Trang chủ » Tư vấn »Bảo Trì Máy Tính - Mạng LAN» Cấu hình cao cấp và giao diện nguồn

Ngày tạo: 22/01/2016

Cấu hình cao cấp và giao diện nguồn



Khi các kỹ thuật quản lý nguồn tiếp tục phát triển, duy trì các trạng thái thông tin phức tạp cần thiết để thực thi nhiều chức năng cao cấp ngày càng trở nên khó khăn hơn BIOS. Do đó, một chuẩn khác được Intel, Microsoft và Toshiba phát triển. Được gọi là Cấu hình cao cấp và giao diện nguồn (ACPI: Advanced Configuration and Power Interface), chuẩn này được kế để thực thi các chức năng quản lý nguồn trong hệ điều hành. Microsoft Windows 98 và mới hơn tự động dùng ACPI nếu các chức năng ACPI có trong BIOS hệ thống. Sự cấp thiết nâng cấp BIOS hệ thống cho hỗ trợ ACPI là một lý do mà nhiều nhà kinh doanh máy tính đề nghị thực hiện một nâng cấp BIOS trước khi cài đặt Windows 98 và mới hơn trong hệ thống cũ.

ACPI 1.0 đầu tiên được phát hành năm 1996 và xuất hiện trên Phoenix BIOS khoảng thời gian đó. ACPI trở thành một yêu cầu đối với giấy chứng nhận biểu trưng “PC” 97” của Intel/Microsoft năm 1996 là nguyên nhân các nhà phát triển đưa ACPI tích hợp vào thiết kế hệ thống khoảng thời gian đó, Intel bao gồm hỗ trợ ACPI trong các chipset bắt đầu với PIIX4E South Bridge vào tháng 4 năm 1998, và hỗ trợ ACPI có trong Windows bắt đầu với sự phát hành Windows 98 (25 tháng 6 năm 1998) như thanh phần của cái mà Micosoft gọi là sáng kiến “OnNow” của họ. Vào lúc Windows 2000 xuất hiện (17 tháng 2 năm 2000), ACPI đã thay thế APM trên hệ thống mới. Đặc tả kỹ thuật ACPI chính thức có thể được tải về từ www.acpi.info . Đặt quản lý nguồn trong sự giám sát của hệ điều hành cho phép một tương tác lớn hơn với các ứng dụng. Cho thí dụ, một chương trình để hệ điều hành cho phép một tương tác lớn hơn với các ứng dụng. Cho thí dụ, một chương trình để hệ điều hành biết hoạt động nào của nó là cốt yếu, buộc sự kích hoạt tức thời của ổ cứng và có thể bị trì hoãn để thời gian ổ cứng này được kích hoạt vì một số lý do khác. Cho thí dụ, một trình xử lý để có thể được thiếp lập để lưu tự động các tệp tin trong bối cảnh mà hệ điều hành dùng ACPI có thể bị trì hoãn đến thời gian ở cứng này được kích hoạt vì một số lý do khác, dẫn đến sự quay ngẫu nhiên ít hơn của ổ đĩa.

ACPI vượt xa tiêu chuẩn APM, bao gồm kiểm soát chủ yếu bộ xử lý, ổ cứng và màn hình. ACPI kiểm soát không chỉ nguồn mà còn cấu hình PnP (Plug and Play) trên toàn hệ thống. Với ACPI, cấu hình hệ thống (Plug and Play) và cấu hình quản lý nguồn không còn được điều khiển quả BIOS Setup; thay vì vậy chúng được kiểm soát toàn bộ trong hệ điều hành.

ACPI cho phép hệ thống tự động bật và tắt các thiết bị ngoại vi nội bộ (chẳng hạn như ổ đĩa CD-ROM, card mạng, ổ đĩa cứng và modem) cũng như thiết bị ngoại vi: máy in, màn hình hay bất kỳ thiết bị được nối vào cổng serial, parallel, USB, video, hay cổng khác trong hệ thống. Công nghệ ACPi cũng cho phép các thiết bị ngoại vi bật hay đánh thức hệ thống. Cho thí dụ một máy điện thoại thỏa mãn ứng dụng máy có thể yêu cầu khả năng đáp ứng trả lời điện thoại này trong vòng một giây. Không chỉ điều này có khả năng, nhưng nếu người dùng sau đó nhấn nút nguồn hay nút ngủ, hệ thống này chỉ đi vào trạng thái ngủ sâu nhất phù hợp khả năng đáp ứng yêu cầu của ứng dụng trả lời điện thoại.

ACPI cho phép nhà thiết kế hệ thống thực thi một dãy tính năng quản lý nguồn tương thích với nhiều thiết kế phần cứng trong khi sử dụng công trình điều khiển của hệ điều hành. APCI cũng dùng cấu trúc dữ liệu BIOS PnP và lấy quyền kiểm soát qua giao diện PnP, cung cấp một hệ điều hành – giao diện độc lập cho cấu hình và kiểm soát.

ACPI xác định vài trạng thái hệ thống và trạng thái con. Có bốn trạng thái Global System, được đán nhãn từ G0 đến G3, với G0 là trạng thái hoạt động đầy đủ và G3 về mặt cơ học bị tắt. Trạng thái Global System ngay lập tức rõ ràng đối với người dùng của hệ thống và áp dụng cho toàn bộ hệ thống như một tổng thể. Trong trạng thái G0, có bốn trạng thái CPU Power (C0-C3) và bốn trạng thái Device Power (D0-D3) cho mỗi thiết bị. Trong trạng thái CO CPU Power có 16 trạng thái PPU Performance (P0-P15).

Trạng thái nguồn thiết bị (Device Power) là trạng thái cho thiết bị rời khi hệ thống trong tình trạng G0 (hoạt động). Trạng thái thiết bị này có thể hay không thể hiển hiện đối với người dùng. Cho ví dụ nó có thể rõ ràng khi một ổ cứng ngừng hay khi màn hình tắt; tuy nhiên nó có thể không rõ ràng với một modem hay thiết bị khác đã bị tắt. Các trạng thái nguồn thiết bị có chút giống nhau; nhiều thiết bị không có cả bốn trạng thái như đã xác định.

Trong trạng thái G1 Global Sllep, có bốn trạng thái Sleep (S1-S4). Trạng thái G2 Global Soft Off cũng được biết như trạng thái S5 Sleep, trong đó hệ thống bị tắt nguồn nhưng vẫn có điện năng dự phòng. Cuối cùng, G3 là trạng thái Mechanical Off, tất cả nguồn bị ngắt kế nối từ hệ thống.

Bằng sau đây thể hiện các định nghĩa và các mối tương quan lồng nhau của các trạng thái Global, CPU/Device Power và Sleep khác nhau:

G0 Working – Đây là trạng thái hoạt động bình thường trong đó hệ thống đang chạy và hoạt động hoàn toàn. Trong trạng thái này, trạng thái nguồn bộ xử lý (Processor Power) và nguồn thiết bị (Device Power) được ứng dụng. Các trạng thái nguồn thiết bị được xác định như sau:

+ G0/DO Fully – On – Thiết bị hoạt động đầy đủ
+G0/D1 – Tùy thuộc thiết bị: dùng ít điện năng hơn D0
+G0/D2 – Tùy thuộc thiết bị: dùng ít điện năng hơn D1
+G0/D3 Off – Thiết bị tắt nguồn (trừ bộ logic wakeup).

Tình trạng nguồn bộ xử lý được định nghĩa như sau:

+G0/C0 CPU On– Hoạt động bộ xử lý bình thường
+G0/C1 CPU Halted – Bộ xử lý bị dừng lại
+G0/C2 CPU Stopped– Đồng hồ đã ngừng
+G0/C3 CPU/Cache Stopped– Đồng hồ đã ngừng và các quy trình xem xét bộ đệm (cache snoop) được bỏ qua.

G1 Sleepling – Hệ thống thể hiện bị tắt nhưng thực sự đang ở một trong bống trạng thái Sleep – đến không hoạt động hoàn toàn. Hệ thống trở về G0 nhanh như thế nào tùy thuộc trạng thái Sleep mà hệ thống chọn. Trong bất kỳ trạng thái Sleep nào, bối cảnh hệ thống và tình trạng được lưu trữ như thế nào thì hồi phục dù như thế. Trạng thái Sleep có trong trạng thái Global G1 được định nghĩa như sau:

+ GI/S1 Halt – Tình trạng không làm việc độ trễ thấp (A low-latency idle state). CPU bị dừng; tuy nhiên bối cảnh hệ thống và tình trạng không mất.

+ G1/S3 Suspend to RAM – Toàn bộ bối cảnh hệ thống bị mất ngoại trừ bộ nhớ. Phần cứng duy trì bối cảnh bộ nhớ. CPU được thiết lập lại và hồi phục một số bối cảnh CPU và L2 khi thức dậy.

+ G1/S4 Suspend to Disk (Hibernation) – Bối cảnh hệ thống và tình trạng (RAM) được lưu vào bộ lưu trữ - thường là ổ đĩa cứng. Điều này được biết như Hibernation. Để trở về trạng thái G0 – (haotj động), bạn phải nhấn nút nguồn và hệ thống sẽ khởi động lại, tải bối cảnh và tình trạng để lưu từ nơi chúng được lưu trước đó (thường là ổ đĩa cứng). Để trở về từ G2/S5 đến G0 yêu cầu một độ trễ đáng kể (thời gian).

+ G2/S5 Soft Off – Đây là trạng thái tắt nguồn bình thường sau khi chọn Shutdown hay nhấn nút nguồn để tắt hệ thống. Hệ thống và tất cả thiết bị về thực chất được tắt nguồn; tuy nhiên hệ thống này vẫn được cắm nguồn và nguồn dự phòng từ bộ cấp đến bo mạch chủ, hệ thống này vẫn được cắm nguồn và nguồn dự phòng từ bộ cấp nguồn đến bo mạch chủ, hệ thống tỉnh dậy (bật nguồn) nếu nhận chỉ lệnh từ một thiết bị bên ngoài. Bối cảnh và tình trạng phần cứng không được lưu. Hệ thống này phải được khởi động lại hoàn toàn để trở về trạng thái G0.

+ G3 Mechanical Off – Nguồn hoàn toàn ngắt khỏi hệ thống. Trong hầu hết trường hợp điều này có nghĩa hệ thống phải không được cắm nguồn hay tắt nguồn hẳn thông qua ổ cắm (power strip). Đây chỉ là một tình trạng an toàn để tháo hệ thống. Sự tiêu thụ điện hoàn toàn là zero ngoại trừ mạch điện CMOS/Clock.

Trong sử dụng bình thường hệ thống luân phiên giữa trạng thái G0 (Hoạt động) và G1 (Ngủ). Trong trạng thái G0, các thiết bị rời và bộ xử lý được quản lý nguồn qua trạng thái Device Power (D1-D3) và Processor Power (C1-C3). Bất kỳ thiết bị được chọn lọc tắt có thế nhanh chóng bật nguồn trong khoảng thời gian ngắn, từ hầu như tức thời đến chỉ vài giây.

Khi hệ thống nhàn rỗi (không nhập liệu từ bàn phím hay chuột) trong khoảng thời gian định trước, hệ thống vào trạng thái Global G1 (Ngủ), nghĩa là chọn một trong các trạng thái ngủ S1 – S4. Trong những trạng thái này hệ thống thể hiện tắt, nhưng toàn bối cảnh và tình trạng hệ thống được lưu lại, cho phép hệ thống trở về đúng lúc nó tắt, với nhiều thời gian trễ khác nhau. Cho thí dụ trở về trạng thái G0 (Working) từ trạng thái G1/S4 (Hibernation) yêu cầu nhiều thời gian hơn trở về từ trạng thái G1/S3 (Suspend).

Khi người dùng nhấn nút nguồn để tắt hệ thống, hay chọn Shutdown qua hệ điều hành, hệ thống vào trạng thái G2/S5 (Soft Off). Trong trạng thái này không bối cảnh nào được lưu và hệ thống này hoàn toàn tắt ngoại trừ nguồn dự phòng. Hoàn toàn ngắt kết nối dòng điện xoay chiều hay bộ pin để hệ thống trong trạng thái Global G3 (Mechanical Off), là trạng thái duy nhất trong đó hệ thống được tháo ráp.

Trong suốt quy trình thiết lập và khởi động hệ thống, ACPI thể hiện một chuỗi kiểm tra và thử nghiệm để xem liệu phần cứng hệ thống và BIOS có hỗ trợ ACPI. Nếu hỗ trợ không được phát hiện hay được phát hiện có lỗi, hệ thống thường trở lại sự điều khiển Quản lý nguồn cao cấp (Advanced Power Management) chuẩn, được xem như quản lý nguồn di sản (legacy power management) theo ACPI. Hầu như tất cả sự cố ACPI là kết quả của sự thực thi ACPI bán phần hay không đầy đủ  hoặc không tương thích trong BIOS nâng cấp hay nhà sản xuất thiết bị cho các trình điều khiển nâng cấp.

Theo “Nâng cấp và sửa chữa máy tính” Scott Mueller