RST, așa cum a apărut AndrejaKo deasupra.
• Computerul este apoi bootstrapped. Aceasta este "efectuarea de acțiuni în mod similar la o cizmă rece" parte. Placa de bază face aceleași pași ca în cazul în care sursa de alimentare tocmai a devenit gata după apăsarea butonului de alimentare.

Efectul final al acestor două etape (care de fapt se descompun într-un număr mult mai mare de pași) este acela că seamănă cu totul la fel ca și computerul încărcat, dar puterea a fost efectiv pe întreaga durată. Acest lucru înseamnă mai puțin timp necesar pentru oprire și pornire (deoarece nu trebuie să așteptați ca alimentarea să devină gata) și, în mod important, permite pornirea sistemului de pornire de la închiderea sistemului de operare. Aceasta înseamnă că un alt declanșator de pornire nu trebuie utilizat (WoL etc) și vă permite să utilizați Reboot ca o modalitate eficientă de a reseta sistemul de la distanță, atunci când nu aveți o modalitate de a declanșa bootarea.

Acesta a fost un răspuns lung. Dar, hei, sperăm că știi mai multe despre gestionarea puterii computerelor acum. Am învățat cu siguranță că unele lucruri cercetează acest lucru.

Aveți ceva de adăugat la explicație? Sunați în comentariile. Doriți să citiți mai multe răspunsuri de la alți utilizatori de tehnologie Stack Exchange? Check out discuția completă aici.