Спящий режим (вычисления)
Спящий режим (также известный как приостановка работы на диске или безопасный сон на компьютерах Macintosh). [1] ) в вычислительной технике означает выключение компьютера с сохранением его состояния. Когда начинается спящий режим, компьютер сохраняет содержимое своей оперативной памяти (ОЗУ) на жесткий диск или другое энергонезависимое хранилище . При включении компьютера оперативная память восстанавливается, и компьютер становится таким же, каким был до перехода в спящий режим. Спящий режим был впервые реализован в 1992 году и запатентован. [2] в компьютерной корпорацией Compaq Хьюстоне , штат Техас.
от Microsoft Windows 8 , Windows 10 и Windows 11 по умолчанию используют тип гибернации (быстрый запуск) при завершении работы. [3]
Использование
[ редактировать ]После спящего режима оборудование выключается, как при обычном выключении. [4] Система может полностью отключиться от электропитания на неопределенный промежуток времени, а затем вернуться в исходное состояние. Режим гибернации чаще всего используется в ноутбуках , у которых ограничен заряд батареи. [4] Можно настроить автоматическое срабатывание при сигнале о низком заряде батареи. Большинство настольных компьютеров также поддерживают режим гибернации, главным образом в качестве общей меры энергосбережения и позволяют быстро заменить съемный аккумулятор. Мобильное оборудование Google и Apple ( Android , Chromebook , iOS ) не поддерживает спящий режим. Оборудование Apple, использующее macOS, называет спящий режим Safe Sleep. [1]
Можно запланировать будильник реального времени для пробуждения устройства после спящего режима. [5]
Сравнение со спящим режимом
[ редактировать ]с низким энергопотреблением Многие системы поддерживают режим сна , в котором вычислительные функции машины снижаются, используя небольшое количество энергии для сохранения содержимого ОЗУ и поддержки пробуждения. Мгновенное возобновление работы — одно из преимуществ спящего режима перед гибернацией. Система в спящем режиме должна запуститься и прочитать данные из постоянного хранилища, а затем перенести их обратно в ОЗУ, что занимает больше времени и зависит от скорости постоянного запоминающего устройства, часто намного медленнее, чем ОЗУ. Системе в спящем режиме достаточно включить процессор и дисплей, что происходит практически мгновенно. С другой стороны, система в спящем режиме по-прежнему потребляет энергию для хранения данных в оперативной памяти. Отключение питания системы, находящейся в спящем режиме, приводит к потере данных, тогда как отключение питания системы, находящейся в спящем режиме, не несет риска; система, находящаяся в спящем режиме, может возобновить работу, когда и если будет восстановлено питание. Как выключенные, так и находящиеся в спящем режиме системы могут потреблять энергию в режиме ожидания, если они не отключены от сети. [6]
Спящий режим — это способ избежать бремени сохранения несохраненных данных перед закрытием и восстановлением всех запущенных программ и повторным открытием документов и вкладок браузера. И спящий режим, и сон сохраняют фрагментацию и атрофию памяти, что приводит к тому, что мобильные устройства работают хуже, чем дольше они работают без полной перезагрузки. Вот почему многие эксперты рекомендуют частое выключение или перезагрузку электронных устройств.
Первая реализация
[ редактировать ]первый рабочий режим гибернации в розничной торговле произошел в 1992 году на Compaq LTE Lite 386 . Как отмечается в рекламных материалах, [7] Частично это стало возможным благодаря кодам операций спящего и защищенного режимов в процессоре Intel 386 . Он был реализован в ПЗУ и работал независимо от операционной системы без необходимости использования драйверов . LTE распознает низкий заряд батареи и предотвращает потерю данных, используя скрытый раздел . Он сохранял и восстанавливал систему во время записи на диск и операций с математическим сопроцессором . Им также можно было управлять с помощью дополнительного программного графического интерфейса или настраиваемого сочетания клавиш. Он был протестирован в DOS, Windows 3.1, Banyan Vines и Novell Netware. Режим гибернации Compaq также отмечен в патенте IBM. [8] с 1993 года.
Поддержка операционной системы
[ редактировать ]Ранние реализации спящего режима использовали BIOS , как отмечалось выше, но современные операционные системы обычно сами переводят в спящий режим. Спящий режим определяется как спящий режим S4 в спецификации ACPI . [9]
Microsoft Windows
[ редактировать ]На компьютерах с Windows режим гибернации доступен только в том случае, если все оборудование и драйверы устройств поддерживают ACPI и Plug-and-Play . Это позволяет некоторым настольным компьютерам быстро переходить в спящий режим на твердотельный накопитель в случае сбоя питания и подавать питание даже на легкий или устаревший ИБП . Спящий режим можно вызвать из меню «Пуск» или командной строки. [10]
Windows 95 поддерживает спящий режим с помощью драйверов, поставляемых производителем оборудования, и только при наличии совместимого оборудования и BIOS. Поскольку Windows 95 поддерживает только Advanced Power Management (APM), режим гибернации называется Suspend-to-Disk. Windows 98 и более поздние версии поддерживают ACPI. Однако спящий режим часто вызывал проблемы, поскольку большая часть оборудования не была полностью совместима с ACPI 1.0 или не имела драйверов WDM . Также были проблемы с файловой системой FAT32. [11] что делает спящий режим проблематичным и ненадежным.
Windows 2000 — первая Windows, поддерживающая спящий режим на уровне операционной системы (состояние сна ACPI S4, управляемое ОС) без специальных драйверов от производителя оборудования. Скрытый системный файл с именем « hiberfil.sys » в корне загрузочного раздела используется для хранения содержимого оперативной памяти, когда компьютер находится в спящем режиме. В Windows 2000 размер этого файла равен общему объему установленной оперативной памяти.
Windows Me , последняя версия семейства Windows 9x , также поддерживает спящий режим, управляемый ОС, как Windows 2000, и требует дискового пространства, равного объему оперативной памяти компьютера. [12] [13]
В Windows XP улучшена поддержка спящего режима. [14] Гибернация и возобновление работы происходят намного быстрее, поскольку страницы памяти сжимаются с использованием улучшенного алгоритма; сжатие перекрывается с записью на диск, неиспользуемые страницы памяти освобождаются, а передача DMA используется во время ввода-вывода. [15] hiberfil.sys содержит дополнительную информацию, включая состояние процессора. Этот файл был задокументирован исследователем безопасности Матье Суишем. [16] во время брифингов Black Hat 2008, который также предоставил платформу компьютерной криминалистики для управления этим файлом и преобразования его в читаемый дамп памяти. [17] Функция сжатия была позже задокументирована Microsoft. [18]
Хотя в Windows XP добавлена поддержка более 4 гигабайт памяти (через Windows XP 64-bit Edition и Windows XP Professional x64 Edition ), эта операционная система, а также Windows Server 2003 , Windows Vista и Windows Server 2008 не поддерживают спящий режим при такой объем памяти установлен из-за проблем с производительностью, связанных с сохранением такого большого пула данных из ОЗУ на диск. [19] Позже эта проблема будет решена в Windows 7 и Windows Server 2008 R2 .
В Windows Vista появилась функция гибридного сна , которая сохраняет содержимое памяти на жесткий диск, но вместо выключения переходит в спящий режим. В случае отключения питания компьютер может возобновить работу, как если бы он находился в спящем режиме.
В Windows 7 введено сжатие файла гибернации и установлено значение по умолчанию, равное 75 % от общего объема физической памяти. [18] Microsoft также рекомендует увеличить размер с помощью powercfg.exe инструмент в некоторых редких рабочих нагрузках, когда объем памяти превышает этот объем. Его можно установить в диапазоне от 50% до 100%, хотя уменьшать его не рекомендуется.
В Windows 8 также представлена функция быстрого запуска . Когда пользователи выбирают опцию «Завершение работы» , компьютер переходит в спящий режим, но перед переходом в спящий режим закрывают все программы и завершают сеанс пользователя. [20] По данным Microsoft, обычный режим гибернации включает в себя больше данных в страницах памяти, запись которых на диск занимает больше времени. Для сравнения, когда сеанс пользователя закрыт, данные спящего режима намного меньше, и поэтому для записи на диск и возобновления требуется меньше времени. Пользователи имеют возможность выполнить традиционное завершение работы, удерживая клавишу Shift и нажимая «Выключить». [21] а также можно выключить компьютер традиционным способом, отключив быстрый запуск в настройках системы.
Windows 10 отражает Windows 8. Как отмечает Microsoft, [3] Алгоритм гибернации Windows 10 оптимизирован для твердотельного накопителя . Это поведение перенесено в Windows 11 .
Спящий режим часто недостаточно используется в бизнес-среде, поскольку его трудно включить в большой сети компьютеров, не прибегая к стороннему программному обеспечению для управления питанием ПК . [22] Это упущение со стороны Microsoft подверглось критике как приведшее к огромным потерям энергии. [23]
Можно отключить спящий режим и удалить hiberfil.sys. [24]
Стороннее программное обеспечение для управления питанием ПК предлагает функции, выходящие за рамки возможностей Windows. [25] [26] [27] Большинство продуктов предлагают интеграцию с Active Directory и настройки для каждого пользователя или для каждого компьютера с более продвинутыми планами электропитания, планами электропитания по расписанию, функциями борьбы с бессонницей и отчетами об энергопотреблении предприятия.
macOS
[ редактировать ]На компьютерах Mac функция, известная как Safe Sleep, сохраняет содержимое энергозависимой памяти на жесткий диск системы каждый раз, когда Mac переходит в спящий режим. Mac может мгновенно выйти из спящего режима, если питание оперативной памяти не пропало. Однако, если электропитание было прервано, например, при извлечении батарей без подключения к сети переменного тока, Mac вместо этого выходил из безопасного сна, восстанавливая содержимое памяти с жесткого диска. [28] Поскольку процесс гибернации Safe Sleep происходит во время обычного сна, в меню Apple нет опции «гибернация».
Функция Safe Sleep была добавлена в модели Mac, начиная с PowerBook G4, выпущенного в октябре 2005 г. (двухслойная SD-карта). Для безопасного сна требуется Mac OS X версии 10.4 или выше.
Вскоре после того, как Apple начала поддерживать Safe Sleep, энтузиасты Mac выпустили хак, позволяющий включить эту функцию на гораздо более старых компьютерах Mac под управлением Mac OS X v10.4. [29] Классическая Mac OS когда-то также поддерживала спящий режим, но Apple отказалась от этой функции. [30]
Линукс
[ редактировать ]В ядре Linux гибернация реализована с помощью swsusp , встроенного в серию 2.6. Альтернативная реализация — TuxOnIce, доступная в виде патчей для ядра версии 3.4. TuxOnIce предоставляет такие преимущества, как поддержка симметричной многопроцессорной обработки и вытеснения . Другая альтернативная реализация — uswsusp . Все трое называют это «приостановкой на диске». systemd , если он развернут, сам управляет спящим режимом.
Гибридный сон
[ редактировать ]Спящий режим и гибернацию можно совмещать: содержимое оперативной памяти копируется в энергонезависимое хранилище, и компьютер переходит в спящий режим. Этот подход сочетает в себе преимущества спящего режима и режима гибернации: машина может возобновить работу мгновенно, а ее состояние, включая открытые и несохраненные файлы, сохраняется при отключении питания. Гибридный сон потребляет столько же энергии, сколько и спящий режим, тогда как режим гибернации выключает компьютер. [31] [4]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б «Что такое безопасный сон на Mac?» . Поддержка Apple . Проверено 24 января 2021 г.
- ^ «Патент на спящий режим» (PDF) . Патенты.google.com . 1998. Архивировано (PDF) из оригинала 25 января 2021 года . Проверено 24 января 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б содержимое драйвера Windows. «Предоставление отличного опыта запуска и завершения работы» . docs.microsoft.com . Проверено 24 января 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б с «Сон и гибернация: часто задаваемые вопросы» . Интернет-справка по Windows 7 . Корпорация Майкрософт . Проверено 15 октября 2011 г.
- ^ "systemd.timer" . сайт freedesktop.org . Проверено 12 июня 2024 г.
- ^ «Выключите компьютер, переведите его в спящий режим или спящий режим» . support.microsoft.com . Проверено 15 января 2021 г.
- ^ «Коммерческие материалы от Compaq Computer Corp» (PDF) . 10000 бит . 1992. Архивировано из оригинала 02 января 2017 г. Проверено 24 января 2021 г.
- ^ [1] , «Устройство и способ создания файлов в спящем режиме», выпущено 26 июля 1993 г.
- ^ «Спецификация ACPI, версия 3.0b» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 30 декабря 2008 г. Проверено 9 ноября 2008 г.
- ^ «Справка и поддержка Microsoft: как перевести систему в режим гибернации или ожидания из меню «Выполнить»» . Архивировано из оригинала 11 февраля 2009 г. Проверено 11 февраля 2009 г.
- ^ Проблемы с BIOS и спящим режимом для файловой системы FAT32.
- ^ «Интервью с Николя Кудьером, главным менеджером по продукту: Microsoft Windows Millennium Edition (Me)» . Activewin.com . Проверено 26 августа 2010 г.
- ^ «Управление питанием Windows» . Microsoft.com. 04.12.2001. Архивировано из оригинала 13 июля 2004 г. Проверено 26 августа 2010 г.
- ^ Управление питанием Windows: мгновенная доступность ПК и экономия энергии.
- ^ Улучшения ядра для Windows XP
- ^ «BlackHat USA 2008 — файл гибернации Windows для развлечения и прибыли» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 19 ноября 2008 г. Проверено 18 августа 2008 г.
- ^ «Среда компьютерной криминалистики SandMan» . Архивировано из оригинала 29 декабря 2018 г. Проверено 8 марта 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Уменьшение занимаемого места на диске при спящем режиме Windows 7» . Проверено 25 октября 2012 г.
- ^ «Вы не можете перевести компьютер с объемом памяти более 4 ГБ в спящий режим в Windows XP, Windows Server 2003, Windows Vista или Windows Server 2008» . Поддержка (изд. 9.0). Майкрософт . 23 сентября 2011 г. Архивировано из оригинала 23 марта 2014 г. . Проверено 23 марта 2014 г.
- ^ «Ускоренная загрузка Windows 8» . Архивировано из оригинала 08.11.2011 . Проверено 9 ноября 2011 г.
- ^ «Windows 8/Windows Server 2012: более быстрый процесс загрузки | Задайте вопрос в блоге группы производительности» . Архивировано из оригинала 24 мая 2018 г. Проверено 24 мая 2018 г.
- ^ Включите спящий режим с помощью групповой политики.
- ^ «EcoGeek – Как Windows XP потратила 25 миллиардов долларов энергии» . Архивировано из оригинала 27 ноября 2006 г. Проверено 14 января 2009 г.
- ^ Как отключить и снова включить спящий режим на компьютере под управлением Windows; Майкрософт; 12 августа 2010 г.
- ^ «Программное обеспечение для управления питанием рабочих станций Windows» . Архивировано из оригинала 26 апреля 2012 г. Проверено 19 апреля 2011 г.
- ^ «Список коммерческих пакетов Energy Star» .
- ^ Конференция директоров и директрис. «HMC: Практическое руководство по устойчивому строительству для школ» . Архивировано из оригинала 15 марта 2012 г. Проверено 19 апреля 2011 г.
- ^ «Поддержка Apple: индикатор выполнения появляется после выхода из режима сна» . 20 февраля 2006 г. Архивировано из оригинала 12 марта 2008 г.
- ^ «Как безопасно перевести Mac в спящий режим (гибернацию)» . ЭндрюЭскобар.com . Архивировано из оригинала 5 января 2008 г.
- ^ «Документ и программное обеспечение Sleep Memory Extension 1.0» . Архивировано из оригинала 19 августа 2007 года.
- ^ «Выключите компьютер: часто задаваемые вопросы» . Интернет-справка по Windows Vista . Корпорация Майкрософт. Архивировано из оригинала 10 октября 2011 года . Проверено 15 октября 2011 г.