Systemleistungszustände
Für den Benutzer scheint ein Computersystem entweder ein- oder ausgeschaltet zu sein. Es gibt keine anderen nachweisbaren Zustände. Das System unterstützt jedoch mehrere Leistungszustände, die den in der Advanced Configuration and Power Interface (ACPI)-Spezifikation definierten Leistungszuständen entsprechen. Es gibt auch Variationen dieser Zustände, z. B. hybrider Ruhezustand und schneller Start. In diesem Artikel werden diese Zustände vorgestellt und die Beziehung zueinander beschrieben.
Anmerkung
Systemintegratoren und Entwickler, die Treiber oder Anwendungen mit einem Systemdienst erstellen, sollten besonders sorgfältig auf Treiberqualitätsprobleme wie Speicherlecks achten. Obwohl die Treiberqualität immer wichtig war, kann die Up-Time zwischen Kernelneustarts erheblich länger sein als in früheren Versionen des Betriebssystems, da der Kernel, treiber und Dienste beibehalten und wiederhergestellt werden, nicht erneut gestartet, bei vom Benutzer initiierten Ruhezustand und Herunterfahren.
In der folgenden Tabelle sind die ACPI-Leistungszustände vom höchsten bis zum niedrigsten Stromverbrauch aufgeführt.
| Energiezustand | ACPI-Status | Beschreibung |
|---|---|---|
| Arbeiten | S0 | Das System ist vollständig nutzbar. Hardwarekomponenten, die nicht verwendet werden, können Energie sparen, indem sie einen niedrigeren Leistungszustand eingeben. |
| Standbymodus (Modern Standby) | S0 Leerlauf mit niedriger Leistung | Einige SoC-Systeme unterstützen einen Energiesparzustand, der als modern Standby-bezeichnet wird. In diesem Zustand kann das System aufgrund von Hardware- und Netzwerkereignissen sehr schnell von einem Energiesparzustand zum Hochstromzustand wechseln. Systeme, die Modern Standby unterstützen, verwenden S1-S3-nicht. |
| Schlafen |
S1- S2- S3- |
Das System scheint deaktiviert zu sein. Die Menge der verbrauchten Energie in Zuständen S1-S3- ist kleiner als S0 und mehr als S4.
S3 verbraucht weniger Energie als S2, und S2 verbraucht weniger Energie als S1. Systeme unterstützen in der Regel einen dieser drei Zustände, nicht alle drei. In Den Zuständen S1-S3wird der veränderliche Speicher aktualisiert, um den Systemzustand aufrechtzuerhalten. Einige Komponenten bleiben eingeschaltet, damit der Computer von der Tastatur, dem LAN oder einem USB-Gerät aus reaktivieren kann. Hybrid-Standbymodus-, die auf Desktops verwendet werden, ist der Ort, an dem ein System eine Ruhezustandsdatei mit S1-S3-verwendet. Die Ruhezustandsdatei speichert den Systemzustand, falls das System während des Ruhezustands Strom verliert. Hinweis: SoC-Systeme, die Modern Standby unterstützen, verwenden S1-S3-nicht. |
| Überwintern | S4- | Das System scheint deaktiviert zu sein. Der Stromverbrauch wird auf die niedrigste Ebene reduziert. Das System speichert den Inhalt des flüchtigen Speichers in einer Ruhezustandsdatei, um den Systemzustand beizubehalten. Einige Komponenten bleiben eingeschaltet, damit der Computer von der Tastatur, dem LAN oder einem USB-Gerät aus reaktivieren kann. Der Arbeitskontext kann wiederhergestellt werden, wenn er auf nichtvolatile Medien gespeichert ist. Schnellstart ist der Ort, an dem der Benutzer vor dem Erstellen der Ruhezustandsdatei abgemeldet wird. Dies ermöglicht eine kleinere Ruhezustandsdatei, die für Systeme mit weniger Speicherfunktionen geeignet ist. |
| Weich aus | S5- | Das System scheint deaktiviert zu sein. Dieser Zustand besteht aus einem vollständigen Herunterfahren und Startzyklus. |
| Mechanisches Aus | G3- | Das System ist komplett ausgeschaltet und verbraucht keinen Strom. Das System kehrt erst nach einem vollständigen Neustart in den Arbeitszustand zurück. |
Die SYSTEM_POWER_STATE-Aufzählung definiert die Werte, die zum Angeben von Systemleistungszuständen verwendet werden.
Arbeitszustand: S0
Während des Arbeitszustands ist das System wach und läuft. Das Gerät ist einfach ON. Unabhängig davon, ob der Bildschirm ein- oder ausgeschaltet ist, befindet sich das Gerät in einem voll ausgeführten Zustand. Um Energie zu sparen, insbesondere auf batteriebetriebenen Geräten, empfiehlt es sich, Hardwarekomponenten herunterzuschalten, wenn sie nicht verwendet werden.
Wichtig
Schalten Sie Hardwarekomponenten ein, wenn sie nicht verwendet werden, unabhängig vom Zustand. Geringer Stromverbrauch ist ein wichtiger Aspekt für Die Verbraucher mobiler Geräte.
Ruhezustand: Moderner Standbymodus
Im S0 Energiesparmodus des Betriebszustands, der auch als Modern Standbybezeichnet wird, bleibt das System teilweise ausgeführt. Während des modernen Standbymodus kann das System up-to-Datum bleiben, wenn ein geeignetes Netzwerk verfügbar ist, und auch reaktiviert werden, wenn Echtzeitaktionen erforderlich sind, z. B. Betriebssystemwartung. Modern Standby wakes deutlich schneller als S1-S3. Weitere Informationen finden Sie unter Modern Standby.
Anmerkung
Der moderne Standbymodus ist nur auf einigen SoC-Systemen verfügbar. Wenn es unterstützt wird, unterstützt das System S1-S3 nicht.
Vorsicht
Aktivieren Sie S3 wake-on-LAN (WoL) nicht auf modernen Standaby-fähigen Systemen. Das Aufwachen eines Computers mit einem Magischen Paket wird von Modern Standby unterstützt. Das Aktivieren von Legacy-S3-WoL ist nicht erforderlich und kann zu DHCP- und/oder DNS-Paketstürmen in Ihrem Netzwerk führen.
Ruhezustand: S1-S3
Das System wechselt basierend auf einer Reihe von Kriterien in den Ruhezustand, einschließlich Benutzer- oder Anwendungsaktivitäten und Einstellungen, die der Benutzer auf der Power & Energiesparmodus- Seite der Einstellungen App festlegt. Standardmäßig verwendet das System den energiesparendsten Zustand, der von allen aktivierten Wake-up-Geräten unterstützt wird. Weitere Informationen dazu, wie das System bestimmt, wann der Ruhezustand eintritt, finden Sie unter Systemschlafkriterien.
Bevor das System in den Ruhezustand wechselt, bestimmt es den geeigneten Ruhezustand, benachrichtigt Anwendungen und Treiber des ausstehenden Übergangs und übergibt das System dann in den Ruhezustand. Bei einem kritischen Übergang, z. B. beim Erreichen des kritischen Akkuschwellenwerts, benachrichtigt das System Anwendungen und Treiber nicht. Anwendungen müssen darauf vorbereitet sein und die entsprechenden Maßnahmen ergreifen, wenn das System in den Arbeitszustand zurückkehrt.
In S1-S3- Zuständen wird der veränderliche Speicher aktualisiert, um den Systemzustand beizubehalten. Einige Komponenten bleiben eingeschaltet, damit der Computer von der Tastatur, dem LAN oder einem USB-Gerät aus reaktivieren kann.
Das System wird auch als Reaktion auf Benutzeraktivitäten oder ein durch eine Anwendung definiertes Wake-up-Ereignis aus dem Ruhezustand aktiviert. Weitere Informationen finden Sie unter System-Reaktivierungsereignisse. Die Zeitdauer, von der das System wachen muss, hängt vom Ruhezustand ab, von dem es aufwacht. Das System benötigt mehr Zeit, um von einem niedrigeren Zustand (S3) zu reaktivieren als von einem höheren Zustand (S1) aufgrund der zusätzlichen Arbeit, die die Hardware möglicherweise ausführen muss. Beispiel: Stabilisierung der Stromversorgung oder erneute Initialisierung des Prozessors.
Vorsicht
Beim Aufrufen von SetThreadExecutionStatesollte der ES_AWAYMODE_REQUIRED Wert nur verwendet werden, wenn es unbedingt von Medienanwendungen erforderlich ist, die das System zum Ausführen von Hintergrundaufgaben benötigen, z. B. das Aufzeichnen von Fernsehinhalten oder das Streamen von Medien auf anderen Geräten, während das System zu schlafen scheint. Anwendungen, die keine kritische Hintergrundverarbeitung erfordern oder auf tragbaren Computern ausgeführt werden, sollten den Abwesendmodus nicht aktivieren, da dadurch verhindert wird, dass das System Energie einsparen kann, indem er in den tatsächlichen Ruhezustand wechselt.
Hybrider Ruhezustand: S1-S3 + Ruhezustandsdatei
Hybrid-Energiesparmodus ist ein spezieller Zustand, der eine Kombination aus Ruhezustand und Ruhezustand ist. Wenn ein System eine Ruhezustandsdatei mit S1-S3 verwendet. Der Hybridschlaf ist nur auf einigen Systemen verfügbar. Wenn diese Option aktiviert ist, schreibt das System eine Ruhezustandsdatei, gibt jedoch einen energiesparfähigen Zustand ein. Wenn die Stromversorgung während des Ruhezustands des Systems verloren geht, wird das System aus dem Ruhezustand wacht, was länger dauert, aber den Systemzustand des Benutzers wiederherstellen kann.
Ruhezustand: S4
Windows verwendet den Ruhezustand, um eine schnelle Startumgebung zu ermöglichen. Wenn verfügbar, wird es auch auf mobilen Geräten verwendet, um die verwendbare Akkulaufzeit eines Systems zu erweitern, indem ein Mechanismus zum Speichern des gesamten Zustands des Benutzers vor dem Herunterfahren des Systems bereitgestellt wird. Bei einem Ruhezustand werden alle Speicherinhalte in eine Datei auf dem primären Systemlaufwerk geschrieben, die Ruhezustandsdatei. Dadurch wird der Zustand des Betriebssystems, der Anwendungen und der Geräte beibehalten. Wenn der kombinierte Speicherbedarf den gesamten physischen Speicher belegt, muss die Ruhezustandsdatei groß genug sein, um sicherzustellen, dass genügend Speicherplatz vorhanden ist, um den gesamten Inhalt des physischen Speichers zu sparen. Da Daten in nicht veränderliche Speicher geschrieben werden, muss DRAM keine Selbstaktualisierung beibehalten und kann ausgeschaltet werden, was bedeutet, dass der Stromverbrauch des Ruhezustands sehr niedrig ist, fast genauso wie der Stromabstrom.
Während eines vollständigen Herunterfahrens und Startens (S5) wird die gesamte Benutzersitzung heruntergefahren und beim nächsten Start neu gestartet. Im Gegensatz dazu wird während eines Ruhezustands (S4) die Benutzersitzung geschlossen und der Benutzerstatus gespeichert.
Schneller Start: reduzierte Ruhezustandsdatei
Schnelles Starten ist eine Art von Herunterfahren, die eine Ruhezustandsdatei verwendet, um den nachfolgenden Start zu beschleunigen. Während dieser Art des Herunterfahrens wird der Benutzer vor dem Erstellen der Ruhezustandsdatei abgemeldet. Der schnelle Start ermöglicht eine kleinere Ruhezustandsdatei, die für Systeme mit weniger Speicherfunktionen geeignet ist. Weitere Informationen finden Sie unter Ruhezustandsdateitypen.
Wenn Sie den schnellen Start verwenden, scheint das System dem Benutzer zu sehen, als ob ein vollständiges Herunterfahren (S5) aufgetreten ist, obwohl das System tatsächlich S4 durchlaufen hat. Dazu gehört, wie das System auf Geräte-Wake-Alarme reagiert.
Schnelles Starten protokolliert Benutzersitzungen, aber der Inhalt des Kernels (Sitzung 0) wird auf die Festplatte geschrieben. Dies ermöglicht einen schnelleren Start.
Um ein schnelles Herunterfahren im Startstil programmgesteuert zu initiieren, rufen Sie die InitiateShutdown--Funktion mit dem SHUTDOWN_HYBRID Flag oder der ExitWindowsEx- Funktion mit der EWX_HYBRID_SHUTDOWN-Kennzeichnung auf.
Anmerkung
In Windows ist der schnelle Start der Standardübergang, wenn ein System heruntergefahren wird. Ein vollständiges Herunterfahren (S5) tritt auf, wenn ein Systemneustart angefordert wird oder wenn eine Anwendung eine Herunterfahren-API aufruft.
Ruhezustand eingeben
Wenn eine Ruhezustandsanforderung durchgeführt wird, treten die folgenden Schritte auf, wenn das System in den Ruhezustand wechselt:
- Apps und Dienste werden benachrichtigt
- Treiber werden benachrichtigt
- Der Benutzer- und Systemstatus wird auf dem Datenträger in einem komprimierten Format gespeichert.
- Firmware wird benachrichtigt
Anmerkung
Alle Kerne des Systems werden verwendet, um die Daten im Arbeitsspeicher zu komprimieren und auf den Datenträger zu schreiben.
Rufen Sie zum programmgesteuerten Initiieren eines Ruhezustands den SetSuspendState--Funktion auf.
Fortsetzen des Ruhezustands
Wenn ein System aus dem Ruhezustand fortgesetzt wird.
Wenn ein System eingeschaltet ist, treten die folgenden Schritte auf, wenn das System aus dem Ruhezustand fortgesetzt wird:
- System POST
- Der Systemspeicher wird dekomprimiert und aus der Ruhezustandsdatei wiederhergestellt.
- Geräteinitialisierung
- Treiber werden in dem Zustand wiederhergestellt, in dem sie vor dem Ruhezustand waren.
- Dienste werden in dem Zustand wiederhergestellt, in dem sie sich vor dem Ruhezustand befunden haben
- Das System wird für die Anmeldung verfügbar
Ein fortsetzen aus dem Ruhezustand beginnt mit einem System-POST, der einem S5-Herunterfahren ähnelt. Der Betriebssystemstart-Manager bestimmt, dass ein Lebenslauf aus dem Ruhezustand erforderlich ist, indem eine gültige Ruhezustandsdatei erkannt wird. Anschließend leitet es das System weiter, um den Inhalt des Speichers und alle Architekturregister wiederherzustellen. Im Falle eines Lebenslaufs aus dem Ruhezustand werden die Inhalte des Systemspeichers von der Festplatte, dekomprimiert und wiederhergestellt, die das System in den genauen Zustand versetzt, in dem es sich befand, als es im Ruhezustand war. Nachdem der Arbeitsspeicher wiederhergestellt wurde, werden die Geräte erneut gestartet, der Computer kehrt zu einem ausgeführten Zustand zurück, der für die Anmeldung bereit ist.
Anmerkung
Während eines Lebenslaufs aus dem Ruhezustand werden Treiber und Dienste benachrichtigt, aber nicht neu gestartet. Sie werden nur wieder in den Zustand zurückgesetzt, in dem sie sich vor dem Ruhezustand befanden.
Ruhezustandsdateitypen
Ruhezustandsdateien werden für hybriden Ruhezustand, schnelles Starten und Standardmäßigen Ruhezustandsverwendet. Es gibt zwei Typen, differenziert nach Größe, einer vollständigen und reduzierten Ruhezustandsdatei. Nur der schnelle Start kann eine reduzierte Ruhezustandsdatei verwenden.
| Ruhezustandsdateityp | Standardgröße | Unterstützt... |
|---|---|---|
| Voll | 40% des physischen Speichers | Ruhezustand, Hybridschlaf, schneller Start |
| Reduziert | 20% des physischen Speichers | Schneller Start |
Um den verwendeten Ruhezustandsdateityp zu überprüfen oder zu ändern, führen Sie das powercfg.exe Hilfsprogramm aus. Die folgenden Beispiele veranschaulichen, wie das geht. Führen Sie powercfg /? hibernateaus, um weitere Informationen zu erfahren.
| Beispiel | Beschreibung |
|---|---|
powercfg /a |
Überprüfen Sie den Dateityp "Ruhezustand". Wenn eine vollständige Ruhezustandsdatei verwendet wird, ist der Ergebniszustand, dass der Ruhezustand eine verfügbare Option ist. Wenn eine reduzierte Ruhezustandsdatei verwendet wird, werden die Ergebnisse von "Ruhezustand" nicht unterstützt. Wenn das System überhaupt keine Ruhezustandsdatei aufweist, wurden die Ergebnisse von Ruhezustand nicht aktiviert. |
powercfg /h /type full |
Ändern Sie den Ruhezustandsdateityp in "Vollständig". Dies wird für Systeme mit weniger als 32 GB Speicher nicht empfohlen. |
powercfg /h /type reduced |
Ändern Sie den Ruhezustandsdateityp in "Reduziert". Wenn der Befehl "der Parameter ist falsch" zurückgibt, lesen Sie das folgende Beispiel. |
powercfg /h /size 0powercfg /h /type reduced |
Versuchen Sie erneut, den Dateityp "Ruhezustand" auf "Reduziert" zu ändern. Wenn die Ruhezustandsdatei auf eine benutzerdefinierte Größe festgelegt ist, die größer als 40%ist, müssen Sie zuerst die Größe der Datei auf Null festlegen. Wiederholen Sie dann die reduzierte Konfiguration. |
Weicher Auszustand: S5
Der Zustand "Soft Off" ist, wenn das System ohne Ruhezustand vollständig heruntergefahren wird. Soft Off wird auch als vollständiges Herunterfahrenbezeichnet. Während eines vollständigen Herunterfahrens und Startens wird die gesamte Benutzersitzung heruntergefahren und beim nächsten Start neu gestartet. Folglich dauert ein Start/Start aus diesem Zustand wesentlich länger als S1-S4. Ein vollständiges Herunterfahren (S5) tritt auf, wenn ein Systemneustart angefordert wird oder wenn eine Anwendung eine Herunterfahren-API aufruft.
Mechanischer Auszustand: G3
In diesem Zustand ist das System vollständig ausgeschaltet und verbraucht keine Energie. Das System kehrt erst nach einem vollständigen Neustart in den Arbeitszustand zurück.
Wake-on-LAN-Verhalten
Die Funktion wake-on-LAN (WOL) aktiviert den Computer aus einem Energiesparzustand, wenn ein Netzwerkadapter ein WOL-Ereignis erkennt (in der Regel ein speziell konstruiertes Ethernet-Paket).
WOL wird von S3 Ruhezustand oder S4 Ruhezustand unterstützt. Es wird vom schnellen Start oder S5 nicht unterstützt, zustandsfreies Herunterfahren. NICs sind in diesen Zuständen nicht für das Wachen bewaffnet, da Benutzer nicht erwarten, dass ihre Systeme allein aufwachen.
Anmerkung
WOL wird vom S5 soft off state nicht offiziell unterstützt. Das BIOS auf einigen Systemen unterstützt jedoch möglicherweise die Armierung von NICs für die Aktivierung, obwohl Windows nicht an dem Prozess beteiligt ist.