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Wie man

Ist die CPU eines Computers aktiv, wenn sich ein Betriebssystem im Energiesparmodus befindet?

Ist die CPU eines Computers aktiv, wenn sich ein Betriebssystem im Energiesparmodus befindet?

Wenn Sie Ihr Betriebssystem in den Ruhemodus versetzen, wie viel Aktivität findet dann tatsächlich noch „unter der Haube“ mit der Hardware Ihres Computers statt? Der heutige SuperUser Q & A-Beitrag enthält eine großartige Erklärung, die einem neugierigen Leser hilft, mehr über die Funktionsweise seines Systems und Computers zu erfahren.

Die Frage

SuperUser Reader cpx möchte wissen, ob die CPU eines Computers aktiv ist, wenn sich ein Betriebssystem im Ruhemodus befindet:

Angenommen, Sie haben ein Windows-Betriebssystem auf Ihrem Computer installiert und schalten das System in den Ruhemodus, bevor Sie es weglegen. Nach meinem besten Wissen würden keine Programme oder Prozesse ausgeführt. Würde der Prozessor in irgendeiner Weise oder Kapazität noch im Hintergrund laufen oder aktiv sein und Strom verbrauchen?

Wenn Sie mit modernen Computern unter Windows 7, 8.1 oder 10 eine Aktion ausführen (dh den Deckel öffnen, eine Taste drücken, die Maus berühren), schaltet sich diese sofort ein, ohne den Netzschalter drücken zu müssen. Liegt es daran, dass die CPU aktiv darauf gewartet hat, dass diese Ereignisse im Energiesparmodus auftreten?

Ist die CPU eines Computers aktiv, wenn sich ein Betriebssystem im Ruhemodus befindet?

Die Antwort

Der SuperUser-Mitarbeiter DavidPostill hat die Antwort für uns:

Ist eine CPU im Ruhemodus aktiv?

Es hängt davon ab, ob. Es gibt verschiedene Ruhezustände (S1 bis S4) und der CPU-Zustand ist nicht in allen gleich.

  • Die CPU wird im Ruhezustand S1 gestoppt
  • Die CPU wird im Ruhezustand S2 oder höher ausgeschaltet

Der Ruhezustand ist normalerweise der Ruhezustand S3, aber das BIOS kann manchmal so konfiguriert werden, dass stattdessen der Ruhezustand S1 verwendet wird (wird verwendet, wenn die Wiederaufnahme von S3 nicht ordnungsgemäß funktioniert).

  • powercfg -a (kann verwendet werden, um zu sehen, welche Ruhezustände ein PC unterstützt)

Beispielausgabe:

Systemschlafzustände

Die Zustände S1, S2, S3 und S4 sind die Schlafzustände. Ein System in einem dieser Zustände führt keine Rechenaufgaben aus und scheint ausgeschaltet zu sein. Im Gegensatz zu einem System im heruntergefahrenen Zustand (S5) behält ein schlafendes System jedoch den Speicherzustand entweder in der Hardware oder auf der Festplatte bei. Das Betriebssystem muss nicht neu gestartet werden, um den Computer wieder in einen funktionsfähigen Zustand zu versetzen.

Einige Geräte können das System aus dem Ruhezustand aktivieren, wenn bestimmte Ereignisse auftreten, z. B. ein eingehender Anruf bei einem Modem. Darüber hinaus weist eine externe Anzeige auf einigen Computern den Benutzer darauf hin, dass das System lediglich in den Ruhezustand wechselt.

Mit jedem aufeinanderfolgenden Ruhezustand S1 bis S4 wird mehr Computer heruntergefahren. Alle ACPI-kompatiblen Computer schalten ihre Prozessortakte bei S1 aus und verlieren den Systemhardwarekontext bei S4 (es sei denn, vor dem Herunterfahren wird eine Ruhezustandsdatei geschrieben), wie in den folgenden Abschnitten aufgeführt. Details der Zwischenschlafzustände können variieren, je nachdem, wie der Hersteller die Maschine konstruiert hat. Beispielsweise können auf einigen Computern bestimmte Chips auf dem Motherboard bei S3 Strom verlieren, während auf anderen Maschinen solche Chips bis S4 die Leistung behalten. Darüber hinaus können einige Geräte das System möglicherweise nur aus S1 und nicht aus tieferen Schlafzuständen wecken.

System Power State S1

Der Systemleistungszustand S1 ist ein Ruhezustand mit den folgenden Eigenschaften:

Energieverbrauch

  • Weniger Verbrauch als in S0 und höher als in den anderen Ruhezuständen, Prozessortakt ist ausgeschaltet und Bustakte werden gestoppt, Software wird fortgesetzt
  • Die Steuerung wird dort neu gestartet, wo sie aufgehört hat

Hardware-Latenz

  • Normalerweise nicht länger als zwei Sekunden

Systemhardwarekontext

  • Der gesamte Kontext wird von der Hardware beibehalten und verwaltet

System Power State S2

Der Systemstromzustand S2 ähnelt S1, außer dass der CPU-Kontext und der Inhalt des Systemcaches verloren gehen, weil der Prozessor Strom verliert. Der Zustand S2 weist die folgenden Eigenschaften auf:

Energieverbrauch

  • Weniger Verbrauch als im Zustand S1 und höher als im Zustand S3, Prozessor ist ausgeschaltet, Bustakte werden gestoppt (einige Busse verlieren möglicherweise die Stromversorgung), Software-Wiederaufnahme
  • Nach dem Aufwecken beginnt die Steuerung mit dem Rücksetzvektor des Prozessors

Hardware-Latenz

  • Zwei Sekunden oder mehr, größer oder gleich der Latenz für S1

Systemhardwarekontext

  • CPU-Kontext und System-Cache-Inhalt gehen verloren

System Power State S3

Der Systemstromzustand S3 ist ein Ruhezustand mit den folgenden Eigenschaften:

Energieverbrauch

  • Weniger Verbrauch als im Zustand S2, der Prozessor ist ausgeschaltet und einige Chips auf dem Motherboard sind möglicherweise ebenfalls ausgeschaltet

Wiederaufnahme der Software

  • Nach dem Aufweckereignis beginnt die Steuerung mit dem Rücksetzvektor des Prozessors

Hardware-Latenz

  • Fast nicht von S2 zu unterscheiden

Systemhardwarekontext

  • Es bleibt nur der Systemspeicher erhalten. CPU-Kontext, Cache-Inhalt und Chipsatz-Kontext gehen verloren

System Power State S4

Der Systemstromzustand S4, der Ruhezustand, ist der Ruhezustand mit der niedrigsten Leistung und weist die längste Wecklatenz auf. Um den Stromverbrauch auf ein Minimum zu reduzieren, schaltet die Hardware alle Geräte aus. Der Betriebssystemkontext wird jedoch in einer Ruhezustandsdatei (einem Speicherabbild) verwaltet, die das System vor dem Eintritt in den S4-Status auf die Festplatte schreibt. Beim Neustart liest der Loader diese Datei und springt zum vorherigen Speicherort des Systems vor dem Ruhezustand.

Wenn ein Computer im Status S1, S2 oder S3 die gesamte Wechselstrom- oder Batterieleistung verliert, verliert er den Systemhardwarekontext und muss daher neu gestartet werden, um zu S0 zurückzukehren. Ein Computer im Status S4 kann jedoch von seinem vorherigen Speicherort aus neu gestartet werden, selbst nachdem er Wechselstrom oder Batteriestrom verloren hat, da der Betriebssystemkontext in der Ruhezustandsdatei beibehalten wird. Ein Computer im Ruhezustand verbraucht keinen Strom (mit der möglichen Ausnahme des Erhaltungsstroms).

Der Systemstromzustand S4 weist die folgenden Eigenschaften auf:

Energieverbrauch

  • Aus, mit Ausnahme des Erhaltungsstroms zum Netzschalter und ähnlicher Geräte, Wiederaufnahme der Software
  • Das System wird aus der gespeicherten Ruhezustandsdatei neu gestartet. Wenn die Ruhezustandsdatei nicht geladen werden kann, ist ein Neustart erforderlich. Das Neukonfigurieren der Hardware im S4-Status des Systems kann zu Änderungen führen, die verhindern, dass die Datei im Ruhezustand korrekt geladen wird.

Hardware-Latenz

  • Lang und undefiniert. Nur die physische Interaktion bringt das System in einen Arbeitszustand zurück. Eine solche Interaktion kann das Drücken des EIN-Schalters durch den Benutzer oder, wenn die entsprechende Hardware vorhanden ist und das Aufwecken aktiviert ist, einen eingehenden Klingelton für das Modem oder die Aktivität in einem LAN umfassen. Das Gerät kann auch aus einem Wiederaufnahme-Timer geweckt werden, wenn die Hardware dies unterstützt. Systemhardwarekontext.
  • Keine in Hardware beibehalten. Das System schreibt vor dem Ausschalten ein Image des Speichers in die Ruhezustandsdatei. Wenn das Betriebssystem geladen wird, liest es diese Datei und springt zum vorherigen Speicherort.

Weiterführende Literatur

Haben Sie der Erklärung etwas hinzuzufügen? Ton aus in den Kommentaren. Möchten Sie weitere Antworten von anderen technisch versierten Stack Exchange-Benutzern lesen? Den vollständigen Diskussionsthread finden Sie hier.

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