Sesi Tanya & Jawab Hari ini hadir untuk memberi kami SuperUser - subdivisi Stack Exchange, pengelompokan komunitas situs web Tanya-Jawab.
Pertanyaan
Pembaca SuperUser Seth Carnegie bertanya-tanya tentang manajemen daya komputer:
How can a computer restart itself? After it’s off, how does it tell itself to come back on again? What kind of software is it that can do this?
Bagaimana caranya? Kombinasi apa dari perangkat lunak / perangkat keras ajaib yang membuatnya terjadi?
Jawabannya
Terlalu lama; tidak membacanya menjawab: Status daya di komputer Anda dikendalikan oleh implementasi ACPI (konfigurasi canggih dan antarmuka daya). Pada akhir proses shutdown, sistem operasi Anda menetapkan perintah ACPI yang menunjukkan bahwa komputer harus reboot. Sebagai tanggapan, motherboard mereset semua komponen menggunakan perintah atau garis reset masing-masing, dan kemudian mengikuti proses bootstrap. Motherboard tidak pernah benar-benar mati, hanya me-reset berbagai komponen dan kemudian berperilaku seolah-olah tombol power baru saja ditekan.
Jawaban yang panjang dan bertele-tele tapi (menurut saya) lebih menarik:
Kekuatan Lunak dan Cara Kerjanya
Di masa lalu (baik, oke, untuk seorang mahasiswa seperti saya pada tahun 90-an sudah lama), kami memiliki motherboard AT (Advanced Technology) dengan Kekuatan AT pengelolaan. Sistem daya AT sangat, sangat sederhana. Tombol power di komputer Anda adalah tombol perangkat keras (mungkin di bagian belakang casing) dan input 120vac Anda melewatinya. Secara fisik mengubah daya ke catu daya Anda dan mematikan, dan ketika saklar ini dalam posisi Off semuanya di komputer Anda benar-benar mati (ini membuat baterai CMOS sangat penting, karena tanpa itu tidak ada catu daya untuk menjaga perangkat keras jam berdetik). Karena saklar daya adalah mekanisme fisik, tidak ada perangkat lunak untuk menghidupkan dan mematikan. Windows akan menampilkan pesan "Sekarang aman untuk mematikan komputer" yang terkenal karena, meskipun semuanya diparkir dan siap untuk dimatikan, tidak mungkin bagi OS untuk benar-benar mematikan saklar daya. Konfigurasi ini terkadang disebut sebagai kekuatan keras, karena itu semua perangkat keras.
Saat ini hal-hal berbeda, karena keajaiban motherboard ATX dan Daya ATX (Itu Teknologi Terdepan yang bertahan jika Anda terus melacak). Seiring dengan sejumlah kemajuan lainnya (mini-DIN PS / 2, siapa?), ATX dibawa kekuatan lembut. Kekuatan lunak berarti daya ke komputer dapat dikontrol oleh perangkat lunak. Ini membawa beberapa perubahan impor:
- Daya siaga: Anda mungkin telah melihat konektor “5v SB” atau “5v standby” berlabel di pinout catu daya. Itu power supply siaga adalah garis 5v ke motherboard Anda yang selalu menyala, bahkan ketika komputer dimatikan. Inilah sebabnya mengapa penting untuk mencabut atau mematikan sakelar keras PSU (jika ada) saat memperbaiki komputer modern, karena meskipun tidak aktif, Anda dapat menekan SB 5V dan merusak motherboard. Ini juga mengapa baterai CMOS tidak terlalu penting lagi - 5V SB digunakan untuk mengganti baterai CMOS setiap kali catu daya memiliki daya listrik, sehingga baterai CMOS hanya digunakan saat Anda mencabut komputer sepenuhnya. Garis 5v SB penting untuk memungkinkan komponen komputer Anda (terutama BIOS dan adapter jaringan) untuk tetap menjalankan beberapa perangkat lunak sederhana bahkan ketika komputer dimatikan.
- Kontrol catu daya cerdas. Jika Anda melihat pin untuk konektor motherboard power supply (P1), Anda akan melihat dua pin yang biasanya diberi label PS_ON dan PS_RDY. Ini berarti “power supply on” dan “power supply ready”. Jika Anda suka bereksperimen, ambillah power supply tidak di komputer, pasang, dan dengan hati-hati pendekkan garis tanah (salah satu kabel hitam) ke garis PS_ON (kabel hijau). Catu daya akan tampak hidup, dengan kipas berputar. Komponen motherboard yang berjalan dari + 5v SB benar-benar menghidupkan power supply Anda dan mematikan dengan menghubungkan kekuatan ke pin PS_ON. Karena ada beberapa kapasitor dan komponen lain dalam catu daya yang memerlukan waktu untuk diisi, tegangan dari output utama catu daya mungkin tidak stabil segera setelah PSU menyala. Inilah gunanya pin PS_RDY, ini akan muncul ketika logika internal suplai daya menentukan bahwa catu daya "siap" dan akan memberikan daya yang stabil. Motherboard menunggu hingga PS_RDY menyala untuk melanjutkan boot.
Jadi, saklar daya Anda tidak lagi "menyala" komputer. Sebaliknya, itu terhubung ke pengendali dasar motherboard Anda, yang mendeteksi bahwa tombol telah ditekan dan menjalankan sejumlah langkah untuk menyiapkan sistem, termasuk menerangi PS_ON sehingga daya akan tersedia. Tombol daya bukan satu-satunya cara untuk memicu proses startup, perangkat di bus ekspansi Anda juga dapat melakukannya.Hal ini penting karena adapter jaringan ethernet Anda sebenarnya tetap aktif ketika komputer Anda mati dan mencari paket yang sangat spesifik yang sering disebut sebagai "Paket ajaib." Jika mereka mendeteksi paket ini dialamatkan ke alamat MAC mereka, mereka akan memicu proses startup.. Ini adalah bagaimana "Wake-on-LAN" (WoL) bekerja. Jam juga dapat memulai boot (sebagian besar BIOS memungkinkan Anda menetapkan waktu untuk boot komputer setiap hari), dan perangkat USB dan FireWire dapat memicu boot, meskipun saya tidak mengetahui penerapan ini.
Memahami Kontrol Daya
Yah, saya menjelaskan hal Soft Power baik karena saya pikir itu menarik (selalu alasan utama yang saya jelaskan) dan karena itu memungkinkan Anda untuk memahami bagaimana kekuatan dan kondisi komputer Anda dikendalikan oleh perangkat lunak. Dalam kebanyakan komputer saat ini, sistem perangkat lunak ini merupakan implementasi dari Konfigurasi Lanjut dan Antarmuka Daya, atau ACPI. ACPI adalah sistem terstandarisasi dan terpadu yang memungkinkan perangkat lunak untuk mengontrol sistem daya komputer Anda. Anda mungkin pernah mendengar tentang Status daya ACPI. Mekanisme dasar kontrol daya adalah "status daya" ini, sistem operasi Anda beralih melalui mode daya dengan mempersiapkan saklar (proses mematikan / hibernasi yang terjadi sebelum daya benar-benar menyala), dan kemudian memerintahkan motherboard untuk mengubah status daya. Negara-negara kekuatan terlihat seperti ini:
- G0: Bekerja (status "aktif" komputer Anda)
-
G1: Tidur (keadaan siaga komputer Anda, dibagi menjadi S substrat)
- S1: daya ke CPU dan RAM tetap menyala, tetapi CPU tidak menjalankan instruksi. Perangkat periferal dimatikan.
- S2: CPU dimatikan, RAM dipertahankan
- S3: Semua komponen dimatikan kecuali RAM dan perangkat yang akan memicu resume (keyboard). Ketika Anda memberi tahu OS Anda untuk "Tidur", itu akan menghentikan proses dan kemudian masuk ke mode ini.
- S4: Hibernasi. Benar-benar semuanya dimatikan. Ketika Anda memberi tahu sistem operasi Anda ke Hibernate, itu berhenti proses, menyimpan isi RAM ke disk, dan kemudian memasuki mode ini.
- G2: Soft Off. ini adalah kondisi "nonaktif" komputer Anda. Daya dimatikan untuk semua kecuali perangkat yang dapat memicu boot.
- G3: Matikan mekanik.
Bagaimana reset sebenarnya terjadi
Anda akan memperhatikan bahwa reboot bukan salah satu dari status ini. Jadi apa yang sebenarnya terjadi ketika komputer Anda saat reboot? Jawabannya mungkin mengejutkan, karena dari perspektif manajemen kekuasaan, itu hampir tidak ada. Ada perintah reset ACPI. Saat Anda memberi tahu sistem operasi untuk melakukan reboot, ia akan mengikuti proses normal shutdown-nya (menghentikan semua proses Anda, melakukan sedikit perawatan, turun dari sistem file Anda, dll), dan kemudian sebagai langkah terakhir, daripada mengirim mesin ke status daya G2 (seperti jika Anda hanya mengatakannya ke Shut Down) itu mengatur perintah Reset. Ini biasanya disebut sebagai "Register ulang", karena seperti kebanyakan antarmuka ACPI, ini hanya alamat yang harus ditulis nilai tertentu agar dapat meminta penyetelan ulang. Saya akan mengutip spesifikasi 2.0 tentang apa yang dilakukannya:
The optional ACPI reset mechanism specifies a standard mechanism that provides a complete system reset. When implemented, this mechanism must reset the entire system. This includes processors, core logic, all buses, and all peripherals. From an OSPM perspective, asserting the reset mechanism is the logical equivalent to power cycling the machine. Upon gaining control after a reset, OSPM will perform actions in like manner to a cold boot.
Jadi, ketika register ulang diatur, beberapa hal terjadi secara berurutan.
- Semua logika diatur ulang. Ini berarti mengirim perintah reset ke berbagai bit perangkat keras termasuk CPU, pengendali memori, pengendali perangkat, dll. Dalam banyak kasus, ini berarti menerangi kawat RST fisik, seperti yang ditunjukkan AndrejaKo di atas.
- Komputer kemudian bootstrapped. Ini adalah bagian "melakukan tindakan dalam cara yang mirip dengan boot dingin". Motherboard melakukan langkah yang sama seperti jika power supply baru saja siap setelah tombol daya ditekan.
Efek akhir dari dua langkah ini (yang benar-benar terurai menjadi lebih banyak langkah) adalah bahwa ia melihat ke segala sesuatu seperti komputer yang baru saja di-boot, tetapi kekuatannya benar-benar ada sepanjang waktu. Ini berarti lebih sedikit waktu yang diperlukan untuk mematikan dan memulai (karena Anda tidak perlu menunggu catu daya menjadi siap), dan yang lebih penting memungkinkan bootup diinisiasi oleh sistem operasi yang mematikan. Ini berarti bahwa pemicu startup lain tidak perlu digunakan (WoL dll), dan memungkinkan Anda untuk menggunakan Reboot sebagai cara efektif untuk mengatur ulang sistem dari jarak jauh, ketika Anda tidak memiliki cara untuk memicu boot.
Itu jawaban yang panjang. Tapi, hei, semoga Anda tahu lebih banyak tentang manajemen daya komputer sekarang. Saya tentu belajar beberapa hal yang meneliti hal ini.
Memiliki sesuatu untuk ditambahkan ke penjelasan? Bicaralah di komentar. Ingin membaca lebih banyak jawaban dari pengguna Stack Exchange yang paham teknologi lainnya? Lihat diskusi lengkap di sini.
