คอมพิวเตอร์ของฉันสามารถรีสตาร์ทเองได้อย่างไร

มันเป็นกิจกรรมที่พบได้ทั่วไปที่คนส่วนใหญ่ไม่เคยหยุดคิดแม้แต่ครั้งเดียวนั่นคือการรีสตาร์ทอัตโนมัติ ไม่ว่าจะเป็นผู้ใช้หรือแอปพลิเคชันเริ่มต้นสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อคอมพิวเตอร์ของคุณรอบพลังงานของตัวเอง?

เซสชั่นคำถามและคำตอบในวันนี้มาถึงเราด้วยความอนุเคราะห์จาก SuperUser ซึ่งเป็นแผนกย่อยของ Exchange Exchange ซึ่งเป็นกลุ่มไดรฟ์ชุมชนของเว็บไซต์ถาม - ตอบ.

คำถาม

ผู้อ่าน SuperUser Seth Carnegie สงสัยเกี่ยวกับการจัดการพลังงานคอมพิวเตอร์:

คอมพิวเตอร์จะรีสตาร์ทตัวเองได้อย่างไร หลังจากปิดแล้วมันจะบอกตัวเองให้กลับมาอีกครั้งได้อย่างไร ซอฟต์แวร์ประเภทใดที่สามารถทำได้?

ได้อย่างไร การรวมกันของความมหัศจรรย์ของซอฟต์แวร์ / ฮาร์ดแวร์ทำให้เกิดขึ้น?

คำตอบ

ผู้สนับสนุน SuperUser Jcrawfordor เสนอทั้งการตอบสนองแบบย่อและแบบละเอียดสำหรับคำถามที่ตอบคำถามอย่างเพียงพอมากกว่า:

ยาวเกินไปไม่ได้อ่านคำตอบ: สถานะพลังงานในคอมพิวเตอร์ของคุณถูกควบคุมโดยการใช้ ACPI (การกำหนดค่าขั้นสูงและอินเทอร์เฟซพลังงาน) ในตอนท้ายของกระบวนการปิดระบบปฏิบัติการของคุณตั้งค่าคำสั่ง ACPI เพื่อระบุว่าคอมพิวเตอร์ควรรีบูต ในการตอบสนองมาเธอร์บอร์ดจะรีเซ็ตส่วนประกอบทั้งหมดโดยใช้คำสั่งหรือบรรทัดรีเซ็ตตามลำดับจากนั้นทำตามกระบวนการบูทสแตรป เมนบอร์ดไม่เคยปิดจริงมันเพียงรีเซ็ตองค์ประกอบต่าง ๆ และจากนั้นจะทำงานราวกับว่าเพิ่งกดปุ่มเพาเวอร์.

ยาวและท่องเที่ยว แต่ (ในความคิดของฉัน) คำตอบที่น่าสนใจมากขึ้น:

พลังอ่อนและวิธีการทำงาน

ในสมัยก่อน (ก็โอเคสำหรับนักศึกษาอย่างฉัน '90s เป็นเวลานานแล้ว) เรามีเมนบอร์ด AT (เทคโนโลยีขั้นสูง) ที่มี ที่พลังงาน การจัดการ ระบบพลังงาน AT นั้นง่ายมาก ๆ ปุ่มเปิด / ปิดบนคอมพิวเตอร์ของคุณเป็นฮาร์ดแวร์สลับ (อาจอยู่ด้านหลังเคส) และอินพุต 120vac ของคุณผ่านไป มันจะเปิดและปิดสวิตช์เพาเวอร์ของแหล่งจ่ายไฟของคุณและเมื่อสวิตช์นี้อยู่ในตำแหน่งปิดทุกอย่างในคอมพิวเตอร์ของคุณก็ตายไปหมดแล้ว (นี่ทำให้แบตเตอรี่ CMOS มีความสำคัญมากเพราะไม่มีแหล่งจ่ายไฟสำหรับฮาร์ดแวร์ ฟ้องนาฬิกา) เนื่องจากสวิตช์เปิดปิดเป็นกลไกทางกายภาพจึงไม่มีวิธีการเปิดและปิดซอฟต์แวร์ Windows จะแสดงข้อความ“ ตอนนี้ปลอดภัยแล้วที่จะปิดคอมพิวเตอร์ของคุณ” เนื่องจากแม้ว่าทุกอย่างจะถูกจอดไว้และพร้อมที่จะปิด แต่ก็เป็นไปไม่ได้ที่ OS จะพลิกสวิตช์ไฟได้จริง การกำหนดค่านี้บางครั้งเรียกว่า พลังงานอย่างหนัก, เพราะมันคือฮาร์ดแวร์ทั้งหมด.

ทุกวันนี้สิ่งต่าง ๆ เนื่องจากสิ่งมหัศจรรย์ของมาเธอร์บอร์ด ATX และ พลังงาน ATX (นั่นคือเทคโนโลยีขั้นสูง eXtended หากคุณกำลังติดตาม) พร้อมด้วยความก้าวหน้าอื่น ๆ อีกมากมาย (mini-DIN PS / 2, ใคร ๆ ?) ATX นำมาซึ่ง ไฟอ่อน. ซอฟต์เพาเวอร์หมายความว่าซอฟต์แวร์สามารถควบคุมพลังงานให้กับคอมพิวเตอร์ได้ สิ่งนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงการนำเข้าเล็กน้อย:

• พลังงานสแตนด์บาย: คุณอาจเห็นขั้วต่อ“ 5v SB” หรือ“ 5v แสตนด์บาย” ติดอยู่ในแหล่งจ่ายไฟ แหล่งจ่ายไฟสแตนด์บาย เป็นสาย 5v ไปยังมาเธอร์บอร์ดที่เปิดอยู่เสมอแม้ในขณะที่ปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ นี่คือเหตุผลว่าทำไมจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องถอดปลั๊กหรือปิดสวิตช์ฮาร์ด PSU (ถ้ามี) เมื่อให้บริการคอมพิวเตอร์สมัยใหม่เพราะแม้ว่าจะปิดอยู่คุณอาจสั้น 5v SB และทำให้เมนบอร์ดเสียหาย นี่คือเหตุผลที่แบตเตอรี่ CMOS ไม่สำคัญอีกต่อไปแล้ว - 5v SB ใช้เพื่อแทนที่แบตเตอรี่ CMOS ทุกครั้งที่แหล่งจ่ายไฟมีไฟเมนดังนั้นแบตเตอรี่ CMOS จะใช้เมื่อคุณถอดปลั๊กคอมพิวเตอร์ออกโดยสิ้นเชิง บรรทัด 5v SB ที่สำคัญช่วยให้ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์ของคุณ (ที่สำคัญที่สุดคือ BIOS และอะแดปเตอร์เครือข่าย) เพื่อให้ทำงานซอฟต์แวร์บางอย่างได้ง่ายแม้ในขณะที่ปิดเครื่องคอมพิวเตอร์.
• การควบคุมแหล่งจ่ายไฟอัจฉริยะ หากคุณดูที่พินสำหรับขั้วต่อเมนบอร์ด (P1) ของแหล่งจ่ายไฟคุณจะสังเกตเห็นว่ามีพินสองตัวที่โดยปกติจะมีป้ายกำกับ PS_ON และ PS_RDY. สิ่งเหล่านี้หมายถึง "แหล่งจ่ายไฟเปิด" และ "แหล่งจ่ายไฟพร้อม" หากคุณต้องการทดลองใช้พาวเวอร์ซัพพลายที่ไม่ได้อยู่ในเครื่องคอมพิวเตอร์เสียบปลั๊กและสั้นสายกราวด์ (สายไฟสีดำเส้นหนึ่ง) ไปยังสาย PS_ON (สายสีเขียว) แหล่งจ่ายไฟจะเปิดอย่างเห็นได้ชัดโดยที่พัดลมกำลังหมุน ส่วนประกอบของมาเธอร์บอร์ดกำลังวิ่งออกจาก + 5v SB เปิดและปิดแหล่งจ่ายไฟของคุณโดยเชื่อมต่อพลังงานเข้ากับพิน PS_ON เนื่องจากมีตัวเก็บประจุและส่วนประกอบอื่น ๆ ในแหล่งจ่ายไฟที่ใช้เวลาสักครู่ในการชาร์จแรงดันไฟฟ้าจากเอาต์พุตหลักของแหล่งจ่ายไฟอาจไม่เสถียรทันทีหลังจากเปิด PSU นี่คือสิ่งที่พิน PS_RDY ใช้สำหรับเมื่อตรรกะภายในของแหล่งจ่ายไฟกำหนดว่าแหล่งจ่ายไฟ“ พร้อม” และจะให้พลังงานที่เสถียร เมนบอร์ดรอจนกระทั่ง PS_RDY เปิดการบู๊ตต่อไป.

ดังนั้นสวิตช์ไฟของคุณจะไม่“ เปิด” คอมพิวเตอร์อีกต่อไป แต่จะเชื่อมต่อกับตัวควบคุมพื้นฐานของเมนบอร์ดซึ่งตรวจพบว่ามีการกดปุ่มและดำเนินการตามขั้นตอนต่าง ๆ เพื่อเตรียมระบบรวมถึงการให้แสงสว่าง PS_ON เพื่อให้พลังงานสามารถใช้งานได้ ปุ่มเปิดปิดไม่ใช่วิธีเดียวที่จะกระตุ้นกระบวนการเริ่มต้นอุปกรณ์ในบัสส่วนขยายของคุณสามารถทำได้เช่นกัน สิ่งนี้มีความสำคัญเนื่องจากอะแดปเตอร์เครือข่ายอีเธอร์เน็ตของคุณยังคงใช้งานได้จริงเมื่อคอมพิวเตอร์ของคุณปิดอยู่และมองหาแพ็คเก็ตที่เฉพาะเจาะจงมากซึ่งมักเรียกกันว่า“ แพ็คเก็ต Magic” หากตรวจพบแพ็คเก็ตนี้ . นี่คือวิธีการทำงานของ "Wake-on-LAN" (WoL) นาฬิกายังสามารถเริ่มการบู๊ตได้ (BIOS ส่วนใหญ่อนุญาตให้คุณตั้งเวลาที่คอมพิวเตอร์ควรบู๊ตในแต่ละวัน) และอุปกรณ์ USB และ FireWire สามารถเปิดใช้การบู๊ตได้แม้ว่าฉันจะไม่ทราบเกี่ยวกับการใช้งานสิ่งนี้.

ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการควบคุมพลังงาน

ฉันอธิบายสิ่งที่อ่อนนุ่มทั้งสองเพราะฉันคิดว่ามันน่าสนใจ (เหตุผลสำคัญเสมอที่ฉันอธิบายสิ่งต่าง ๆ ) และเพราะมันช่วยให้คุณเข้าใจว่าอำนาจและการเปิด / ปิดสถานะของคอมพิวเตอร์ของคุณทั้งหมดถูกควบคุมโดยซอฟต์แวร์ ในคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่ในปัจจุบันระบบซอฟต์แวร์นี้เป็นการใช้งานของ การกำหนดค่าขั้นสูงและ Power Interface หรือ ACPI. ACPI เป็นระบบมาตรฐานที่เป็นเอกภาพช่วยให้ซอฟต์แวร์ควบคุมระบบไฟฟ้าของคอมพิวเตอร์ของคุณ คุณอาจเคยได้ยิน สถานะพลังงาน ACPI. กลไกพื้นฐานของการควบคุมพลังงานคือ“ สถานะพลังงาน” ระบบปฏิบัติการของคุณจะสลับผ่านโหมดพลังงานโดยเตรียมการสำหรับสวิตช์ (กระบวนการปิด / จำศีลที่เกิดขึ้นก่อนที่พลังงานจะดับจริง ๆ ) จากนั้นสั่งให้เมนบอร์ดเปลี่ยนสถานะพลังงาน . สถานะพลังงานมีลักษณะเช่นนี้:

• G0: ทำงาน (สถานะ "เปิด" ในคอมพิวเตอร์ของคุณ)
• G1: หลับ (สถานะสแตนด์บายของคอมพิวเตอร์ของคุณแบ่งออกเป็น substates S)
  • S1: กำลังไฟของ CPU และ RAM ยังคงเปิดอยู่ แต่ CPU ไม่ทำงานตามคำแนะนำ อุปกรณ์ต่อพ่วงปิดอยู่.
  • S2: ปิด CPU, RAM ได้รับการดูแล
  • S3: ส่วนประกอบทั้งหมดปิดตัวลงยกเว้น RAM และอุปกรณ์ที่จะเปิดใช้งานประวัติย่อ (คีย์บอร์ด) เมื่อคุณบอกให้ระบบปฏิบัติการ“ นอนหลับ” ระบบจะหยุดกระบวนการและจากนั้นเข้าสู่โหมดนี้.
  • S4: การไฮเบอร์เนต ทุกอย่างถูกปิดอย่างแน่นอน เมื่อคุณบอกระบบปฏิบัติการให้ไฮเบอร์เนตระบบจะหยุดกระบวนการบันทึกเนื้อหาของ RAM ลงในดิสก์จากนั้นเข้าสู่โหมดนี้.
• G2: Soft Off นี่คือสถานะ "ปิด" ของคอมพิวเตอร์ ปิดทุกอย่างยกเว้นอุปกรณ์ที่สามารถเปิดเครื่องได้.
• G3: ปิดกลไก.

การรีเซ็ตเกิดขึ้นจริงอย่างไร

คุณจะสังเกตเห็นว่าการรีบูตไม่ใช่สถานะใดสถานะหนึ่งเหล่านี้ ดังนั้นสิ่งที่เกิดขึ้นจริงเมื่อคอมพิวเตอร์ของคุณเมื่อมันรีบูต? คำตอบอาจจะแปลกใจเพราะจากมุมมองการจัดการพลังงานของมัน แทบไม่มีอะไรเลย. นั่นคือ คำสั่ง ACPI รีเซ็ต. เมื่อคุณบอกให้ระบบปฏิบัติการรีบูตระบบจะปฏิบัติตามกระบวนการปิดเครื่องตามปกติ (หยุดกระบวนการทั้งหมดของคุณทำการบำรุงรักษาเล็กน้อยยกเลิกการติดตั้งระบบไฟล์ ฯลฯ ) จากนั้นเป็นขั้นตอนสุดท้ายแทนการส่งเครื่องไปยังสถานะพลังงาน G2 (เช่นเดียวกับที่คุณบอกให้มันปิดเครื่อง) มันตั้งค่าคำสั่งรีเซ็ต โดยทั่วไปจะเรียกว่า "รีเซ็ตการลงทะเบียน" เนื่องจากเช่นเดียวกับส่วนใหญ่ของอินเทอร์เฟซ ACPI เป็นเพียงที่อยู่ที่ควรเขียนค่าเฉพาะเพื่อขอรีเซ็ต ฉันจะอ้างอิงข้อกำหนด 2.0 ในสิ่งที่มันทำ:

กลไกการรีเซ็ต ACPI ซึ่งเป็นตัวเลือกระบุกลไกมาตรฐานที่ให้การรีเซ็ตระบบแบบสมบูรณ์ เมื่อใช้งานกลไกนี้จะต้องรีเซ็ตทั้งระบบ ซึ่งรวมถึงโปรเซสเซอร์, คอร์ตรรกะ, บัสทั้งหมดและอุปกรณ์ต่อพ่วงทั้งหมด จากมุมมองของ OSPM การยืนยันกลไกการตั้งค่าใหม่นั้นเทียบเท่ากับการหมุนเวียนพลังงานของเครื่อง เมื่อได้รับการควบคุมหลังจากรีเซ็ต OSPM จะดำเนินการในลักษณะที่คล้ายกันกับการบูตแบบเย็น.

ดังนั้นเมื่อมีการตั้งค่ารีจิสเตอร์ใหม่มีบางสิ่งเกิดขึ้นตามลำดับ.

• ตรรกะทั้งหมดถูกรีเซ็ต นี่หมายถึงการส่งคำสั่งรีเซ็ตตามลำดับไปยังฮาร์ดแวร์ต่างๆรวมถึง CPU, ตัวควบคุมหน่วยความจำ, อุปกรณ์ต่อพ่วง ฯลฯ ในกรณีส่วนใหญ่นี่หมายถึงการส่องสว่างสายไฟ RST ทางกายภาพอย่างที่ AndrejaKo ปรากฏขึ้น.
• คอมพิวเตอร์ถูกบูตแล้ว นี่คือส่วน "ดำเนินการในลักษณะที่คล้ายกับการบูตความเย็น" มาเธอร์บอร์ดทำตามขั้นตอนเดียวกับที่ใช้ในกรณีที่แหล่งจ่ายไฟเพิ่งพร้อมหลังจากกดปุ่มเปิดปิด.

ผลสุดท้ายของสองขั้นตอน (ซึ่งจริง ๆ แล้วแบ่งออกเป็นหลายขั้นตอนมากขึ้น) คือมันดูเหมือนว่าทุกอย่างเช่นคอมพิวเตอร์เพิ่งบูต แต่พลังนั้นเป็นจริงตลอดเวลา ซึ่งหมายความว่าต้องใช้เวลาน้อยลงในการปิดและเปิดเครื่อง (เนื่องจากคุณไม่ต้องรอให้แหล่งจ่ายไฟพร้อม) และที่สำคัญช่วยให้การเริ่มต้นระบบเริ่มต้นขึ้นโดยระบบปฏิบัติการจะปิดตัวลง ซึ่งหมายความว่าไม่จำเป็นต้องใช้ทริกเกอร์เริ่มต้นอื่น (WoL ฯลฯ ) และอนุญาตให้คุณใช้ Reboot เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการรีเซ็ตระบบจากระยะไกลเมื่อคุณไม่มีวิธีเรียกบูต.

นั่นคือคำตอบที่ยาวนาน แต่เดี๋ยวก่อนหวังว่าคุณจะรู้มากขึ้นเกี่ยวกับการจัดการพลังงานคอมพิวเตอร์ตอนนี้ ฉันได้เรียนรู้บางสิ่งที่ค้นคว้าสิ่งนี้อย่างแน่นอน.